DE19738822A1 - Transition metal oxoporphine derivatives useful e.g. as pigment, photosensitizer or catalyst - Google Patents
Transition metal oxoporphine derivatives useful e.g. as pigment, photosensitizer or catalystInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf substituierte und unsubstitu ierte Übergangsmetalloxoporphine und Übergangsmetalloxomono-, -di-, -tri- bzw. -tetraazaporphine einschließlich aller Isomere, Stereoisomere bzw. Enantiomere und Diastereomere und aller ihrer µ-Oxo-Dimere und µ-Oxo-Oligomere, deren Darstellung und deren Verwendung als Pigmente für Lichtfiltergläser, als La ser-Farbstoffe, als Photosensibilisatoren, als Direktfarbent wickler in der Photographie, als selektive Katalysatoren für Reduktionen und Oxidationen, in der Photovoltaik, in der Opto elektronik als Materialien für Informationsspeicherung, als ionenselektive Ionencarrier und Optodenmaterialien, als NMR-Verschiebungsreagenzien, als Flüssigkristalle und als Erzeuger von Carbenen und Singulett-Sauerstoff.The invention relates to substituted and unsubstituted ized transition metal oxoporphins and transition metal oxomono-, di, tri and tetraazaporphins including all isomers, Stereoisomers or enantiomers and diastereomers and all their µ-oxo dimers and µ-oxo oligomers, their representation and their use as pigments for light filter glasses, as La water dyes, as photosensitizers, as direct dyes in photography, as selective catalysts for Reductions and oxidations, in photovoltaics, in opto electronics as materials for information storage, as ion selective ion carrier and optode materials, as NMR shift reagents, as liquid crystals and as generators of carbenes and singlet oxygen.
Die als Pigmente für Lichtfiltergläser, als Laser-Farbstoffe, als Photosensibilisatoren, als Katalysatoren, in der Optoelek tronik als Materialien für Informationsspeicherung, als selek tive Katalysatoren für Reduktionen und Oxidationen und als Er zeuger von Carbenen und Singulettsauerstoff bisher verwandten Farbstoffe zeichnen sich durch eine für diese Zwecke zu gerin ge Lichtechtheit aus, zeigen oft ein schlechtes Löslichkeits verhalten, allgemein eine geringe chemische Stabilität und oft viel zu niedrige Extinktionskoeffizienten. Die dafür bisher verwandten Porphine und Azaporphine sind des weiteren oftmals in nur mäßigen Ausbeuten, mit großem Aufwand und teuren Eduk ten darstellbar.As pigments for light filter glasses, as laser dyes, as photosensitizers, as catalysts, in optoelec electronics as materials for information storage, as selek tive catalysts for reductions and oxidations and as Er producers of carbenes and singlet oxygen relatives so far Dyes are characterized by a too low for these purposes lightfastness, often show poor solubility behavior, generally low chemical stability and often extinction coefficients much too low. So far for that related porphins and azaporphines are also often in only moderate yields, with great effort and expensive educ can be displayed.
Übergangsmetalloxoporphine sind beispielsweise in der EP 0 337 209 B1 beschrieben, die als Absorptionsmittel im nahen IR einsetzbar sind.Transition metal oxoporphins are for example in the EP 0 337 209 B1 described, which as an absorbent in near IR can be used.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in guten Ausbeuten erhältliche, gutlösliche Verbindungen zur Verfügung zu stel len, die eine hohe Lichtechtheit, chemische Stabilität sowie hohe Extinktionskoeffizienten aufweisen.The invention has for its object in good yields available, readily soluble compounds are available len, which have high light fastness, chemical stability as well have high extinction coefficients.
Die Aufgabe wird durch die Verbindungen gemäß Anspruch 1 ein
schließlich aller ihrer Isomere sowie µ-Oxo-Dimere und µ-Oxo-
Oligomere gelöst, wobei die Monomere durch folgende Struktur
formel dargestellt sind, wobei von den Ringen A1-A4 wenigstens
einer wenigstens ein Heteroatom aufweist,
The object is finally achieved by the compounds according to claim 1 including all of their isomers and also µ-oxo dimers and µ-oxo oligomers, the monomers being represented by the following structure, where at least one of the rings A 1 -A 4 is at least one has a hetero atom,
wobei X1-4 = N und/oder C-R1, C-R2, C-R3, C-R4 (unabhängig von
einander) und wobei M ein Übergangsmetall darstellt. Die Ge
samtladung q der nichtverbrückten Übergangsmetalloxoporphinde
rivate beträgt
where X 1-4 = N and / or CR 1 , CR 2 , CR 3 , CR 4 (independently of one another) and where M represents a transition metal. The total charge q of the non-bridged transition metal oxoporphine derivatives is
q = z - 2n - 2 + qA1 + qA2 + qA3 + qA4
q = z - 2n - 2 + q A1 + q A2 + q A3 + q A4
wobei z die Oxidationsstufe des betreffenden Übergangsmetal les, n die Anzahl der Oxogruppen und qA1, qA2, qA3 und qA4 die Ladungen der unterschiedlichen oder identischen ankondensier ten aromatischen Rest A1 bis A4 bedeuten; die Ladung der µ-Oxo- Dimere und µ-Oxo-Oligomere ergibt sich entsprechend. Die Ge genionen für q ungleich 0 können gängige organische oder an organische Ionen sein.where z is the oxidation state of the transition metal in question, n is the number of oxo groups and q A1 , q A2 , q A3 and q A4 are the charges of the different or identical aromatic condensates A 1 to A 4 ; the charge of the µ-oxo dimers and µ-oxo oligomers results accordingly. The ge ions for q not equal to 0 can be common organic or organic ions.
