1,4-бис(1,3,5-триметил-2-этоксикарбонилпирролил-4)-1-циан-2- трицианвинил-1-бутен-3-ин в качестве сенсибилизатора фотопроводимости поли-9-винилкарбазола

Формула изобретения

1,4-бис(1,3,5-трметил-2 -этоксикарбонилпирролил-4) -1-циан-2-трицианвинил-1 -бутен-3-ин формулы:



в качестве сенсибилизатора фотопроводимости поли-9-винилкарбазола.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к новому химическому соединению, а именно к 1,4-бис-(1,3,5-триметил -2 -этоксикарбонилпирролил- -4-)-1- циан-2-трицианвинил-1-бутен-3-ину (БПЦБ) формулы I обладающему сенсибилизирующим действием по отношению к поли-9-винилкарбазолу (ПВК), используемому в электрофотографии в качестве фотопроводника.

Известно применение 2,4,7-тринитрофлуоренона (ТНФ) в качестве сенсибилизатора слоев ПВК.

Недостатком известных слоев ПВК с добавками ТНФ являектся низкая электрофотографическая чувствительность (S_0,5 = 6 м²/Дж) в сравнительно узкой области спектра 400-500 нм.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является сенсибилизатор фотопроводимости ПВК 1-(1,2,4-триме- тил-3-этоксикарбонилпирролил-5)-1,3,4,4-тетрациан -2-фенил-1,3-бутадиен (ПЦБ). Слои ПВК, содержащие 40 мас. % ПЦБ, характеризуются широким изохроматичным спектральным распределением (350-610 нм) с относительно невысокой электрофотографической чувствительностью (S_0,5 = 24 м²/Дж).

Целью изобретения является поиск в ряду пиррола новых эффективных сенсибилизаторов, обладающих более высоким фотосенсибилизирующим действием по отношению к поли-9-винилкарбазолу.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве сенсибилизатора фотопроводимости ПВК предлагается использовать 1,4-бис-(1,3,5-триметил-2-этоксикарбонилпир-ролил-4-)-1-циан-2- трицианвинил-1-бутен-3-ин (БПЦБ). Способ его получения прост, одностадиен и основан на взаимодействии 1,4-бис-(1,3,5-триметил-2-этоксикарбонил-пирролил-4)-1,3-бутадиена с тетрацианэтиленом в среде ацетонитрила при кипении растворителя. Выход целевого продукта составляет 87% , т. пл. 226^оС. Состав и строение 1,4-бис-(1,3,5-триметил-2-этоксикарбо- нилпирролил-4)-1-циан-2- трицианвинил-1-бутен-3-ина подтверждены данными элементного анализа, ЯМР ¹³С, масс-спектрометрией.

Соединение I как сенсибилизатор фотопроводимости по сравнению с прототипом имеет ряд преимуществ, значительно улучшающих электрофотографическую чувствительность слоев ПВК. Сенсибилизированные (5-40 мас. % ) БПЦБ слои ПВК обладают таким же изохроматичным распределением электрофотографической чувствительности (350-610 нм), но характеризуются более высокой эффективностью (S_0,5 = 28,0 м²/Дж. Кроме того, использование БПЦБ в качестве сенсибилизатора ПВК позволяет достичь значения электрофотографической чувствительности (24 м²/Дж) при существенно меньшей концентрации (10 мас. % ) БПЦБ по сравнению с прототипом (40 мас. % ) при одинаковых напряженностях электрического поля (Е = 65 В/мкм). Более того хорошая совместимость данного сенсибилизатора с ПВК дает возможность варьировать его концентрацию в слое фотопроводника отл 5 до 50 мас. % .

П р и м е р 1. Синтез 1,4-бис-(1,3,5-триметил-2-этоксикарбонилпирролил-4)-1-ци-ан- 2-трицианвинил-1-бутен-3-ина (I).

Смесь 0,41 г (1 ммоль) 1,4-бис-(1,3,5-триметил -2-этоксикарбонилпирролил-4-)-1,3-бутадиена и 0,13 г (1 ммоль) тетраци- анэтилена в 30 мл абсолютного ацетонитрила нагревают при кипении 1,5 ч. Ацетонитрил отгоняют, остаток растворяют в хлороформе и высаживают в гексан. Получают 0,47 г продукта (1) вишневого цвета с т. пл. 226^оС.

Найдено, % : 67,07; Н 5,25; N 15,45; М 537 1 (масс-спектрометрически). С₃₀Н₂₈N₆О₄.

Вычислено, % : С 67,15; Н 5,26; N 15,66; М 536,59.

ЯМР ¹³ С (CDCl₃, Cr (асас)₃: С² 128,57; С^2" 133,45; С³, С⁴121,78; 122,90; С^3" 103,96; С⁴, С¹¹ 117,91; 118,91; С⁵, C^5" 139,61; 145,61; С⁶, С⁷ 88,33; 86,02; С¹² 148,80; С¹³ 159,88; С¹⁴ 94,72; С⁸, С^8"161,30; С⁹, С^9" 60,63; 60,47; С¹⁰, С^10" 14,38; С¹⁸, С^18", С¹⁹, С^19"13,38; 13,28; 12,87; 12,23; С²⁰, С^20" 34,11; 34,08; С¹⁵, С¹⁶, С¹⁷, С²¹110,63; 111,41; 113,10; 113,26.

П р и м е р 2. 2,0 г Поливинилкарбазола (мол. м. 5000) и 0,1 г 1,4-бис-(1,3,5-триметил-2-этоксикарбонилпирролил-4)-1-циан-2- трицианвинил-1-бутен-3-ин (5 мас. % ) растворяют в 50 мл хлороформа. Полученный раствор методом полива наносят на полированные алюминиевые подложки и испаряют растворитель при 20^оС. Высушенные слои имеют толщину 3,45 мкм. Контроль за толщиной осуществляют измерительным микроскопом ВК 70х50 фирмы Карл Цейс Иена. Электрофотографическую чувствительность (S_0,5) и время темнового спада (t_0,5) слоев исследуют при положительном и отрицательном потенциале, индуцируемом на поверхности фотопроводника с помощью разрядника типа "Скоротрон". Значения S_0,5 и t_0,5 рассчитывают по полуспаду индуцированного поверхностного потенциала. Питание коронирующих электродов осуществляют от высоковольтного источника ВС-23 с плавной регулировкой выходного напряжения (3-10 кВ). Напряжение (от 100 до 600 В) на сетку коронатора подают от другого источника питания ВС-23. В качестве источника излучения используют ксеноновую лампу ДК_сШ-1000, световой поток которой монохроматизируют прибором МДР-2 и узкополосными фильтрами. Контроль за изменением потенциала (U_о) электрофотографических слоев при экспониро- вании осуществляют методом неподвижного зонда с помощью электрометрического усилителя ВК2-16 и двухкоординатного потенциометра типа "Эндим 620.02".

П р и м е р 3. 2,0 г Поли-9-винилкарбазола и 0,2 г (10 мас. % ) соединения I растворяют в 50 мл хлороформа. Полив и испытание проводят по примеру 2. Толщина исследуемого слоя составляет 3,6 мкм.

П р и м е р 4. 2,0 г Поли-9-винилкарбазола и 0,3 г (15 мас. % ) соединения I растворяют в 50 мл хлороформа. Полив и испытание проводят по примеру 2. Толщина исследуемого слоя составляет 3,65 мкм.

П р и м е р 5. 2,0 г Поли-9-винилкарбазола и 0,4 г (20 мас. % ) соединения I растворяют в 50мл хлороформа. Полив и испытание проводят по примеру 2. Толщина исследуемого слоя составляет 3,65 мкм.

П р и м е р 6. 2,0 г Поли-9-винилкарбазола и 0,6 г (30 мас. % ) соединения I растворяют в 50 мл хлороформа. Полив и испытание проводят по примеру 2. Толщина исследуемого слоя составляет 3,70 мкм.

П р и м е р 7. 2,0 г Поли-9-винилкарбазола и 0,8 г (40 мас. % ) соединения I растворяют в 50 мл хлороформа. Полив и испытание проводят по примеру 2. Толщина исследуемого слоя составляет 3,55 мкм.

П р и м е р 8. 2,0 г Поли-9-винилкарбазола и 1,0 г (50 мас. % ) соединения растворяют в 50 мл хлороформа. Полив и испытание проводят по примеру 2. Толщина исследуемого слоя составляет 3,45 мкм.

П р и м е р 9. 2,0 г Поли-9-винилкарбазола и 1,2 г (60 мас. % ) соединения I растворяют в 50 мл хлороформа. Полив и испытание проводят по примеру 2. Толщина исследуемого слоя составляет 3,60 мкм.

Результаты испытаний электрофотографических слоев по примерам 2-9 приведены в табл. 1. Как видно из таблицы, при одинаковых напряженностях электрического поля (Е = 65 В/мкм) оптимальная концентрация сенсибилизатора 1,4-бис-(1,3,5-триметил-2-этоксикарбонилпирролил-4)-1-циан -2-трицианвинил-1-бутен-3-ина в слоях ПВК составляет 30-40% .

П р и м е р 10. 2,0 г Поли-9-винилкарбазола и 0,1 г 2,4,7-тринитрофлуоренона (5 мас. % ) растворяют в 50 мл хлороформа. Полученный раствор наносят на полированные алюминиевые подложки и испаряют при 20^оС. Испытание проводят по примеру 2. Толщина исследуемого слоя составляет 3,65 мкм.

П р и м е р 11. 2,0 г Поли-9-винилкарбазола и 0,8 г (40 мас. % ) 1-(1,2,4-триметил-3-этоксикарбонилпирролил-5) -1,3,4,4-тетраци- ан -2-фенил-1,3-бутадиена растворяют в 50 мл хлороформа. Полученный раствор наносят на алюминиевые подложки и испаряют растворитель при 20^оС. Испытание проводят по примеру 2. Толщина исследуемого слоя составляет 3,6 мкм.

Результаты испытаний по примерам 7, 10, 11 приведены в табл. 2.

Таким образом, сравнительный анализ, сделанный в табл. 2, свидетельствует, что 1,4-бис-(1,3,5-триметил-2-этоксикарбонил-пирролил-4)-1- циан-2-трицианвинил-1-бутен-3-ин позволяет существенно улучшить эксплуатационные характеристики электрофотографических слоев на основе поли-9-винилкарбазола. (56) Авторское свидетельство СССР N 1668360, кл. C 07 D 207/337, 1990.