JPH0725770B2 - 新規スピロナフトピラン化合物 - Google Patents

新規スピロナフトピラン化合物

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JPH0725770B2
JPH0725770B2 JP3532286A JP3532286A JPH0725770B2 JP H0725770 B2 JPH0725770 B2 JP H0725770B2 JP 3532286 A JP3532286 A JP 3532286A JP 3532286 A JP3532286 A JP 3532286A JP H0725770 B2 JPH0725770 B2 JP H0725770B2
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JP
Japan
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carbon atoms
compound
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methyl
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JPS62195076A (ja
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信一 山本
孝 谷口
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Toray Industries Inc
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Toray Industries Inc
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  • Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は印写用フォトクロミック材料、光学機器用フォ
トクロミック材料、記録材料用フォトクロミック材料ま
たは衣料、装飾品用フォトクロミック材料として有用な
新規フォトクロミック化合物に関する。
[従来技術] フォトクロミック化合物の代表的なものに、スピロベン
ゾピラン化合物があり、多くの化合物が知られている
(ジーエイチ・ブラウン著“フォトクロミズム”、ウィ
リーインターサイエンス社、ニューヨーク)(G.H.Brow
n,“Photochromism,Wiley,Interscience,New York(197
1))。
またスピロナフトピラン化合物としては特公昭46−1007
5号公報、特公昭47−7704別公報、特公昭47−7706号公
報、特開昭49−14524号公報、Ger Offen DE 1,961,921
号明細書(1970.8.27)に開示されており、また日本化
学学会誌No.9第1329〜1335頁(1983)、Tetrahedron第2
7巻、No.9第1699〜1713頁(1971)、Bull.Soc.Chim.Fr.
[8]第3190〜3200頁(1968)、Bull.Soc.Chim.Fr.
[5]第2016〜2074頁(1968)Izv.Sev−Kavk.Nauchn.T
sentya Vyssh.Shk..Estestv.Na uki[1]第68〜69頁
(1983)に記載されている。
[発明が解決しようとする問題点] スピロベンゾピラン化合物は光発消色の繰り返し使用に
おける耐疲労性に問題があった。また公知のスピロナフ
トピラン化合物は耐疲労性は前記化合物に比べ向上して
いるものの、室温付近における発色性が不十分であり、
さらには黄色に発色するものはなかつた。
[問題点を解決するための手段] 本発明は前記問題点を解決するための新規スピロナフト
ピラン化合物に関するものである。すなわち本発明によ
り提供される新規化合物とは、下記一般式(A)で表わ
されるものである。
(式中、R1およびR2は炭素数1〜20の無置換または置換
アルキル基、炭素数3〜10の無置換または置換シクロア
ルキル基、炭素数7〜20の無置換または置換アルキル
