农业用波长转换材料制造技术

本发明专利技术是涉及农业用波长转换材料，和用于这些材料的化合物，及含有其中间体以及这些化合物的农业用波长转换材料，其特征是含有最大吸收在３５０－４５０ｎｍ，最大发光在３８０－５２０ｎｍ的至少一种荧光色素（Ａ）和最大吸收在４６０－５８０ｎｍ，最大发光在５４０－８００ｎｍ的至少一种荧光色素（Ｂ），（Ａ）的发光光谱和（Ｂ）的吸收光谱部分重合。（Ａ）的发光强度（Ｉ）和（Ａ）的激发能量的一部分在（Ｂ）的发光位置发光强度（Ｉ′）的比（Ｉ）／（Ｉ′）在０．２以上５以下。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于把太阳光及植物工厂所使用的人工光源光谱转换成具有可有效促进植物生长光的农业用波长转换材料、以及用作该材料的吡嗪系化合物及苯并蝶啶系化合物。近年来，广泛地推广了在暖房或隧道内栽培有用植物的温室园艺，与地面栽培相比较，其产量、品质均有大幅度提高，所以对于蔬菜、水果的稳定供应起着非常重要的作用。温室栽培最大特点是在暖房、隧道内可进行保温、进而还可以防止风、雨、虫等对植物的侵害，因此，可将蔬菜等的季节栽培变成常年栽培，也可以使梨、蜜柑、葡萄、柿子、苹果等果树结出糖分高、形状好的果实。另一方面，在取得广泛地推广之后，进一步着眼于增收、或提高质量，并试验将太阳的光谱转换成有利于植物的光合作用、或者有利于产生生长活性物质，即很多人都在试验通过在温室园艺中使所使用的合成树脂薄膜中含有具有波长转换机能的萤光化合物，吸收在某些情况下对植物有害的近紫外线光并转换成有利于光合作用的兰色系的光、或者把光合作用效率低的绿色～黄色系的光转换成波长更长的橙色～红色系的光等多方面研究。例如，“农业用光线选择利用技术研究协会”(昭和39～57年)的研究成果报告书“关于温室农业中光利用技术的综合研究”中(1976年2月、农林水产技术会议事务局)，报告了曾试作了在氯乙烯中含有兰萤光物质、红萤光物质及同时含有两者的薄膜，但其耐光性不好，还未进行栽培试验就已中断。在特公昭49-16301、特开昭52-94345、特开平2-102265、特开平2-147651、特开平3-211053中提出;将近紫外光转换成光合作用有效光色素的萤光增艳剂、闪烁体等，但由于其耐光性不充分，未能达到实用化的程度。在特开昭54-127945中公开了使用若丹明6G将绿色～黄色光转换成橙色～红色光的薄膜，但这种色素耐光性也不好，若不进行适当的光稳定化处理，是不能长期应用的。用市售的发红光薄膜的Radiantpink(商品名，三井东压化学(株))、Irradiant660(商品名，BASF社)进行过栽培试验，但这种波长转换膜，其作用效果不是很理想，往往是在特定的气象条件下有效，而在其他的条件下就看不到其效果，将它们作为温室园艺应用的材料尚缺乏可靠性。吸收绿色～黄色光转换成橙色～红色光的萤光色素中，有芘系萤光体、香豆素萤光体、芘酮系萤光体、硫代靛兰系萤光体等稳固的萤光性化合物群。但这些物质对于树脂的溶解性不好、斯托克斯位移(吸收波长和发光波长的间隔)不是很大。因此还不能说这些物质具有在太阳能光合作用的光谱中，把作用效率比较低的480～550nm的绿色光有效地转换成长波长光的充分机能。在特开昭57-189中公开了在聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚砜等溶解参数在9以上的聚合体中含有从蒽醌系萤光体、硫代靛兰系萤光体、芘酮系萤光体、芘系萤光体等中选出的多个有机萤光体的可转换波长的成形体。多个的有机萤光体中，在吸收了短波长的光被激发的第1个萤光体，向激发能量较小的第2个萤光体无辐射地传送能量，即第1个萤光体的发光光谱和第2个萤光体的吸收光谱以部分重复那样相组合。因此可以将广范围的短波长的光转换成波长长的光，可期待在植物栽培上取得一定效果。可是当专利技术思想只是把红色光作为植物栽培上的有效光，而没有考虑到可被转换的短波长的光，因此阻碍了利用兰色光的叶绿素a、b、胡萝卜素类的作用，从而产生了不良的效果。此外，在“农业光应用技术”第44卷，第4号406页、应用物理(1975年)及“植物色素和赤霉素”Vol.24.No.2105页，植物的化学调节中(1989年)，记载着，植物色素具有如下所示二个吸收型，在形成光形态反应上，对于具有促进植物生育作用的Pfr型是通过Pr型和r光(以670nm为中心的光)和fr光(以725nm为中心的光)来进行相互的光变换的，并且从中可知，不仅光的强度，而且光质对于植物生长发育也产生重要的影响。 