Vorteilhafte Derivate sind den Unteransprüchen 2 bis 5 zu ent nehmen. Die Erfindung bezieht sich dabei auf alle substitu ierten und unsubstituierten Übergangsmetalloxoporphin- oder -mono-, -di-, -tri- bzw. -tetraazaporphinderivate sowie alle de ren Isomere, Stereoisomere bzw. Enantiomere und Diastereomere.Advantageous derivatives can be found in subclaims 2 to 5 to take. The invention relates to all substit ized and unsubstituted transition metal oxoporphine or -mono-, -di, -tri- or -tetraazaporphinderivate as well as all de ren isomers, stereoisomers or enantiomers and diastereomers.
Die ankondensierten aromatischen Substituenten A1-A4 können
unterschiedlich oder identisch sein und sind vorzugsweise
ausgewählt aus der Gruppe:
The condensed aromatic substituents A 1 -A 4 can be different or identical and are preferably selected from the group:
Die Substituenten C1, C2 sind cyclische oder polycyclische Systeme, kondensierte Aryl- und Heteroarylreste mit beliebig vielen Substituenten R, wobei die Substituenten R auch unter schiedlich sein können.The substituents C 1 , C 2 are cyclic or polycyclic systems, fused aryl and heteroaryl radicals with any number of substituents R, where the substituents R can also be different.
Die Substituenten R (R1 bis R8) der A1-A4, C1, C2-Reste und für
X1-4 = C-R (R = R1 bis R4) sind unabhängig voneinander ausgewählt
aus bis der Gruppe:
-H; Alkyl; -Alkenyl; -Alkinyl; Cycloalkyl; Cycloalkenyl;
-Cycloalkinyl; -Aryl, -Heteroaryl, -Metallocenyl; -SiR3;
-CO-R; -CS-R; -CNR-R; -CNR2⁺-R; -COO⁻; -COOR; -COS⁻; -COSR;
-CSS⁻; CSSR; -CONR2; -CNR-NR2; -CNR2⁺-NR2; -CN; -CN⁺-R; -NC;
-NR2; -NR3⁺; -NR-NR2, -N2R4⁺; -N2⁺; -N=N-R; -N2R2⁺; -NO, -NO2;
-PR2; -PR3⁺; -PO2R⁻; -PO2R2; -POSR⁻; -POSR2; -PS2R⁻; -PS2R2⁻;
-PO3 2⁻; -PO3R⁻; -PO3R2; -PO2S2⁻; -PO2SR⁻; -PO2SR2; -POS2 2⁻; -POS2R⁻;
-POS2R2; -PS3 2⁻; -PS3R⁻; -PS3R2; -Oxo; -OR; -S⁻; -SR; -S2⁻; -S2-R;
-SO-R; -SO3⁻; -SO3-R; -SO-NR2; -SONR3⁺; -SO2-NR2; -SO2NR3⁺; -Halo
gen; -IO; -IR2; -SCN, -OCN; -NCS; -NCO; -BR2; -BR3-; -O-BR2, wo
bei die Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Cycloalkyl-, Cycloalkenyl-,
Aryl-, Heteroaryl- und Metallocenylreste wiederum einfach
oder mehrfach mit R = R1 bis R8 substituiert und R1 bis R8 iden
tisch oder verschieden sein können.The substituents R (R 1 to R 8 ) of the A 1 -A 4 , C 1 , C 2 radicals and for X 1-4 = CR (R = R 1 to R 4 ) are selected independently of one another from up to the group:
-H; Alkyl; Alkenyl; Alkynyl; Cycloalkyl; Cycloalkenyl; Cycloalkynyl; Aryl, heteroaryl, metallocenyl; -SiR 3 ; -CO-R; -CS-R; -CNR-R; -CNR 2 ⁺-R; -COO⁻; -COOR; -COS⁻; -COSR; -CSS⁻; CSSR; -CONR 2 ; -CNR-NR 2 ; -CNR 2 ⁺-NR 2 ; -CN; -CN⁺-R; -NC; -NR 2 ; -NR 3 ⁺; -NR-NR 2 , -N 2 R 4 ⁺; -N 2 ⁺; -N = NR; -N 2 R 2 ⁺; -NO, -NO 2 ; -PR 2 ; -PR 3 ⁺; -PO 2 R⁻; -PO 2 R 2 ; -POSR⁻; -POSR 2 ; -PS 2 R⁻; -PS 2 R 2 ⁻; -PO 3 2 ⁻; -PO 3 R⁻; -PO 3 R 2 ; -PO 2 S 2 ⁻; -PO 2 SR⁻; -PO 2 SR 2 ; -POS 2 2 ⁻; -POS 2 R⁻; -POS 2 R 2 ; -PS 3 2 ⁻; -PS 3 R⁻; -PS 3 R 2 ; -Oxo; -OR; -S⁻; -SR; -S 2 ⁻; -S 2 -R; -SO-R; -SO 3 ⁻; -SO 3 -R; -SO-NR 2 ; -SONR 3 ⁺; -SO 2 -NR 2 ; -SO 2 NR 3 ⁺; -Halo gen; -IO; -IR 2 ; -SCN, -OCN; -NCS; -NCO; -BR 2 ; -BR 3 -; -O-BR 2 , where the alkyl, alkenyl, alkynyl, cycloalkyl, cycloalkenyl, aryl, heteroaryl and metallocenyl radicals are in turn mono- or polysubstituted with R = R 1 to R 8 and R 1 to R 8 can be identical or different.
