电致变色组合物制造技术

本发明专利技术涉及电致变色组合物，该组合物包含至少一种还原化合物、至少一种选自特定的紫罗碱衍生物的氧化化合物以及至少一种染料。所述组合物可以用作可变透射率介质用于制造光学物品，如眼镜片。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及电致变色的组合物，该组合物包含至少一种还原化合物、至少一种选自特定的紫罗碱衍生物的氧化化合物以及至少一种染料。所述组合物可以用作可变透射率介质用于制造光学物品，如眼镜片。电致变色是用某类化合物观察到的熟知的物理现象，这些化合物当将电压施加到其上时可逆地改变颜色。该材料通过氧化和还原经受光学特性的可逆变化。通常，该电致变色材料在不施加电场时可以是无色的，并且在施加电场时可以是有色的。电致变色装置，即含有电致变色化合物的装置，其吸光度仅取决于电场的存在，可以因此具有两个状态，有色的状态(当电活化时)和脱色的(bleached)状态(处于非活化状态)。该装置的光透过特性取决于这些电致变色化合物。电致变色可以应用于多种应用。例如，在眼科领域，电致变色的镜片可以使得用户在一些照明条件下能够主动控制该镜片的变暗，以便提供眼部保护，并且当这些条件改变时迅速地转变，与光致变色的镜片相反，这些光致变色的镜片在紫外辐射下被动地变暗并且此外当紫外辐射停止时需要一些时间来再次脱色。此外，光致变色染料通常通过吸入(或浸渍)过程结合进眼镜片中，这不适用于任何眼科底物。电致变色玻璃也已经用于制造“智能窗”或“后视镜”。通常，所有这些电致变色装置由电致变色的组合物制成，该组合物除了电致变色的化合物之外还包含氧化还原促进剂或减速剂，以及溶剂。当制备有待用作透明介质用于形成高品质光学物品(特别是高品质的眼镜片)的电致变色组合物时，选择电致变色化合物是关键的。确实，电致变色化合物不仅需要示出良好的电致变色特性如在有色状态下可见光的高吸收、在脱色的状态下可见辐射的低吸收、快速的着色和褪色速率，而且还应该具有长期稳定性(特别是在氧存在下)以及在常规溶剂中良好的溶解性。在单一的化合物中汇集所有这些所要求的特性是实际挑战。已经进行了许多研究用于提供具有最好的折中的电致变色化合物。例如，紫罗碱化合物由于它们的高摩尔吸收系数已经被鉴定为特别感兴趣的化合物。它们的摩尔吸收系数确实是高于通常在电致变色装置中使用的其他电致变色化合物，如二茂铁或二氢吩嗪衍生物。然而，通常的紫罗碱化合物在活化时为蓝色，而当在该活化状态下时对于提供具有宽的颜色范围、并且特别是广泛用于太阳镜的中性颜色(即棕色、灰色、灰色-绿色……)或将会满足消费者需求的其他颜色，并且例如与特定眼镜架匹配的电致变色组合物它将是有用的，而在非活化状态下(即当不施加电压时)该组合物是较没有颜色的，具有宽的可能的颜色范围，或甚至无色的。这样一种中性颜色可以优先地相对于ISO标准1836选择，该ISO标准1836定义了类别0、1、2和3的滤光片的相对视觉衰减系数。定义中性颜色的色调的其他实例在文献US6,255,238和US5,438,024中给出。在进行了广泛研究之后，本专利技术诸位专利技术人提供了电致变色组合物，该组合物除了还原化合物和染料之外还包含至少一种氧化化合物，该氧化化合物选自具有式(I)和(II)的紫罗碱衍生物。具有式(I)和(II)的紫罗碱衍生物可以在其有色状态下显示多种多样的颜色，包括红色、蓝色和绿色，这使得能够获得用于本专利技术的电致变色组合物所希望的颜色。