JPH075603B2 - 新規スピロフエナンスロオキサジン化合物 - Google Patents

新規スピロフエナンスロオキサジン化合物

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JPH075603B2
JPH075603B2 JP367486A JP367486A JPH075603B2 JP H075603 B2 JPH075603 B2 JP H075603B2 JP 367486 A JP367486 A JP 367486A JP 367486 A JP367486 A JP 367486A JP H075603 B2 JPH075603 B2 JP H075603B2
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spirophenanthrooxazine
dimethyl
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信一 山本
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03CPHOTOSENSITIVE MATERIALS FOR PHOTOGRAPHIC PURPOSES; PHOTOGRAPHIC PROCESSES, e.g. CINE, X-RAY, COLOUR, STEREO-PHOTOGRAPHIC PROCESSES; AUXILIARY PROCESSES IN PHOTOGRAPHY
    • G03C1/00Photosensitive materials
    • G03C1/685Compositions containing spiro-condensed pyran compounds or derivatives thereof, as photosensitive substances

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Non-Silver Salt Photosensitive Materials And Non-Silver Salt Photography (AREA)
  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
  • 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、光学素子用フォ
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。
(従来の技術) フォトクロミック化合物の代表的なものに、スピロピラ
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,Brown、
“Photochromism",Wiley Interscience,New York(197
1))。
またスピロナフトオキサジン化合物としては特公昭45-2
8892号公報、特公昭49-48631号公報、特開昭48-23787号
公報、特開昭55-36284号公報に、スピロフェナンスロオ
キサジン化合物としては東独特許0153-690、東独特許15
63-72に開示されている。
(発明が解決しようとする問題点) スピロ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オキ
サジン化合物、スピロフェナンスロオキサジン化合物は
耐疲労性は前記化合物に比べ向上しているものの発色種
が青色系のみであり、光照射後の色変化が限られたもの
であった。
(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フェナ
ンスロオキサジ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,R2,R3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,m,nは0〜4の整数で、R1、R2,R3はそれぞ
れ同種であっても異種であってもよい。Rはフェニル
基、ナフチル基またはその置換基誘導体を表わし、tは
1〜5の整数を表わす。) 本発明の一般式(A)で表わされるスピロフェナンスロ
オキサジン化合物におけるR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
低級アルコキシ基;ベンジロキシ基などのアラルコキシ
基;フェノキシ基などのアリーロキシ基;メチル基、エ
チル基、tert−ブチル基などの低級アルキル基;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アルコ
キシカルボニル基;ベンゾイル基などのアシル基;トル
フルオロメチル基などのハロゲン置換低級アルキル基;
ニトロ基などが挙げられる。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Rに含まれる置換
基の位置および種類については目的あるいは用途との関
係で決められるべきである。例えば、室温での光照射に
よる発色濃度向上には、Rが2つ以上の電子供与性基を
有するフェニル基あるいはナフチル基であるスピロフェ
ナンスロオキサジン化合物が好ましい。さらには発色種
の吸収の短波長化には、Rが2つ以上の電子吸引性基を
有するフェニル基あるいはナフチル基であるスピロフェ
ナンスロオキサジン化合物が好ましい。
次に一般式(A)におけるtとしては1〜5の整数を取
り得るが、Rの置換基の電子的効果を発現させ、発色時
の吸収波長をコントロールするという意味からはtが1
のものがとくに有効である。一般式(A)におけるR1,R
2,R3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)で表わされる化合物の代表的な具体例と
しては、スピロ[インドリン−2,2′−[2H]−フェナ
ンスロ[9,10−b](1,4)オキサジン]の 1−ベンジル−3,3−ジメチル誘導体、 1−(4−メトキシベンジル)−3,3−ジメチル−5−
クロロ誘導体、 1−(2,4,6−トリエチルベンジル)−3,3−ジメチル−
5−トリフルオロメチル誘導体、 1−(2,3,4,5,6−ペンタメチルベンジル)−3,3−ジメ
チル−5−メトキシ誘導体、 1−(2,3,4,5,6−ペンタフルオロベンジル)−3,3−ジ
メチル−2′、7′−ジニトロ誘導体、 1−(4−トリフルオロメチルベンジル)−3,3,5,7−
テトラメチル誘導体、 1−(3,5−ジニトロベンジル)−3,3−ジメチル−4,7
−ジメトキシ誘導体、 1−(2−ヒドロキシ−3,5−ジブロモベンジル)−3,3
−ジメチル−5,2′−ジブロモ誘導体、 1−(1−ナフチルメチル)−3,3−ジメチル誘導体、 1−((3−メチル−1−ナフチル)メチル)−3,3,5
−トリメチル−2′−メトキシ誘導体、 1−((4−トリフルオロメチル−7−アミノ−1−ナ
フチル)メチル)−3,3−ジメチル−2′,7′−ジニト