Insbesondere Metalloxoporphine und Metalloxotetraazaporphine zeichnen sich durch hohe Lichtechtheit und chemische Bestän digkeit aus, wenn das Übergangsmetall M ausgewählt ist aus der Gruppe Ti, Zr, Hf. Insbesondere Porphin- und Tetraazaporphin- Verbindungen mit vierbindigen Ring-Stoffstickstoffatomen der A1-A4 Substituenten sind vorteilhaft einzusetzen, insbesondere wenn M = Ti. Durch Anzahl und Anordnung der Ringheteroatome sind die Eigenschaften der Porphinderivate, insbesondere auch deren Aggregationsneigung in Lösung, einstellbar.In particular Metalloxoporphine and Metalloxotetraazaporphine distinguished by high light fastness and chemical Bestän of speed, when the transition metal M is selected from the group Ti, Zr. In particular, porphine and Tetraazaporphin- compounds with tetravalent ring fabric nitrogen atoms of the A 1 -A 4 substituents are Hf to be used advantageously, in particular when M = Ti. The number and arrangement of the ring heteroatoms make it possible to adjust the properties of the porphine derivatives, in particular their tendency to aggregate in solution.
Die hier beschriebenen Metalloxoporphine (X = unabhängig von
einander C-R1, C-R2, C-R3 oder C-R4) können z. B. aus folgenden
Isoindoliminanaloga und entsprechenden Metallverbindungen
(Übergangsmetall vorzugsweise Ti, Zr, Hf) in hochsiedenden,
inerten Lösemitteln, wie beispielsweise DMAE oder höheren
Alkoholen wie absolutem Pentanol, in Siedehitze unter Schutz
gas und anschließender Hydrolyse dargestellt werden.
The metal oxoporphins described here (X = independently of one another CR 1 , CR 2 , CR 3 or CR 4 ) can, for. B. from the following isoindolimine analogs and corresponding metal compounds (transition metal preferably Ti, Zr, Hf) in high-boiling, inert solvents, such as DMAE or higher alcohols such as absolute pentanol, in boiling heat under protective gas and subsequent hydrolysis.
(R = R1, R2, R3 oder R4 identisch oder unabhängig voneinander).(R = R 1 , R 2 , R 3 or R 4 identical or independent of each other).
Die hier beschriebenen Metalloxotetraazaporphine (X = N) wer
den aus folgenden Dinitrilen und entsprechenden Metallverbin
dungen (Metall vorzugsweise Ti, Zr, Hf) in ebenfalls hochsie
denden, inerten Lösemitteln, wie beispielsweise DMAE oder hö
heren Alkoholen in Siedehitze unter Schutzgas und anschlie
ßender Hydrolyse dargestellt:
The metal oxotetraazaporphins described here (X = N) are those of the following dinitriles and corresponding metal compounds (metal preferably Ti, Zr, Hf) in likewise high-boiling, inert solvents, such as, for example, DMAE or higher alcohols in boiling heat under protective gas and subsequent hydrolysis shown:
Die Mono-, Di-, Triazaverbindungen sind entsprechend herstell bar. Das aufgezeigte Herstellungsverfahren hat sich insbesondere zur Herstellung der Ti-, Zr- und Hf-Verbindungen bewährt, die ansonsten zur Zersetzung neigen.The mono-, di-, triaza connections are made accordingly bar. The manufacturing process shown has especially for the production of Ti, Zr and Hf compounds proven that otherwise tend to decompose.
Die Übergangsmetalloxoporphinderivate bzw. deren µ-Oxo-Dimere und µ-Oxo-Oligomere mit M = Cr, Mo, Mn, Fe, Ru, Os, Rh und Ir sind nach einem analogen Verfahren mit Übergangsmetallverbin dungen vorzugsweise niedriger Übergangsmetalloxidationsstufe darstellbar. Die Überführung des durch den Porphinring kom plexierten Übergangsmetallions eines der erfindungsgemäßen Übergangsmetalloxoporphinderivate in eine höhere oder niedri gere Oxidationsstufe kann durch Elektrolyse oder durch ein geeignetes Oxidations- oder Reduktionsmittel erfolgen. Die Bildung der µ-Oxo-Dimere bzw. Oligomere aus den Monomeren er folgt, gegebenenfalls in Gegenwart von Sauerstoff, unter übli chen Bedingungen.The transition metal oxoporphine derivatives or their µ-oxo dimers and µ-oxo oligomers with M = Cr, Mo, Mn, Fe, Ru, Os, Rh and Ir are based on an analogous process with transition metal compound preferably low transition metal oxidation level representable. The transfer of the com plexed transition metal ions of one of the invention Transition metal oxoporphine derivatives in a higher or lower gere oxidation stage can by electrolysis or by a suitable oxidizing or reducing agent. The Formation of the µ-oxo dimers or oligomers from the monomers follows, if necessary in the presence of oxygen, under übli conditions.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen sind insbesondere als Pig mente für Lichtfiltergläser, als Laser-Farbstoffe, als Photo sensibilisatoren, als Direktfarbentwickler in der Photogra phie, als selektive Katalysatoren für Reduktionen und Oxida tionen, in der Photovoltaik, in der Optoelektronik als Mate rialien für Informationsspeicherung, als ionenselektive Ionen carrier und Optodenmaterialien, als NMR-Verschiebungsreagen zien, als Flüssigkristalle und als Erzeuger von Carbenen und Singulett-Sauerstoff einsetzbar.The compounds of the invention are in particular as pig elements for light filter glasses, as laser dyes, as photos sensitizers, as direct color developers in the photogra phie, as selective catalysts for reductions and oxides ions, in photovoltaics, in optoelectronics as mate rialien for information storage, as ion-selective ions carrier and optode materials, as NMR shift reagents cien, as liquid crystals and as a producer of carbenes and Singlet oxygen can be used.