具体地，该电致变色组合物的颜色可被适配成所希望的颜色而不需要特定地有色的电致变色还原化合物。换言之，合适的还原化合物可以针对此类还原化合物可能具有的其他特性(如透明度、稳定性或溶解度)选择，不管有色状态。可以选择适合的具有式(I)和/或(II)的化合物，可能考虑到这些还原化合物的颜色，以便获得在有色状态下具有所希望颜色的电致变色组合物。此外，加入该电致变色组合物的染料为其提供所要求的颜色或允许在本专利技术的组合物不是电活化时改变它的吸光度，其方式为使得该组合物吸收在可见光谱的一个或几个波长范围内的光。本专利技术更具体地涉及电致变色的组合物，该组合物包含：-至少一种还原化合物；-至少一种电致变色氧化化合物；和-至少一种染料，其中所述电致变色氧化化合物选自具有式(I)和(II)的紫罗碱衍生物:其中-R1和R2各自独立地选自任选地取代的苯基；-R3、R4、R5和R6各自独立地选自H、烷基、烷氧基、烷硫基、卤代烷基、卤代烷氧基、卤代烷硫基、聚亚烷氧基(polyakylenoxy)、烷氧基羰基、芳基、取代的芳基、杂芳基和取代的杂芳基，其中该烷基可以被一个或多个独立地选自以下项的取代基取代：烷氧基、环烷基、芳基、取代的芳基、杂芳基和取代的杂芳基；-n、p、q和r各自独立地是从0至4的整数，其中当n、p、q或r是2或更大时，各R3，各R4，各R5或各R6可以是相同或不同的；A和B对应地选自氮和-N+(R7a)-，和选自氮和-N+(R7b)-，其中R7a和R7b独立地选自：○烷基，该烷基可以被一个或多个独立地选自以下项的基团取代：卤素、烷氧基、环烷基、乙烯基、烯丙基、芳基、取代的芳基、杂芳基和取代的杂芳基；○芳基和杂芳基，它们可以都被一个或多个独立地选自以下项的基团取代：·卤素、氰基、硝基、烷基、卤代烷基、芳烷基、环烷基、环烷基烷基和杂环烷基烷基、烯基、炔基、烯丙基、乙烯基、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、-N(芳基)2、-N(芳基)CO(芳基)、-CO-芳基和-CO-取代的芳基；·-OR8、-SR8、-S(O)R8、-S(O2)R8、-S(O2)NR8R9、-NR8R9、-NR8COR9、-NR8CO(芳基)、-NR8芳基、-CH2OR8、-CH2SR8、-CH2R8、-CO-R8和-CO2R8，其中R8和R9独立地是选自H、烷基、卤代烷基、芳烷基、环烷基、环烷基烷基和杂环烷基烷基；·-S(O2)NR10R11和-NR10R11，其中R10和R11与它们连接到其上的氮原子一起形成饱和的5至7元杂环烷基，该杂环烷基可以包括除了该氮原子之外的一个另外的选自氧、氮和硫的杂原子，并且可以任选地被一个或两个独立地选自以下项的基团取代：卤素、-R8、-OR8、和-NR8R9，其中R8和R9是如以上所定义；·-V-W-R12其中：■V选自氧、-N(R8)-、硫、-S(O)-和-S(O2)-，其中R8是如以上所定义；■W为亚烷基，其可以被一个或多个独立地选自卤素和烷氧基的基团取代；和■R12选自-OR8、-NR8(烷基)和-SR8，其中R8是如以上所定义；和·-OC(O)-R13，其中R13选自烷基、卤代烷基、烯基、-W-R12、和芳基，该基团可以被1至4个选自以下项的基团取代：卤素、-R8、-OR8、本文档来自技高网...