另一方面，到目前为止在很多的报告中公开了具有取代氨基和氰基的吡嗪系化合物。它们几乎都是5，6-二氨基-2，3-吡嗪二腈 3，5-二氨基-2，6-吡嗪二腈 或者是用氨基或氰基分别取代了1-3个的吡嗪衍生物(特开平1-199954、美国专利说明书US3，928，351号等)。此外，本专利技术3，6-二氨基-2，5-吡啶二腈系化合物如WO91/03469记载的 之外，我们在日本化学会第63次春季年会上发表了以下的化合物(1992年3月28日)。 此外，也有报导，在8位上具有磺酰胺基黄色素水中的解离状态， 具有最大吸收485nm、最大萤光552nm，显示了与玫瑰黄色素相类似的光谱数据(文部省特定研究“以有机化学资源的再评价和高度利用为目标的基础研究”62年度成果报告1-12有关对芳香族资源机能性化合物应用的研究、真锅修)。此外，在用下式， 表示的7，14-二乙基-3，10-二乙基苯并二蝶啶-2，4，9，11(3H，7H，10H，14H)-四酮(以下略称BDP(Et，Me))也具有萤光特性，业已记载在本申请人在先申请的特开平2-91187号中。再者，本专利技术化合物之中，对于以下的化合物，我们已在日本化学会第63次春季年会(1992年3月31日)及第25次氧化反应讨论会上发表(1992年10月29日)。 本专利技术的目的在于提供有用植物在温室栽培中，具有将太阳光及植物工场中用的人工光源的光谱转换成可促进植物生长的增大有效光的农业用波长转换材料，以及用作该材料上的化合物。为了达到上述的目的，我们进行了锐意的研究，发现采取以下措施，可以得到优良的农业用波长转换材料，从而完成了本专利技术。一种农业用波长转换材料，其特征是含有最大吸收在350～450nm、优选在370～430nm、最大发光在380～520nm、优选在400～460nm的至少一种萤光色素(A)和最大吸收在460～580nm、优选在480～550nm、最大发光在540～800nm、优选在570～700nm的至少一种萤光色素(B)，并且(A)的发光光谱和(B)的吸收光谱部分重复。(A)的发光强度(I)和(A)的激发能的一部分在(B)的发光位置上发光强度(I′)的比(I)/(I′)在0.2以上5以下。以下详细说明本专利技术的农业用波长转换材料的转换机理，它以萤光色素(A)为主，将近紫外光一部分转换成兰色光，另一部分通过萤光色素(B)的能量转移转换成橙色～红色光，同时，萤光色素(B)将绿色光范围的光转换成橙色～红色光。其结果，使照射在本专利技术的波长转换材料上的太阳光透过后，近紫外光和绿色光减少，而兰色光和橙色～红色光增加。在兰色光中，为了不阻害存在于植物中的，利用兰色光的叶绿素a、b、胡萝卜素类的作用，最好使(A)的发光强度(I)和(A)的激发能的一部分在(B)发光位置上发光强度(I′)的比(I)/(I′)为0.2以上5以下，优选在0.4以上3以下。萤光色素(A)及萤光色素(B)的斯托克斯偏移(最大吸收波长和最大发光波长的差)如果不大到某种程度，就会减低转换成对植物生长波长的有效性，因此，斯托克斯偏移至少在20nm以上才有效，特别是萤光色素(B)的斯托克斯偏移最好更大一些。在20nm以下时，即使进行长波转换也很难起到促进植物生长的作用。萤光色素(A)，例如PTP、蒽、9，10-二苯基蒽等的多苯基系、BPA、DP本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种农业用波长转换材料，其特征是含有最大吸收在３５０～４５０ｎｍ，最大发光在３８０～５２０ｎｍ的至少一种萤光色素（Ａ）和最大吸收在４６０～５８０ｎｍ，最大发光在５４０～８００的至少一种萤光色素（Ｂ），并且（Ａ）的发光光谱和（Ｂ）的吸收光谱部分重合，（Ａ）的发光强度（Ｉ）和（Ａ）的激发能的一部分在（Ｂ）的发光位置发光强度（Ｉ’）的比（Ｉ）／（Ｉ’）在０．２以上５以下。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：高桥弘，犹原刚士，松井宣夫，柳笃，浜本伊佐美，明石友里，八木原富男，
申请(专利权)人：日本曹达株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]