Die hier beschriebenen Metalloxoporphine, insbesondere mit M = Ti, Zr, Hf, zeigen eine hohe Photoinstabilität gegenüber Organohalogenverbindungen, weshalb sie zur Herstellung von kornlosen photographischen Filmen und Bildern verwandt werden können, ohne daß ein Zusatz von Silberhalogeniden notwendig ist. Solche kornlosen photographischen Filme und Bilder zeich nen sich durch eine außergewöhnliche Schärfe und Kontrast aus.The metal oxoporphins described here, especially with M = Ti, Zr, Hf, show high photoinstability compared to Organohalogen compounds, which is why they are used for the production of grainless photographic films and images can be used can without the addition of silver halides necessary is. Such grainless photographic films and pictures draw are characterized by exceptional sharpness and contrast.
Unter Bestrahlung mit UV/Vis-Strahlung zeigen die hier be schriebenen Metalloxoporhine je nach Oxidationsstufe des Zen tralkations einen Ladungstransfer vom Liganden zum Metalloxo- Zentralkation. Diese intramolekulare photolytische Ladungs trennung kann zur Herstellung von Solarzellen ausgenützt wer den. Wegen der infrarotnahen Absorption wird ein weitaus grö ßerer Wellenlängenbereich zur photolytischen Ladungstrennung zugänglich, als dies mit gewöhnlichen Silizium- oder Kupfer sulfid-Solarzellen in der Photovoltaik möglich ist. Außerdem gestaltet sich das Herstellungsverfahren solcher Metalloxopor phin-Solarzellen durch Eintauch- und Abdampfverfahren aus Por phinlösungen weitaus leichter als die bisherige Produktion von Silizium- oder Kupfersulfid-Solarzellen. Auch eine Herstellung durch Vakuumsublimation der Porphine ist möglich.When irradiated with UV / Vis radiation, the be wrote Metalloxoporhine depending on the oxidation level of Zen tralkations a charge transfer from the ligand to the metal oxo- Central cation. This intramolecular photolytic charge separation can be used to manufacture solar cells the. Because of the near-infrared absorption, it is much larger Outer wavelength range for photolytic charge separation accessible than this with ordinary silicon or copper sulfide solar cells in photovoltaics is possible. Furthermore the manufacturing process of such metal oxopor is designed phin solar cells by immersion and evaporation from por phin solutions far easier than the previous production of Silicon or copper sulfide solar cells. Also a manufacture by vacuum sublimation of the porphine is possible.
Aufgrund der intramolekularen photolytischen Ladungstrennung lassen sich bei den hier beschriebenen Metalloxoporphinen und Metalloxotetraazaporphinen sehr leicht die photochemischen Oxidations- und Reduktionseigenschaften variieren. Sie können daher durch Bestrahlung als Elektronenübertragungs-Katalysato ren in Analogie zur natürlichen Photosynthese verwandt werden. Vorteilhafterweise werden die katalytischen Reaktionen derart durchgeführt, daß eine Lösung, die ein erfindungsgemäßes Me talloxoporphinderivat sowie ein Substrat enthält, mit einem Oxidationsmittel oder einem Reduktionsmittel mit oder ohne Lichtbestrahlung zu einem Produkt umgesetzt wird. Die erfin dungsgemäßen Verbindungen sind auch als Antistatika vorteil haft einsetzbar.Due to the intramolecular photolytic charge separation can with the metal oxoporphins and described here Metalloxotetraazaporphinen very easily the photochemical Oxidation and reduction properties vary. You can hence by irradiation as an electron transfer catalyst be used in analogy to natural photosynthesis. The catalytic reactions are advantageously such carried out that a solution containing a Me contains talloxoporphin derivative and a substrate with a Oxidizing agent or a reducing agent with or without Light irradiation is converted into a product. The invent Compounds according to the invention are also advantageous as antistatic agents usable.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen können zur Herstellung von Lichtfiltergläsern eingesetzt werden. Hierzu können die Me talloxoporphinderivate in einer Monomerlösung gelöst werden, woraufhin anschließend eine Polymerisation durchgeführt wird, so daß die Porphinderivate in einer polymeren Matrix verteilt sind. Alternativ ist auch eine Copolymerisation der erfin dungsgemäßen Porphinderivate mit Monomeren zu einem geeigneten Polymer möglich. Des weiteren können die erfindungsgemäßen Verbindungen in einer Polymerlösung gelöst oder suspendiert werden, wobei anschließend das Lösungsmittel abgedampft wird.The compounds of the invention can be used to prepare Light filter glasses are used. The Me talloxoporphine derivatives are dissolved in a monomer solution, whereupon a polymerization is subsequently carried out, so that the porphine derivatives are distributed in a polymeric matrix are. Alternatively, a copolymerization of the inventions is also possible porphine derivatives according to the invention with monomers to a suitable Polymer possible. Furthermore, the invention Compounds dissolved or suspended in a polymer solution are, after which the solvent is evaporated.
Zur Herstellung von optischen Aufzeichnungsmedien unter Ver wendung der erfindungsgemäßen Porphinderivate kann eine das Porphinderivat enthaltende Lösung auf ein Substrat aufgebracht werden, wobei unter Abdampfung des Lösungsmittels eine Auf zeichnungsschicht gebildet wird.For the production of optical recording media under Ver using the porphine derivatives according to the invention can be a Porphin derivative containing solution applied to a substrate be, with evaporation of the solvent on drawing layer is formed.
Die hier beschriebenen Metalloxoporphine sind starke oxophile Lewis-Säuren, weshalb sie vorzugsweise mit M = Ti, Zr, Hf als nahezu ausschließliche Hydroxid-selektive Ionencarrier in io nenselektiven Elektroden verwandt werden können. Da die ent sprechenden Hydroxidkomplexe ihr Absorptionsverhalten gegen über UV/Vis-Strahlung ändern, lassen sie sich als Materialien für Optoden verwenden. Durch Wahl der Übergangsmetalle und Wahl der Oxidationsstufen mit M = Cr, Mo, Mn, Fe, Ru, Os, Rh, und Ir lassen sich die Selektivitäten auch für andere Anionen, z. B. für Halogenide einstellen.The metal oxoporphins described here are strong oxophiles Lewis acids, which is why they are preferred as M = Ti, Zr, Hf almost exclusive hydroxide-selective ion carrier in OK nenselective electrodes can be used. Since the ent speaking hydroxide complexes against their absorption behavior change over UV / Vis radiation, they can be used as materials use for optodes. By choosing the transition metals and Choice of oxidation levels with M = Cr, Mo, Mn, Fe, Ru, Os, Rh, and Ir the selectivities for other anions, e.g. B. set for halides.
Wegen der besonderen oxophilen Lewis-Acidität und des Ring stromeffektes der entsprechenden aromatischen Porphinliganden und des Porphinenringes selbst können die hier beschriebenen Metalloxoporphine vorzugsweise mit M = Ti, Zr, Hf als sehr star ke NMR-Verschiebungsreagenzien eingesetzt werden. Als Ver schiebungsreagenzien oder Katalysatoren können auch chirale Porphinderivate mit enantioselektiven Eigenschaften eingesetzt werden.Because of the special oxophilic Lewis acidity and the ring current effect of the corresponding aromatic porphine ligands and the porphine ring itself can be described here Metal oxoporphins preferably with M = Ti, Zr, Hf as very star ke NMR shift reagents are used. As ver shifter reagents or catalysts can also be chiral Porphine derivatives with enantioselective properties are used become.
Die hier beschriebenen Metalloxoporphine zeigen eine starke Aggregationstendenz, wenn diese nicht durch bestimmte Sub stituenten unterdrückt wird. Werden an den Seitenringen z. B. lange Alkylsubstituenten eingeführt, so zeigen solche Metall oxoporphine flüssigkristalline Eigenschaften und eignen sich so hervorragend aufgrund ihrer optischen Eigenschaften als Materialien für LCD-Anwendungen. Des weiteren sind sie auf grund ihrer elektronischen Eigenschaften in geeigneter Matrix und als Festkörper in der nichtlinearen Optik anwendbar.The metal oxoporphins described here show a strong one Tendency to aggregate if not determined by certain sub is suppressed. Are z. B. long alkyl substituents introduced, such metal show oxoporphine liquid crystalline properties and are suitable as excellent due to their optical properties as Materials for LCD applications. Furthermore, they are up due to their electronic properties in a suitable matrix and applicable as a solid in nonlinear optics.
Aufgrund der vielfältigen und gezielt variierbaren Eigenschaf ten ergibt sich eine breite Anwendungspalette der hier be schriebenen Metalloxoporphine im Vergleich zu anderen Porphin abkömmlingen und anderen Materialien.Because of the diverse and specifically variable properties There is a wide range of applications for the be wrote metal oxoporphins compared to other porphin descendants and other materials.
Die folgenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung der
Erfindung:
Das Titan (+IV)oxotetrapyrido[2,3-h: 2',3'-g: 2'',3''-1 : 2''',
3'''-q]tetraazaporphyrazin 2 (bestehend aus C2V, CS, C1* und
C4*-Isomeren) läßt sich sehr einfach in wasserfreiem hochsiedenden
Lösemittel durch Umsetzung von 2,3-Dicyanopyridin 1 mit Titan
verbindungen unter Rückfluß darstellen:
The following examples serve to explain the invention further:
The titanium (+ IV) oxotetrapyrido [2,3-h: 2 ', 3'-g: 2 ", 3" - 1: 2 "", 3 "" - q] tetraazaporphyrazine 2 (consisting of C 2V , C S , C 1 * and C 4 * isomers) can be prepared very simply in anhydrous high-boiling solvent by reacting 2,3-dicyanopyridine 1 with titanium compounds under reflux:
560 mg (0,00434 mol) 1 wurden unter N2-Schutzgas in einer Rückflußapparatur in 25 ml abs. DMAE gelöst und langsam in 0,5 h auf 100°C erhitzt. Dann wurden 3 ml Titan(+IV)säure tetra-n-butylester hinzugegeben und bei 130°C Siedehitze weitererwärmt. Zwei weitere Zugaben von jeweils 3 ml Titan(IV)säuretetra-n-butylester folgten in einem Abstand von 1 h und die Reaktion wurde nach insgesamt 4 h abgebrochen, nachdem 2 h nach der ersten Zugabe von Titan(IV)säuretetra-n-buylester die charakteristische Blaufärbung auftrat.560 mg (0.00434 mol) 1 were under N 2 protective gas in a reflux apparatus in 25 ml abs. DMAE dissolved and slowly heated to 100 ° C in 0.5 h. Then 3 ml of titanium (+ IV) acid tetra-n-butyl ester were added and the mixture was heated further at 130 ° C. Two further additions of 3 ml each of titanium (IV) tetra-n-butyl ester followed at an interval of 1 h and the reaction was stopped after a total of 4 h after 2 h after the first addition of titanium (IV) tetra-n-butyl ester the characteristic blue color appeared.
Nach Abkühlen auf Raumtemperatur wurde die Reaktionsmischung in ein Zentrifugenglas überführt und zuerst mit Wasser, dann mit Aceton und anschließend mit Chloroform so lange gewaschen und zentrifugiert, bis sich nur noch das blaue Reaktionspro dukt und ein gelblicher Überstand im Zentrifugenglas befand. Zur weiteren Reinigung wurde das Rohprodukt einer sechsstündi gen Soxlett-Extraktion mit Aceton unterworfen, bis bei der Ab flußlösung keine Gelbfärbung mehr auftrat. Zuletzt wurde das tiefblaue Produkt für zwei Tage an der Luft getrocknet. Eine Reinigung der 1,30 g erhaltenen Substanz kann durch Sublima tion bei ca. 450°C im Vakuum durchgeführt werden.After cooling to room temperature, the reaction mixture transferred to a centrifuge tube and first with water, then washed with acetone and then with chloroform for so long and centrifuged until only the blue reaction pro product and there was a yellowish supernatant in the centrifuge glass. For further purification, the crude product was left for six hours subjected to Soxlett extraction with acetone until Ab flow solution no more yellowing occurred. Most recently that was deep blue product air-dried for two days. A Purification of the 1.30 g substance obtained can by sublime tion at 450 ° C in a vacuum.
2 ist in Eisessig gut löslich und eine Dekomplexierung tritt
erst nach ca. einer Woche ein. Charakteristisch ist sein
UV-Spektrum in diesem aciden Medium (Abb. 1); die Absorptions
maxima liegen bei folgenden Wellenlängen:
Q-Bande: 654,0 nm
594,5 nm
B-Bande: 328,0 nm.2 is readily soluble in glacial acetic acid and decomplexation only occurs after about a week. Its UV spectrum is characteristic in this acidic medium ( Fig. 1); the absorption maxima are at the following wavelengths:
Q band: 654.0 nm
594.5 nm
B band: 328.0 nm.
Eine weitere sichere Identifizierung von 2 kann über die TiO-Valenz schwingungen bei 900 cm⁻1 und über die Gerüstschwingungen bei 1600-1050 cm⁻1 im IR-Spektrum erfolgen.A further reliable identification of 2 can be made via the TiO valence vibrations at 900 cm⁻ 1 and via the framework vibrations at 1600-1050 cm⁻ 1 in the IR spectrum.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel setzt man die Verbindung
2 mit einem Methylierungsmittel um; so entsteht der N-methy
lierte Makrozyklus 3:
In a further embodiment, compound 2 is reacted with a methylating agent; this is how N-methylated macrocycle 3 is created:
1,10 g 2 wurden unter N2-Schutzgas in 25 ml Dichlormethan suspendiert und jwls. Spatelspitzen Trimethyloxoniumtetra fluoroborat im Abstand von 12 h zugegeben; die Reaktion wurde unter kräftigem Rühren eine Woche lang aufrechterhalten, kann aber schon nach 5 h als beendet angesehen werden.1.10 g 2 were suspended under N 2 protective gas in 25 ml dichloromethane and jwls. Spatula tips trimethyloxonium tetra fluoroborate added at intervals of 12 h; the reaction was maintained with vigorous stirring for a week, but can be considered complete after 5 hours.
Anschließend wurde die Suspension in Zentrifugengläser über führt und intensiv mit Dichlormethan gereinigt. Es erfolgte eine Trocknung des blauen Produkts über Calciumchlorid im Va kuum bei Raumtemperatur, wobei 1,68 g eines sehr hygroskopi schen blauen Pulvers erhalten wurde. Eine Reinigung kann mit tels Reversed-Phase-Säulenchromatographie erfolgen.The suspension was then transferred to centrifuge tubes leads and cleaned intensively with dichloromethane. It was done drying the blue product over calcium chloride in Va vacuum at room temperature, with 1.68 g of a very hygroscopic blue powder was obtained. A cleaning can be done with Reversed phase column chromatography.
Wie das UV-Spektrum (Abb. 2) zeigt, ist 3 in polaren Medien gut löslich.As the UV spectrum ( Fig. 2) shows, 3 is readily soluble in polar media.
Die Isomere von 3 konnten im 1H-NMR-Spektrum (250 MHz) sicher
unterschieden werden, wobei als NMR-Lösemittel DMSO-d6 ver
wandt wurde:
The isomers of 3 could be distinguished with certainty in the 1 H-NMR spectrum (250 MHz), DMSO-d 6 being used as the NMR solvent:
Das statistische Isomerengemisch bestehend aus dem Makrozyklus 3 zerfällt in einer Lösung aus 80% Methanol und 20% Dichlor methan unter UV/Vis-Bestrahlung unter diesen Bedingungen nach einem Zeitgesetz erster Ordnung (Abb. 3); die Zerfallsge schwindigkeitskonstante beträgt etwa k = -2,2.10⁻4 s⁻1. Daher kann 3 zur Herstellung von photographischen Bildern und Filmen als Alternative zu Silberhalogeniden verwandt werden. Dazu wird auf einem entsprechenden Träger 3 durch eine Eintauch- und Abdampftechnik aus einer Lösung appliziert. Über diese Schicht erfolgt eine weitere transparente, die unter anderem eine Organohalogenverbindung enthält und auf dieselbe Weise appliziert wird. Bei Belichtung zerfällt 3 und es entsteht ein latentes Bild, welches durch Auswaschen der Organohalogen verbindung mit einem Lösemittel fixiert werden kann.The statistical mixture of isomers consisting of macrocycle 3 decays in a solution of 80% methanol and 20% dichloromethane under UV / Vis radiation under these conditions according to a first-order time law ( Fig. 3); the decay rate constant is approximately k = -2.2.10⁻ 4 s⁻ 1 . Therefore, 3 can be used to make photographic images and films as an alternative to silver halides. For this purpose, application is carried out from a solution on a corresponding carrier 3 by means of immersion and evaporation technology. Another transparent layer, which contains, among other things, an organohalogen compound and is applied in the same way, is carried out over this layer. When exposed, 3 decays and a latent image is formed, which can be fixed by washing out the organohalogen compound with a solvent.
Claims (20)
dargestellt sind, worin M ein Übergangsmetall, X1-4 un abhängig voneinander entweder ein N-Atom oder ein unsub stituiertes oder mit einem Rest R substituiertes C-Atom und q die Gesamtladung bedeutet und wobei n die Zahl 1 oder 2 und A1-A4 unterschiedliche oder identische ankonden sierte aromatische Ringe bedeuten, von denen wenigstens einer ein oder mehrere Ringheteroatome aufweist, sowie alle deren Isomere, Stereoisomere bzw. Enantiomere und Diastereomere und alle deren µ-Oxo-Dimere und µ-Oxo-Oligo mere.1. Transition metal oxoporphine derivatives represented by the following structural formula
are shown in which M is a transition metal, X 1-4 independently of one another either an N atom or an unsubstituted or substituted with a radical R and q is the total charge and where n is the number 1 or 2 and A 1 - A 4 is different or identical ankonden based aromatic rings, at least one of which has one or more ring heteroatoms, and all of their isomers, stereoisomers or enantiomers and diastereomers and all of their μ-oxo dimers and μ-oxo-oligo mers.
wobei C1, C2 cyclische und polycyclische, kondensierte Aryl- oder Heteroarylreste mit beliebig vielen Substituen ten R darstellen können und wobei für ein oder mehrere X1-4 = C-R (R1-R4), R = R1 bis R8 jeweils unabhängig ein Rest ist aus der Gruppe:
-H; -Alkyl; -Alkenyl; -Alkinyl; Cycloalkyl; Cycloalkenyl; -Cycloalkinyl; -Aryl, -Heteroaryl, -Metallocenyl; -SiR3; -CO-R; -CS-R; -CNR-R; -CNR2⁺-R; -COO⁻; -COOR; -COS⁻; -COSR; -CSS⁻; CSSR; -CONR2; -CNR-NR2; -CNR2⁺-NR2; -CN; -CN⁺-R; -NC; -NR2; -NR3⁺; -NR-NR2, -N2R4⁺; -N2⁺; -N=N-R; -N2R2⁺; -NO, -NO2; -PR2; PR3⁺; -PO2R⁻; -PO2R2; -POSR⁻; -POSR2; -PS2R⁻; -PS2R2; -PO3 2⁻; PO3R⁻; -PO3R2; -PO2S2⁻; -PO2SR⁻; -PO2SR2; -POS2 2⁻; -POS2R⁻; POS2R2; PS3 2⁻; -PS3R⁻; -PS3R2; -Oxo; -OR; -S⁻; -SR; -S2⁻; -S2-R; SO-R; -SO3⁻; -SO3-R; -SO-NR2; -SONR3⁺; -SO2-NR2; -SO2NR3⁺; Halogen; -IO; -IR2; -SCN, -OCN; -NCS; -NCO; -BR2; -BR3-; -O-BR2, wobei die Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Cy cloalkyl-, Cycloalkenyl-, Cycloalkinyl-, Aryl-, Heteroaryl-, und Metallocenylreste wiederum einfach oder mehrfach mit R = R1 bis R8 substituiert und R1 bis R8 identisch oder verschieden sein können.3. transition metal oxoporphine derivatives according to claim 1 or 2, wherein the condensed aromatics A 1 -A 4 are unsubstituted or mono- or polysubstituted with a radical R = R 5 -R 8 and are independently selected from the group:
where C 1 , C 2 can represent cyclic and polycyclic, fused aryl or heteroaryl radicals with any number of substituents R and where one or more X 1-4 = CR (R 1 -R 4 ), R = R 1 to R 8 each independently a remainder is from the group:
-H; -Alkyl; Alkenyl; Alkynyl; Cycloalkyl; Cycloalkenyl; Cycloalkynyl; Aryl, heteroaryl, metallocenyl; -SiR 3 ; -CO-R; -CS-R; -CNR-R; -CNR 2 ⁺-R; -COO⁻; -COOR; -COS⁻; -COSR; -CSS⁻; CSSR; -CONR 2 ; -CNR-NR 2 ; -CNR 2 ⁺-NR 2 ; -CN; -CN⁺-R; -NC; -NR 2 ; -NR 3 ⁺; -NR-NR 2 , -N 2 R 4 ⁺; -N 2 ⁺; -N = NR; -N 2 R 2 ⁺; -NO, -NO 2 ; -PR 2 ; PR 3 ⁺; -PO 2 R⁻; -PO 2 R 2 ; -POSR⁻; -POSR 2 ; -PS 2 R⁻; -PS 2 R 2 ; -PO 3 2 ⁻; PO 3 R⁻; -PO 3 R 2 ; -PO 2 S 2 ⁻; -PO 2 SR⁻; -PO 2 SR 2 ; -POS 2 2 ⁻; -POS 2 R⁻; POS 2 R 2 ; PS 3 2 ⁻; -PS 3 R⁻; -PS 3 R 2 ; -Oxo; -OR; -S⁻; -SR; -S 2 ⁻; -S 2 -R; SO-R; -SO 3 ⁻; -SO 3 -R; -SO-NR 2 ; -SONR 3 ⁺; -SO 2 -NR 2 ; -SO 2 NR 3 ⁺; Halogen; -IO; -IR 2 ; -SCN, -OCN; -NCS; -NCO; -BR 2 ; -BR 3 -; -O-BR 2 , where the alkyl, alkenyl, alkynyl, cycloalkyl, cycloalkenyl, cycloalkynyl, aryl, heteroaryl and metallocenyl radicals are in turn substituted one or more times with R = R 1 to R 8 and R 1 to R 8 can be identical or different.
Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, Mn, Fe, Ru, Os, Rh, Ir,
insbesondere aus der Gruppe Ti, Zr, Hf. 4. transition metal oxoporphine derivatives according to any one of claims 1 to 3, wherein M is selected from the group:
Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, Mn, Fe, Ru, Os, Rh, Ir,
especially from the group Ti, Zr, Hf.
5. transition metal porphins according to one of the structural formulas with M from the group Ti, Zr, Hf.
M
M(R9)4
MY3 MY2
MO(An⁻)2
MO(An2⁻)
MO
wobei M ein Übergangsmetall, vorzugsweise nach Anspruch 4, R9 eine Alkylgruppe, eine Arylgruppe, eine Heteroarylgrup pe, eine Alkoxygruppe, Aryloxygruppe oder Heteroaryloxy gruppe, Y ein Halogenatom, An⁻ ein beliebiges einwertiges Anion und An2⁻ ein beliebiges zweiwertiges Anion bedeuten, mit geeigneten Isoindoliminanaloga und/oder Dinitrilen in hochsiedenden inerten Lösungsmitteln in Siedehitze unter Schutzgas und anschließender Hydrolyse.6. Process for the preparation of transition metal oxoporphine derivatives according to one of claims 1 to 5 by reaction of transition metal (+ IV, + III or + II) compounds from the group:
M
M (R 9 ) 4
MY 3 MY 2
MO (An⁻) 2
MO (To 2 ⁻)
MO
where M is a transition metal, preferably according to claim 4, R 9 is an alkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, an alkoxy group, aryloxy group or heteroaryloxy group, Y is a halogen atom, An⁻ is any monovalent anion and An 2 ⁻ is any divalent anion, with suitable isoindolimine analogues and / or dinitriles in high-boiling inert solvents at boiling temperature under protective gas and subsequent hydrolysis.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19738822A DE19738822A1 (en) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | Transition metal oxoporphine derivatives useful e.g. as pigment, photosensitizer or catalyst |
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| DE19738822A DE19738822A1 (en) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | Transition metal oxoporphine derivatives useful e.g. as pigment, photosensitizer or catalyst |
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|---|---|
| DE19738822A1 true DE19738822A1 (en) | 1999-03-11 |
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ID=7841282
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| DE19738822A Withdrawn DE19738822A1 (en) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | Transition metal oxoporphine derivatives useful e.g. as pigment, photosensitizer or catalyst |
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|---|---|
| DE (1) | DE19738822A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6524761B2 (en) * | 1998-11-18 | 2003-02-25 | Ricoh Company, Ltd. | Mixture of titanyltetraazaporphyrin compounds and electrophotographic photoconductor using the same |
| CN112142770A (en) * | 2020-09-03 | 2020-12-29 | 徐州工程学院 | Janus oligomer with full-spectrum selective reflection and photoluminescence and preparation method thereof |
-
1997
- 1997-09-05 DE DE19738822A patent/DE19738822A1/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6524761B2 (en) * | 1998-11-18 | 2003-02-25 | Ricoh Company, Ltd. | Mixture of titanyltetraazaporphyrin compounds and electrophotographic photoconductor using the same |
| CN112142770A (en) * | 2020-09-03 | 2020-12-29 | 徐州工程学院 | Janus oligomer with full-spectrum selective reflection and photoluminescence and preparation method thereof |
| CN112142770B (en) * | 2020-09-03 | 2021-03-19 | 徐州工程学院 | Janus oligomer with full-spectrum selective reflection and photoluminescence and preparation method thereof |
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