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1、(10)申请公布号 CN 102906215 A(43)申请公布日 2013.01.30CN102906215A*CN102906215A*(21)申请号 201180021083.7(22)申请日 2011.07.082010-157036 2010.07.09 JP2011-080843 2011.03.31 JP2011-080844 2011.03.31 JPC09K 9/02(2006.01)C07D 487/04(2006.01)C07D 487/10(2006.01)C07D 487/20(2006.01)(71)申请人三菱瓦斯化学株式会社地址日本东京都(72)发明人堀野建 鸨田。
2、敦大 大嶋丰嗣(74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司 11227代理人苗堃 金世煜(54) 发明名称光致变色材料(57) 摘要本发明是一种光致变色材料,其特征在于,由通式(1-1)表示的联咪唑化合物形成。(式中,R4和R5各自独立地表示卤素原子或烷基,R1R3和R6R8各自独立地表示氢原子、卤素原子、烷基、氟烷基、羟基、烷氧基、氨基、烷基氨基、羰基、烷基羰基、硝基、氰基或芳基。Ar1Ar4各自独立地表示取代或无取代的芳基。R4可以与R3一起形成缩合的取代或无取代的芳环,R5可以与R6一起形成缩合的取代或无取代的芳环。)(30)优先权数据(85)PCT申请进入国家阶段日2012.10.。
3、26(86)PCT申请的申请数据PCT/JP2011/065702 2011.07.08(87)PCT申请的公布数据WO2012/005354 JA 2012.01.12(51)Int.Cl.权利要求书3页 说明书29页 附图8页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 3 页 说明书 29 页 附图 8 页1/3页21.一种光致变色材料,其特征在于,由下述通式(1-1)表示的联咪唑化合物形成,式中,R4和R5各自独立地表示卤素原子或烷基,R1R3和R6R8各自独立地表示氢原子、卤素原子、烷基、氟烷基、羟基、烷氧基、氨基、烷基氨基、羰基、烷基羰基、硝基、氰基或芳基;A。
4、r1Ar4各自独立地表示取代或无取代的芳基;R4可以与R3一起形成缩合的取代或无取代的芳环,R5可以与R6一起形成缩合的取代或无取代的芳环。2.如权利要求1所述的光致变色材料,其特征在于,在所述通式(1-1)中,R4和R5为甲基,该材料由下述通式(1-2)表示,式中,R1R3和R6R8各自独立地表示氢原子、卤素原子、烷基、氟烷基、羟基、烷氧基、氨基、烷基氨基、羰基、烷基羰基、硝基、氰基或芳基;Ar1Ar4各自独立地表示取代或无取代的芳基。3.如权利要求1所述的光致变色材料,其特征在于,在所述通式(1-1)中,R4与R3一起形成缩合的取代或无取代的苯环,R5与R6一起形成缩合的取代或无取代的苯环。
5、,该材料由下述通式(1-3)表示,权 利 要 求 书CN 102906215 A2/3页3式中,R1R2和R7R14各自独立地表示氢原子、卤素原子、烷基、氟烷基、羟基、烷氧基、氨基、烷基氨基、羰基、烷基羰基、硝基、氰基或芳基;Ar1Ar4各自独立地表示取代或无取代的芳基。4.一种光致变色材料,其特征在于,由下述通式(2-1)表示的联咪唑化合物形成,式中,R24和R25各自独立地表示烷基或具有取代基的烷基,R1R3和R6R8各自独立地表示氢原子、卤素原子、烷基、氟烷基、羟基、烷氧基、氨基、烷基氨基、羰基、烷基羰基、硝基、氰基或芳基;Ar1Ar4各自独立地表示取代或无取代的芳基。5.如权利要求4所。
6、述的光致变色材料,其特征在于,在所述通式(2-1)中,R24和R25为甲基,该材料由下述通式(2-2)表示,式中,R1R3和R6R8各自独立地表示氢原子、卤素原子、烷基、氟烷基、羟基、烷氧基、氨基、烷基氨基、羰基、烷基羰基、硝基、氰基或芳基;Ar1Ar4各自独立地表示取代或无取代的芳基。6.一种光致变色材料,其特征在于,由下述通式(3-1)表示的联咪唑化合物形成,权 利 要 求 书CN 102906215 A3/3页4式中,R4和R5各自独立地表示卤素原子或烷基,R1R3和R6R8各自独立地表示氢原子、卤素原子、烷基、氟烷基、羟基、烷氧基、氨基、烷基氨基、羰基、烷基羰基、硝基、氰基或芳基;Ar。
7、1Ar4各自独立地表示取代或无取代的芳基;R4可以与R3一起形成缩合的取代或无取代的芳环,R5可以与R6一起形成缩合的取代或无取代的芳环。7.如权利要求1所述的光致变色材料,其特征在于,在所述通式(3-1)中,R4和R5为甲基,该材料由下述通式(3-2)表示,式中,R1R3和R6R8各自独立地表示氢原子、卤素原子、烷基、氟烷基、羟基、烷氧基、氨基、烷基氨基、羰基、烷基羰基、硝基、氰基或芳基;Ar1Ar4各自独立地表示取代或无取代的芳基。8.如权利要求1所述的光致变色材料,其特征在于,在所述通式(3-1)中,R4与R3一起形成缩合的取代或无取代的苯环,R5与R6一起形成缩合的取代或无取代的苯环,。
8、该材料由下述通式(3-3)表示,式中,R1R2和R7R14各自独立地表示氢原子、卤素原子、烷基、氟烷基、羟基、烷氧基、氨基、烷基氨基、羰基、烷基羰基、硝基、氰基或芳基;Ar1Ar4各自独立地表示取代或无取代的芳基。权 利 要 求 书CN 102906215 A1/29页5光致变色材料技术领域0001 本发明涉及光致变色材料,特别涉及由新型联咪唑化合物形成的光致变色材料。背景技术0002 光致变色材料通常是具有通过照射光而引起异构化反应、使颜色(可见光的透射率)可逆地变化的功能(调光功能)的材料,不仅是光照射前的材料而且光照射后生成的材料也被称为光致变色材料。因此,光致变色材料可用作用于防眩光的。
9、眼镜、光学开关、或具有显示/非显示的切换功能的油墨等显示材料。另外,也研究了作为光盘等记录材料、全息照相的应用。0003 光致变色材料所产生的颜色变化通常通过光照射所带来的材料的可逆的化学变化来体现。作为代表性的光致变色材料,已知有螺吡喃系化合物、螺嗪系化合物、萘并吡喃系化合物、俘精酸酐系化合物和二芳基乙烯系化合物等(例如下述非专利文献1)。另外,近年来也报道了具有高速的光应答性的新结构的化合物(例如下述非专利文献2)。0004 光致变色材料大致分为以下种类:显示出伴随着光照射所产生的结构变化由无色变为显色(着色)的被称为正光致变色的现象的材料;相反地,显示出因光照射由显色体(着色体)向无色体。
10、变化的被称为负光致变色的现象的材料(逆光致变色材料)。0005 它们中,对于逆光致变色材料,报道了螺苯并吡喃衍生物(专利文献1)、二甲基二氢芘衍生物(专利文献2)、二芳基乙烯衍生物(专利文献3)等数例材料。0006 现有技术文献0007 非专利文献0008 非专利文献1:光致变色材料的开发主编:市村国宏发行:株式会社CMC(p1p80)0009 非专利文献2:Journal of the American Chemical Society 131(12),pp4227-4229(2009)0010 专利文献0011 专利文献1:日本特开平04-128834号公报0012 专利文献2:日本特开平。
11、07-009766号公报0013 专利文献3:日本特开2009-062344号公报发明内容0014 但是,对于调光功能,要求适合其用途的颜色、显色浓度、显色速度等特性。因此,需要开发出各种种类的衍生物、具有新分子骨架的化合物。0015 因此,需要具有新结构的光致变色材料。0016 本发明的目的在于提供一种通过利用光照射或光照射后在遮光下放置来呈现可逆的结构变化(颜色变化)的新结构的光致变色材料。0017 本发明人等为了解决上述课题反复进行了认真研究,结果发现全新的光致变色分说 明 书CN 102906215 A2/29页6子。0018 具体而言,本发明人等发现了以联咪唑为基本骨架、向通式(1-。
12、1)的R4和R5导入大体积的取代基而显示负光致变色的新化合物。该分子显示出在稳定状态或初期状态下为显色体、通过照射可见光而向消色体异构化的光致变色特性(逆光致变色特性)。0019 0020 (式中,R4和R5各自独立地表示卤素原子或烷基,R1R3和R6R8各自独立地表示氢原子、卤素原子、烷基、氟烷基、羟基、烷氧基、氨基、烷基氨基、羰基、烷基羰基、硝基、氰基或芳基。Ar1Ar4各自独立地表示取代或无取代的芳基。R4可以与R3一起形成缩合的取代或无取代的芳环,R5可以与R6一起形成缩合的取代或无取代的芳环。)0021 即,本发明是一种光致变色材料,其特征在于,由上述通式(1-1)表示的联咪唑化合物。
13、形成。0022 如图1所示,通式(1-1)表示的本发明的光致变色材料通过光照射可以变为通式(3-1)表示的异构体。此处,通式(1-1)表示的光致变色材料是显色体,透射率低。另一方面,通式(3-1)表示的异构体是消色体。因此,根据本发明的光致变色材料,可以利用光照射来调整光致变色材料的色调。通式(1-1)表示的本发明的光致变色材料通过光照射由显色体变为消色体。即,通式(1-1)表示的本发明的光致变色材料是逆光致变色材料。应予说明,在图1中,表示热能。其中,通式(1-1)表示的本发明的光致变色材料中,通式(1-1)中R4与R3一起形成缩合的取代或无取代的芳环且R5与R6一起形成缩合的取代或无取代的。
14、芳环的光致变色材料通常如图3所示,可通过光照射而得到通式(3-1)表示的异构体。但是,这种光致变色材料即使在遮光状态下放置也无法形成图1所示的异构体(II)(参照图3)。0023 另外,本发明人等发现了以联咪唑为基本骨架、向下述通式(2-1)的R24和R25导入大体积的取代基而显示光致变色的新化合物。该分子显示出在稳定状态下为淡黄色、通过照射光而向无色的结构异构化、进而在遮光下放置时向红色显色体异构化后向原本的淡黄色异构化的光致变色特性。0024 说 明 书CN 102906215 A3/29页70025 (式中,R24和R25各自独立地表示烷基或具有取代基的烷基,R1R3和R6R8各自独立地。
15、表示氢原子、卤素原子、烷基、氟烷基、羟基、烷氧基、氨基、烷基氨基、羰基、烷基羰基、硝基、氰基或芳基。Ar1Ar4各自独立地表示取代或无取代的芳基。)0026 即,本发明是一种光致变色材料,其特征在于,由上述通式(2-1)表示的联咪唑化合物形成。0027 如图2所示,通式(2-1)表示的本发明的光致变色材料通过光照射可以变为异构体(II-2)。异构体(II-2)利用热能向异构体(I-2)和通式(2-1)表示的光致变色材料变化。通常,异构体(I-2)是显色体,透射率低。另一方面,异构体(II-2)是消色体,但透射率与通式(2-1)表示的光致变色材料不同。因此,根据本发明的光致变色材料,可以两个阶段。
16、地调整光致变色材料的色调。应予说明,在图2中,表示热能。应予说明,图2是表示将图1中的R4置换为R24、将R5置换为R25而得的图。0028 另外,本发明人等发现了以联咪唑为基本骨架、向通式(3-1)的R4和R5导入大体积的取代基而显示光致变色的新化合物。0029 0030 (式中,R4和R5各自独立地表示卤素原子或烷基,R1R3和R6R8各自独立地表示氢原子、卤素原子、烷基、氟烷基、羟基、烷氧基、氨基、烷基氨基、羰基、烷基羰基、硝基、氰基或芳基。Ar1Ar4各自独立地表示取代或无取代的芳基。R4可以与R3一起形成缩合的取代或无取代的芳环,R5可以与R6一起形成缩合的取代或无取代的芳环。)00。
17、31 即,本发明是一种光致变色材料,其特征在于,由上述通式(3-1)表示的联咪唑化合物形成。0032 如图1所示,通式(3-1)表示的本发明的光致变色材料可通过持续进行光照射而维持通式(3-1)表示的结构。另外,本发明的光致变色材料通过在遮光状态下放置,可利用热能变化而变为通式(1-1)表示的异构体,可使透射率下降而成为显色体。另外,在遮光状态下放置通式(1-1)表示的异构体时,可以利用热能变化而变为异构体(II)。其中,通式说 明 书CN 102906215 A4/29页8(3-1)表示的本发明的光致变色材料中,通式(3-1)中R4与R3一起形成缩合的取代或无取代的芳环且R5与R6一起形成缩。
18、合的取代或无取代的芳环的光致变色材料通常通过形成遮光状态而能够得到通式(1-1)表示的异构体,但即使进一步在遮光状态下放置通式(1-1)表示的异构体,也无法得到图1所示的异构体(II)(参照图3)。0033 根据本发明提供的光致变色材料,可得到下述(1)、(2)或(3)的效果。0034 (1)利用可见光照射色调容易由显色体向消色体变化。0035 (2)利用光照射可以容易地使透射率增加而使色调由淡黄色向无色变化,之后,可以利用热能使透射率下降而变为显色体、返回本发明的光致变色材料。0036 (3)可以通过遮光而容易地使色调由消色体向显色体变化。0037 认为上述的性质适用于利用光致变色分子的所有。
19、用途。作为具体的用途,有光学开关、印刷用材料、记录材料、全息照相材料等。0038 而且,本发明的光致变色材料由于结构与以往的显示光致变色的分子完全不同,所以为利用光致变色的器件开发提供了新的选择。附图说明0039 图1是表示通式(1-1)或(3-1)表示的本发明的光致变色材料通过光照射或遮光而能采取的结构的图。0040 图2是表示通式(2-1)表示的本发明的光致变色材料通过光照射或遮光而能采取的结构的图。0041 图3是表示通式(3-1)中R4与R3一起形成缩合的取代或无取代的芳环且R5与R6一起形成缩合的取代或无取代的芳环的光致变色材料通过光照射或遮光而能采取的结构的图。0042 图4是表示。
20、实施例1-1的化合物1-1的通常状态和激发光照射中的紫外可见吸收光谱的图表。0043 图5是表示实施例1-2的化合物1-2的通常状态和激发光照射中的紫外可见吸收光谱的图表。0044 图6是表示实施例1-3的化合物1-3的通常状态和激发光照射中的紫外可见吸收光谱的图表。0045 图7是表示实施例1-4的化合物1-4的通常状态和激发光照射中的紫外可见吸收光谱的图表。0046 图8是表示实施例1-5的化合物1-5的通常状态和激发光照射中的紫外可见吸收光谱的图表。0047 图9是表示比较例1-1的化合物1-6的通常状态和激发光照射中的紫外可见吸收光谱的图表。0048 图10是表示实施例2-1的化合物2。
21、-3的通常状态、激发光照射中、以及激发光照射后在遮光下放置的状态的紫外可见吸收光谱的图表。0049 图11是表示实施例3-1的化合物2-1的光照射状态和遮光状态的紫外可见吸收光谱的图表。0050 图12是表示实施例3-2的化合物3-1的光照射状态和遮光状态的紫外可见说 明 书CN 102906215 A5/29页9吸收光谱的图表。0051 图13是表示实施例3-3的化合物3-2的光照射状态和遮光状态的紫外可见吸收光谱的图表。0052 图14是表示实施例3-4的化合物3-3的光照射状态和遮光状态的紫外可见吸收光谱的图表。0053 图15是表示实施例3-5的化合物3-4的光照射状态和遮光状态的紫外。
22、可见吸收光谱的图表。0054 图16是表示比较例3-1的化合物1-6的光照射状态和遮光状态的紫外可见吸收光谱的图表。具体实施方式0055 以下,对于本发明的实施方式进行详细说明。0056 第1实施方式0057 首先,针对本发明的第1实施方式进行说明。0058 本发明的光致变色材料的第1实施方式是,通过在通式(1-1)表示的联咪唑化合物的R4、R5这两部位导入立体上为大体积的取代基而得到具有螺环结构的结构。0059 作为R4、R5这两部位的大体积的取代基,可举出卤素原子或烷基。上述取代基可以是烷基中最小的甲基。即,光致变色材料可以由下述通式(1-2)表示。0060 0061 或者,可以R4与R3。
23、一起形成缩合的取代或无取代的芳环且R5与R6一起形成缩合的取代或无取代的芳环。在此,芳环优选是苯环。此时的光致变色材料由下述通式(1-3)表示。0062 说 明 书CN 102906215 A6/29页100063 (式中R1R2和R7R14各自独立地表示氢原子、卤素原子、烷基、氟烷基、羟基、烷氧基、氨基、烷基氨基、羰基、烷基羰基、硝基、氰基或芳基。Ar1Ar4各自独立地表示取代或无取代的芳基。)0064 本发明的光致变色材料可通过如下方式得到,例如在氮化合物的存在下使下述通式(1-4)表示的2,2-二甲酰基联苯衍生物与下述通式(1-5)和(1-6)表示的二芳基乙二酮衍生物反应而得到含咪唑环的。
24、中间体后使该中间体进行氧化反应而得到。在此,也可以代替通式(1-4)表示的2,2-二甲酰基联苯衍生物而使用2,2-二甲酰基-1,1-联萘衍生物。另外,在2,2-二甲酰基联苯衍生物中不包括2,2-二甲酰基联苯。原因是如果含有2,2-二甲酰基联苯,则无法得到本发明的光致变色材料。应予说明,本发明的光致变色材料也可以通过使不同的二芳基乙二酮衍生物与二个甲酰基反应而得到。本发明的光致变色材料的制造方法只要是能得到本发明的结构体分子则可以是任何合成路线,不受合成路线任何限定。0065 0066 (式中R4和R5各自独立地表示卤素原子或烷基,R1R3和R6R8各自独立地表示氢原子、卤素原子、烷基、氟烷基、羟基、烷氧基、氨基、烷基氨基、羰基、烷基羰基、硝基、氰基或芳基。Ar1Ar4各自独立地表示取代或无取代的芳基。R4可以与R3一起形成缩合的取代或无取代的芳环,R5可以与R6一起形成缩合的取代或无取代的芳环。)0067 说 明 书CN 102906215 A10。