ロ誘導体、 1−((4−シアノ−2−ナフチル)メチル)−3,3−
ジメチル4,7−ジメトキシ誘導体、 1−(2−フェニルエチル)−3,3,4′−トリメチル誘
導体、 1−(3−(4−トリフルオロメチルフォニル)プロピ
ル)−3,3−ジメチル−5−トリフルオロメチル誘導
体、 1−(4−(2−メチル−1−ナフチル)ブチル)−3,
3−ジメチル−2′−クロロ誘導体、 1−(5−(2−メトキシ−5−ニトルフェニル)ペン
チル)−3,3,5,6−テトラメチル誘導体、 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フェナ
ンス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、置換基、あるいはマトリックスを変えることに
よって発色時の最大吸収極大波長を450〜650nmの広い範
囲で自由に変えることが可能な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−メチレンインドリン化合物と、一般式
(C) で表わされる10−ニトロソ−9−フェナンスロール化合
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) で表わされるトリメチルインドレニン化合物、 一般式(E) R(CH2)t-X (E) (Xはアニオン性脱離基となり得るものである。)で表
わされる4級化剤、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−アルミニウムカラムなどによ
るカラムクロマト分離法、あるいは活性炭処理法などが
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) 以下実施例について説明する。なお本願発明は実施例に
限定されるものではない。
実施例1 1−ベンジル−3,3−ジメチルスピロ[インドリン
−2,2′−[2H]−フェナンスロ[9,10−b](1,4)オ
キサジン]の合成、 1−ベンジル−3,3−ジメチル−2−メチレンインドリ
ン5gおよび10−ニトロソ−9−フェナンスロール5gを10
0mlのエタノールに溶解し、窒素気流中10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10gを加え十分に攪拌する。その後過し、液を濃
縮して得られた青白色固体をエタノールから再結晶し、
白色の1−ベンジル−3,3−ジメチルスピロ[インドリ
ン−2,2′−[2H]−フェナンスロ[9,10−b](1,4)
オキサジン]の青紫色結晶を得た。
分析結果 (融点)193℃ (元素分析値) 実測値(%) 計算値(%) C 84.6 84.6 H 5.6 5.7 N 6.2 6.2 (赤外吸収)1610cm-1(C=N) 1247cm-1(=C−O) 932cm-1(O−C−N) 応用例 本化合物を0.5重量%の濃度に溶解させたポリビニルブ
チラール/ブタノール溶液をガラス板上に塗布し乾燥さ
せ、本化合物を配合したポリビニルブチラール板を作製
した。この板は、紫外線の照射を受けると青紫色にな
り、光を除き暗所に放置すると速やかにもとの無色に戻
った。
実施例2 1−(2,3,4,5,6−ペンタフルオロベンジル)−3,3
−ジメチルスピロ[インドリン−2,2′−[2H]−フェ
ナンスロ[9,10−b](1,4)オキサジン]の合成 1−(2,3,4,5,6−ペンタフルオロベンジル)−3,3−ジ
メチル−2−メチレンインドリン6gおよび10−ニトロソ
−9−フェナンスロール5gを100mlのトルエンに溶解
し、窒素気流中5時間還流する。反応後、反応液を濃縮
しシリカゲルを支持担体とし、酢酸エチルとシクロヘキ
サンの混合溶媒を展開溶媒としてカラム分離し、溶媒を
留去した後、得られた固体をヘキサンから再結晶し、紫
白色の1−(2,3,4,5,6−ペンタフルオロベンジル)−
3,3−ジメチルスピロ[インドリン−2,2′−[2H]−フ
ェナンスロ[9,10−b](1,4)オキサジン]の結晶を
得た。
分析結果 (融点)177℃ (元素分析値) 実測値(%) 計算値(%) C 70.8 80.2 H 3.7 4.4 N 5.2 5.8 (赤外吸収)1654cm-1(C=N) 1243cm-1(=C−O) 942cm-1(O−C−N) 応用例 本化合物をメチルメタアクリレートに0.5重量%の濃度
で溶解し、アゾビスイソブチロニトリルを重合開始剤と
して用いキャスト重合して、本化合物を配合したポリメ
チルメタアクリレート板を作製した。この板は紫外線の
照射を受けると赤紫色になり、光を除き暗所に放置する
と速やかにもとの無色に戻った。また、これをフェード
メーターにて20時間の光照射を行なって、耐光性を調べ
たところ、フェードメーターに入れる前と全く同様のフ
ォトクロミック特性を示し、耐疲労性が優れていた。
実施例3 1−(3,5−ビストリフルオロメチルベンジル)−
3,3−ジメチルスピロ[インドリン−2,2′−[2H]−フ
ェナンスロ[9,10−b](1,4)オキサジンの合成 実施例2と全く同様の要領で反応および精製を行ない、
青紫色の結晶を得た。
分析結果 (元素分析値) 実測値(%) 計算値(%) C 69.5 69.2 H 4.2 4.1 N 4.7 4.7 応用例 実施例1と全く同様の要領で作製した本化合物のポリビ
ニルブチラール板は、紫外線の照射を受けると紫色にな
り、光を除き暗所に放置すると速やかにもとの無色に戻
った。
[発明の効果] 本発明の化合物は、溶剤、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
物に変化し、紫外線の照射をやめると速やかにもとの無
色に戻る。
本発明の化合物は、発色速度が大きく、かつ消色速度も
大きく、かつ発色濃度が非常に大きく、かつ耐疲労性が
非常に良いという特性を有しているフォトクロミック化
合物である。また本発明の化合物は、溶剤、マトリック
スポリマー中で加熱されると無色から可視光領域に吸収
波長を有する化合物に変化し、冷却すると速やかにもと
の無色に戻るというサーモクロミック特性をも有する化
合物である。
本発明の化合物は耐酸性に優れ、オリガノポリシロキサ
ン系への添加が容易である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一般式(A)で表わされるスピロフェナン
    スロオキサジン化合物。 (式中R1,R2、R3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,m,nは0〜4の整数で、R1,R2,R3はそれぞ
    れ同種であっても異種であってもよい。Rはフェニル
    基、ナフチル基またはその置換基誘導体を表わし、tは
    1〜5の整数を表わす。)
JP367486A 1986-01-13 1986-01-13 新規スピロフエナンスロオキサジン化合物 Expired - Fee Related JPH075603B2 (ja)

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