【技术保护点】
电致变色组合物，该组合物包含：‑至少一种还原化合物；‑至少一种电致变色氧化化合物；以及‑至少一种染料，其中所述电致变色氧化化合物选自具有式(I)和(II)的紫罗碱衍生物：其中‑R1和R2各自独立地选自任选地取代的苯基；‑R3、R4、R5和R6各自独立地选自H、烷基、烷氧基、烷硫基、卤代烷基、卤代烷氧基、卤代烷硫基、聚亚烷氧基、烷氧基羰基、芳基、取代的芳基、杂芳基和取代的杂芳基，其中该烷基可以被一个或多个独立地选自以下项的取代基取代：烷氧基、环烷基、芳基、取代的芳基、杂芳基和取代的杂芳基；‑n、p、q和r各自独立地是从0至4的整数，其中当n、p、q或r是2或更大时，各R3，各R4，各R5或各R6可以是相同或不同的；‑A和B对应地选自氮和‑N+(R7a)‑，和选自氮和‑N+(R7b)‑，其中R7a和R7b独立地选自：○烷基，该烷基可以被一个或多个独立地选自以下项的基团取代：卤素、烷氧基、环烷基、乙烯基、烯丙基、芳基、取代的芳基、杂芳基和取代的杂芳基；○芳基和杂芳基，它们可以都被一个或多个独立地选自以下项的基团取代：●卤素、氰基、硝基、烷基、卤代烷基、芳烷基、环烷基、环烷基烷基和杂环烷基烷基、烯基、炔基、烯丙基、乙烯基、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、‑N(芳基)2、‑N(芳基)CO(芳基)、‑CO‑芳基和‑CO‑取代的芳基；●‑OR8、‑SR8、‑S(O)R8、‑S(O2)R8、‑S(O2)NR8R9、‑NR8R9、‑NR8COR9、‑NR8CO(芳基)、‑NR8芳基、‑CH2OR8、‑CH2SR8、‑CH2R8、‑CO‑R8和‑CO2R8，其中R8和R9独立地是选自H、烷基、卤代烷基、芳烷基、环烷基、环烷基烷基和杂环烷基烷基；●‑S(O2)NR10R11和‑NR10R11，其中R10和R11与它们连接到其上的氮原子一起形成饱和的5至7元杂环烷基，该杂环烷基可以包括除了该氮原子之外的一个另外的选自氧、氮和硫的杂原子，并且可以任选地被一个或两个独立地选自以下项的基团取代：卤素、‑R8、‑OR8、和‑NR8R9，其中R8和R9是如以上所定义；●‑V‑W‑R12其中：■V选自氧、‑N(R8)‑、硫、‑S(O)‑和‑S(O2)‑，其中R8是如以上所定义；■W为亚烷基，其可以被一个或多个独立地选自卤素和烷氧基的基团取代；并且■R12选自‑OR8、‑NR8(烷基)和‑SR8，其中R8是如以上所定义；以及●‑OC(O)‑R13，其中R13选自烷基、卤代烷基、烯基、‑W‑R12、和芳基，该基团可以被1至4个选自以下项的基团取代：卤素、‑R8、‑OR8、‑SR8、‑NR8R9、‑NR10R11、‑CO‑R8、‑C(O)OR8，其中R8、R9、R10、R11、R12和W是如以上所定义；‑Z选自○亚烷基；○亚环烷基；以及○具有式‑R14‑Y‑R15‑的二价基团，其中■R14和R15各自独立地选自单键、亚烷基和亚环烷基，并且■Y选自亚芳基、亚环烷基、杂亚芳基、亚芳基‑亚芳基或亚芳基‑CR’R”‑亚芳基，其中R’和R”与它们连接到其上的碳一起形成碳环基团；其中所述亚烷基、亚环烷基、亚芳基、杂亚芳基和碳环基团可以被一个或多个取代基取代，这些取代基选自卤素、烷基、烷氧基、烷硫基、羟烷基、酰氧基、环烷基、芳基、取代的芳基、芳氧基、杂芳基和取代的杂芳基；‑m是2，如果A和B是氮的话；是3，如果A和B之一是氮并且另一个不是氮的话；以及是4，如果A和B二者都不是氮的话；‑X‑是抗衡离子。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.17 EP 13184812.91.电致变色组合物，该组合物包含：
-至少一种还原化合物；
-至少一种电致变色氧化化合物；以及
-至少一种染料，
其中所述电致变色氧化化合物选自具有式(I)和(II)的紫罗碱衍生物：
其中
-R1和R2各自独立地选自任选地取代的苯基；