基、炭素数6〜14の無置換または置換アリール基から選
ばれた置換基を表わし、R3,R4およびR5は炭素数1〜4
のアルキル基、炭素数1または2のハロゲン置換アルキ
ル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、ハロゲン基、ニト
ロ基から選ばれた置換基を表わし、lは0〜2の整数,m
およびnは0〜4の整数でありR3,R4,R5はそれぞれ同種
であっても異種であってもよい。) かかる式(A)における置換基R1およびR2の具体例とし
ては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、オ
クチル基、ヘキサデシル基、エイコシル基などの炭素数
1〜20の鎖状アルキル基;イソ−プロピル基、tert−ブ
チル基、4,4−ジメチルヘキシル基、5,7−ジエチルヘキ
サデシル基などの炭素数3〜20の分枝状アルキル基;シ
クロプロピル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル
基、シクロデシル基などの炭素数3〜10のシクロアルキ
ル基;ベンジル基、2−フェニルエチル基、(1−ナフ
チル)メチル基、2−(1−ナフチル)エチル基、(2
−ナフチル)メチル基、2−(2−ナフチル)エチル
基、(9−アントラシル)メチル基、(9−フェナント
リル)メチル基、2−(5−ナフタシル)エチル基など
の炭素数7〜20のアラルキル基;フェニル基、1−ナフ
チル基、2−ナフチル基、9−アントラシル基などの炭
素数6〜14のアリール基が挙げられる。かかるR1および
R2が非環状アルキル基である場合、その置換基誘導体に
含まれる置換基の具体例としては、ヒドロキシ基;アミ
ノ基;メチルアミノ基、ジエチルアミノ基などの有機置
換アミノ基;メトキシ基、エトキシ基、tert−ブトキシ
基などの炭素数1〜4のアルコキシ基;ベンジロキシ基
などの炭素数7〜15のアラルコキシ基;フェノキシ基、
1−ナフトキシ基などどの炭素数6−14のアリーロキシ
基;フルオロ基、クロロ基、ブロモ基などのハロゲン
基;シアノ基;カルボキシ基;エトキシカボニル基など
の炭素数2−10のアルコキシカルボニル基;アセチル
基、ベンゾイル基などの炭素数2〜10のアシル基;ニト
ロ基などが挙げられる。
さらにかかるR1およびR2がシクロアルキル基、アラルキ
ル基またはアリール基である場合、シクロアルキル基、
アラルキル基のアリール部おおよびアリール基の置換基
誘導体に含まれる置換基の具体例としては、ヒドロキシ
基;メチルアミノ基、ジエチルアミノ基などの有機置換
アミノ基;メトキシ基、エトキシ基、tert−ブトキシ基
などの炭素数1〜4のアルコキシ基;ベンジロキシ基な
どの炭素数7〜15のアラルコキシ基;フェノキシ基、1
−ナフトキシ基などの炭素数6〜14のアリーロキシ基;
メチル基、エチル基、tert−ブチル基などの炭素数1〜
4の低級アルキル基;フルオロ基、クロロ基、ブロモ基
などのハロゲン基;シアノ基;カルボキシ基;エトキシ
カルボニル基などの炭素数2〜10のアルコキシカルボニ
ル基;アセチル基、ベンゾイル基などの炭素数2〜10の
アシル基;トリフルオロメチル基などの炭素数1または
2のハロゲン置換アルキル基;ニトロ基などが挙られ
る。また、これらの置換基は1置換体として含まれるも
ののみならず、2置換以上の複数個の置換基を有する多
置換体として含まれてもよい。さらには、多置換体にお
ける置換基は同種であっても、異種であっても何ら支障
はない。また置換基の位置については、目的あるいは用
途に応じて変えられるべきである。
次に一般式(A)におけるR3,R4およびR5は前述のとお
りであるが、それぞれが同種であっても異種であっても
よい。
かかる式(A)の化合物は、従来知られているベンゾチ
アゾリン環を構成要素とするスピロナフトピラン化合物
が2′位にメチル基が導入されているのに対し、より電
子供与性の強い置換基が導入されているため、発色種の
安定性が向上している。そのため室温でも紫外光照射に
より変色しかつ発色種が安定なフォトクロミック化合物
である。
かかる式(A)で表わされる化合物の具体的な代表例と
しては、スピロ[ペンゾチアゾリン−2,3′−[3H]−
ナフト[2,1−b]ピランの3−メチル−2′−フェノ
キシ誘導体 3−ヘキシル−2′−フェノキシ−6−クロロ誘導体 3−(3−ブロモオクデシタル)−2′−フェノキシ−
6−トリフルオロメチル誘導体 3−(10−フェニルエイコシル)−2′−フェノキシ−
6−メトキシ誘導体 3−イソプロピル−2′−フェノキシ−6−メチル誘導
体 3−tert−ブチル−2′−ベンジロキシ−5′−カルボ
キシ誘導体 3−(4−クロロシクロヘキシル)−2′−ベンジロキ
シ−8′−ニトロ誘導体 3−(3−アミノシクロオクチル)−2′−フェネチロ
キシ−8′−ブロモ誘導体 3−ベンジル−2′−(2−ナフチル)メトキシ−9′
−フルオロ誘導体 3−(3−メチルベンジル)−2′−シクロプロポキシ
−7′−エトキシ誘導体 3−(4−アセチルベンジル)−2′−シクロヘキシロ
キシ−6−エトキシ−8′−ブチル誘導体 3−(3,5−ビストリフルオロメチルベンジル)−2′
−メトキシ−6−クロロ誘導体 3−(2,3,4,5.6−ペンタフルオロベンジル)−2′−
メトキシ−6−トリフルオロメチル誘導体 3−(2−ナフチル)メチル−2′−エトキシ−6−メ
トキシ誘導体 3−(3−メトキシ−2−ナフチル)メチル−2′−エ
トキシ−9′−メチル誘導体 3−(5−tert−ブチル−1−ナフチル)エチル−2′
−エトキシ−5′−カルボキシ誘導体3−(9−アント
ラシル)メチル−2′−イソプロポキシ−8′−ニトロ
誘導体 3−(9−フェナントリル)メチル−2′−プトキシ−
8′−ブロモ誘導体 3−フェニル−2′−オクタデシロキシ−9′−フルオ
ロ誘導体 3−(4−ニトロフェニル)−2′−エイコシロキシ−
7′−エトキシ誘導体 3−(2,4,6−トリメチルフェニル)−2′−フェノキ
シ−6−エトキシ−8′−ブチル誘導体 3−(1−ナフチル)−2′−フェノキシ−5−クロロ
誘導体 3−(4−ブロモ−2−ナフチル)−2′−フェノキシ
−6−トリフルオロメチル誘導体 3−(9−シアノ−1−アントラシル)−2′−エトキ
シ−5−メトキシ誘導体などが挙げられる。
式(A)によって表わされる本発明の新規スピロオキサ
ジン化合物は光による発消色の耐疲労性に優れかつ発色
性の良いフォトクロミック化合物である。
本発明のかかる式(A)の化合物は、例えば次の製造方
法に従って製造される。
一般式(B) で表わされる2−メチレンベンゾチアゾリン化合物と、
一般式(C) で表わされるヒドロキシナフトアルデヒド化合物を反応
させて式(A)の化合物を製造する。
本発明の式(A)の化合物の他の製造法の例としては、
一般式(D) で表わされるベンゾチアゾール化合物、四級化剤R1−X
(Xはアニオン性脱離基)、塩基および一般式(C)の
化合物を任意の順序で加え反応させる方法も挙げること
ができる。
また製造段階における精製方法としては各種溶剤による
再結晶法、シリカカラムなどによるカラムクロマト分
離、あるいは活性炭処理などが好適な例として挙げるこ
とができる。
本発明フォトクロミック化合物は光学的に透明な樹脂
類、たとえばジエチレングリコールビスアリルカーボネ
ートポリマー、ポリメタアクリレートおよびその共重合
体、セルロース類、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコ
ール、ポリビニルブチラール、ポリエステル樹脂、ポリ
カーボネート、ポリスチレンおよびその共重合体、エポ
キシ樹脂、(ハロゲン化)ビスフェノールAのジ(メ
タ)アクリレートポリマーおよびその共重合体、(ハロ
ゲン化)ビスフェノールAのウレタン変性ジ(メタ)ア
クリレートポリマーおよびその共重合体、ナイロン樹
脂、ポリウレタンなどに配合して好ましく使用される。
配合された樹脂類は光による変色性を有する光学素子と
して使用することが可能である。光学素子としてはサン
グラスレンズ、スキー用ゴーグル、保護メガネレンズ、
さらにはカーテン、衣服、玩具等が好適な例として挙げ
られる。
樹脂類への本発明フォトクロミック化合物の配合方法と
しては、染色方法、キャスティング法、配合されたポリ
マー溶液のコーティング法などを各種の方法が適用でき
る。
また樹脂中への配合量としては目的および使用方法など
によって決められるべきものであるが、視覚に対する感
度という観点からは0.01〜20重量%の添加量が好まし
い。
実施例1 3−メチル−2′−フェノキシスピロ[ベンゾチア
ゾリン−2,3′−[3H]−ナフト[2,1−b]ピラン]の
合成 3−メチル−2−フェノキシメチレンベンゾチアゾリン
5gおよび2−ヒドロキシ−1−ナフトアルデヒド5gを10
0mlのエタノールに溶解し、窒素気流中5時間還流す
る。反応後冷却すると結晶が析出して来る。これに少量
のエタノールを加え取し、得られた粗結晶をエタノー
ルに溶解した溶液を50〜60℃まで加熱した後、活性炭10
gを加え十分に撹拌する。その後過し、3液を濃縮し
て得られた緑白色固体をプロパノールから再結晶し、3
−メチル−2′−フェノキシスピロ[ベンゾチアゾリン
−2,3′−[3H]−ナフト[2,1−b]ピラン]の緑白色
結晶を得た。
分析結果 (融点)171℃ (元素分析値) 実測値(%) 計算値(%) C 76.3 76.3 H 4.5 4.6 N 3.5 3.4 応用例 本化合物をアセトン中に0.1重量%の濃度で溶解させ
た。溶液にケミカルランプを使用して紫外線を照射させ
た。溶液は直ちに黄色に変化した。また、このものは光
照射を除いて放置しておくともとの無色に戻った。この
ような発色および消色テストは繰り返して行なうことが
できた。
実施例2 3−メチル−2′−エトキシスピロ[ベンゾチアゾ
リン−2,3′−[3H]−ナフト[2,1−b]ピラン]の合
成 3−メチル−2−フェノキシメチレンベンゾチアゾリン
の代りに3−メチル−2−エトキシベンゾチアゾリンを
5g用いる他は実施例1とまったく同様にして行なった。
分析結果 (融点)180℃ (元素分析値) 実測値(%) 計算値(%) C 72.6 73.1 H 5.1 5.3 N 4.0 3.9 応用例 本化合物をアセトンに0.5重量%の濃度で溶解した溶液
は紫外線の照射を受けると黄色になった。
実施例3 (1)式(III)の化合物の合成 式(I) の化合物(0.3g)および式(II) の化合物(0.3g)をエタノール(100ml)に溶解し,窒
素気流中5時間,還流温度で反応させた.反応後,ロー
タリーバーキュームエバポレーターを用いてエタノール
を留去した後,シリカゲルカラムクロマトグラフィー法
(展開溶媒;酢酸エチル/ヘキサン混合溶媒)により精
製し,式(III)の化合物を得た。
(2)分析結果 (融点):167℃ (元素分析値):(C27H20ClNO2Sとして 理論値:C(70.8),H(4.4),N(3.1)(%) 実測値:C(70.7),H(4.4),N(3.1)(%) 実施例4〜15 式(I)の化合物のかわりに表1のA欄の化合物を,式
(II)の化合物のかわりに表1のB欄の化合物を用いる
他は,実施例3−(1)と同様にして表1のC欄の化合
物を得た. 得られたC欄の各化合物の分析結果を同じく表1中に示
した。
[発明の効果] 本発明の化合物は溶媒、マトリックスポリマーの種類に
よらず、一般的な状態では無色であるが、紫外線の照射
を受けると直ちに可視光領域に吸収波長を有する化合物
に変化する。さらに発色種が熱的に安定で、室温1日放
置しても発色時の光学濃度の90%以上を保持しているフ
ォトクロミック化合物である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一般式(A)で表わさるスピロナフトピラ
    ン化合物。 (式中、R1およびR2は炭素数1〜20の無置換または置換
    アルキル基、炭素数3〜10の無置換または置換シクロア
    ルキル基、炭素数7〜20の無置換または置換アラルキル
    基、炭素数6〜14の無置換または置換アリール基から選
    ばれた置換基を表わし、R3,R4およびR5は炭素数1〜4
    のアルキル基、炭素数1または2のハロゲン置換アルキ
    ル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、ハロゲン基、ニト
    ロ基から選ばれた置換基を表わし、lは0〜2の整数、
    mおよびnは0〜4の整数でありR3,R4,R5はそれぞれれ
    同種であっても異種であってもよい。)
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