-R3、R4、R5和R6各自独立地选自H、烷基、烷氧基、烷硫基、卤代烷基、卤代
烷氧基、卤代烷硫基、聚亚烷氧基、烷氧基羰基、芳基、取代的芳基、杂芳基和取代
的杂芳基，其中该烷基可以被一个或多个独立地选自以下项的取代基取代：烷氧基、
环烷基、芳基、取代的芳基、杂芳基和取代的杂芳基；
-n、p、q和r各自独立地是从0至4的整数，其中当n、p、q或r是2或更大时，
各R3，各R4，各R5或各R6可以是相同或不同的；
-A和B对应地选自氮和-N+(R7a)-，和选自氮和-N+(R7b)-，其中R7a和R7b独立地选
自：
○烷基，该烷基可以被一个或多个独立地选自以下项的基团取代：卤素、烷氧
基、环烷基、乙烯基、烯丙基、芳基、取代的芳基、杂芳基和取代的杂芳基；
○芳基和杂芳基，它们可以都被一个或多个独立地选自以下项的基团取代：
●卤素、氰基、硝基、烷基、卤代烷基、芳烷基、环烷基、环烷基烷基和
杂环烷基烷基、烯基、炔基、烯丙基、乙烯基、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的
杂芳基、-N(芳基)2、-N(芳基)CO(芳基)、-CO-芳基和-CO-取代的芳基；
●-OR8、-SR8、-S(O)R8、-S(O2)R8、-S(O2)NR8R9、-NR8R9、-NR8COR9、
-NR8CO(芳基)、-NR8芳基、-CH2OR8、-CH2SR8、-CH2R8、-CO-R8和-CO2R8，其中
R8和R9独立地是选自H、烷基、卤代烷基、芳烷基、环烷基、环烷基烷基和杂环烷
基烷基；
●-S(O2)NR10R11和-NR10R11，其中R10和R11与它们连接到其上的氮原子

\t一起形成饱和的5至7元杂环烷基，该杂环烷基可以包括除了该氮原子之外的一个另
外的选自氧、氮和硫的杂原子，并且可以任选地被一个或两个独立地选自以下项的基
团取代：卤素、-R8、-OR8、和-NR8R9，其中R8和R9是如以上所定义；
●-V-W-R12其中：
■V选自氧、-N(R8)-、硫、-S(O)-和-S(O2)-，其中R8是如以上所定义；
■W为亚烷基，其可以被一个或多个独立地选自卤素和烷氧基的基
团取代；并且
■R12选自-OR8、-NR8(烷基)和-SR8，其中R8是如以上所定义；以及
●-OC(O)-R13，其中R13选自烷基、卤代烷基、烯基、-W-R12、和芳基，
该基团可以被1至4个选自以下项的基团取代：卤素、-R8、-OR8、-SR8、-NR8R9、
-NR10R11、-CO-R8、-C(O)OR8，其中R8、R9、R10、R11、R12和W是如以上所定义；
-Z选自
○亚烷基；
○亚环烷基；以及
○具有式-R14-Y-R15-的二价基团，其中
■R14和R15各自独立地选自单键、亚烷基和亚环烷基，并且
■Y选自亚芳基、亚环烷基、杂亚芳基、亚芳基-亚芳基或亚芳基-CR’R”-
亚芳基，其中R’和R”与它们连接到其上的碳一起形成碳环基团；
其中所述亚烷基、亚环烷基、亚芳基、杂亚芳基和碳环基团可以被一个或多个取
代基取代，这些取代基选自卤素、烷基、烷氧基、烷硫基、羟烷基、酰氧基、环烷基、
芳基、取代的芳基、芳氧基、杂芳基和取代的杂芳基；
-m是2，如果A和B是氮的话；是3，如果A和B之一是氮并且另一个不是氮
的话；以及是4，如果A和B二者都不是氮的话；
-X-是抗衡离子。
2.根据权利要求1所述的电致变色组合物，其中Z选自C1-C12亚烷基、芳基取
代的C1-C12亚烷基、亚苯基、亚萘基、(C1-C4亚烷基)-亚苯基-(C1-C4亚烷基)、(C1-C4亚烷基)-亚萘基-(...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·比维尔，S·阿尔尚博，F·贝里德巴，
申请(专利权)人：埃西勒国际通用光学公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR