一种新型多环化合物制造技术

本发明专利技术提供一种新型多环化合物、合成方法及其应用。本发明专利技术化合物包括了多个碳环及/或杂环结构,其具有发射可见光或荧光的基团,且共价键结了至少一个紫外光及/或可见光(蓝光)吸收基团以提供稳定性。本发明专利技术化合物可当作转光剂、染料、颜料、荧光剂、紫外光或蓝光吸收剂,应用于光学膜、农膜、光盘(碟)、光学镜片、护目镜、护肤、彩妆、照明、涂料、粘合剂、光稳定剂、或面板等产品。

A new polycyclic compound

【技术实现步骤摘要】
一种新型多环化合物
本专利技术关于新颖的多环化合物、其合成及其应用。本专利技术化合物包括了多个碳环及/或杂环结构,具有发射可见光或荧光的基团,且共价键结了至少一可紫外光及/或蓝光吸收基团以提供稳定性。本专利技术化合物可当作转光剂、染料、颜料、荧光剂、紫外光或蓝光吸收剂,应用于光学膜、农膜、光盘(碟)、光学镜片、护目镜、护肤、彩妆、照明、涂料、粘合剂、光稳定剂、或面板等产品。
技术介绍
目前，具有光发射性质的有机化合物,包括染料、颜料或荧光物质,在农业、电子工业、医学或都有广泛应用。例如转光剂(Lightconversionagent)或光盘的光记录媒体(Opticalrecordingmedium)。农业上，于农膜中添加转光剂,可将太阳光中的紫外光或短波段的蓝光转变为对植物有用的光线。其中红光是农作物生长最重要的光线,可以促进农作物的增产。例如,结球白菜(ChineseCabbage)在初期结球过程，红光有促进叶菜结球的形成，但过多的蓝光则有抑制的作用(农业机械学刊,JournalofAgriculturalMachinery，ISSN:1019-0430,Vol8(2),1999Jun,p.63-74)。此外，曾有文献揭示,用于农膜的商用有机转光剂RL1000(化合物A,BASF)，可吸收紫外光以减少蚜虫等害虫,并发出对植物有益的可见光(约635nm),然而其稳定性不足(CN100500754C)。普遍地,有机化合物应用在室外时,容易发生降解,例如有机的转光剂，RL1000。因此提高稳定性是转光剂改良的重要指标。另一方面，已知的光学记录媒体,例如光盘,是将激光束照射至记录层中的有机染料。短时间内,激光会转换成热能,使记录层产生热变形,例如变成熔融状态。根据变形部分与无变形部分之间,对光的反射率的差异,进行记录信息。由于激光转换成热能的过程中,所造成局部高温达250℃或以上,因此,染料的熔点与热稳定性成为重要条件。曾有文献揭示有机化合物(B),应用于光记录媒体(JP3876970B2)。但熔点较低,稳定性较差。此外，已知紫外光及/或蓝光照射是造成有机材料，例如农膜或光记录媒体，降解的重要因素。隔绝或加入防蓝光及/或防紫外光剂，可以增加农膜或光盘的保存寿命。传统的防蓝光剂,仅能同时达成防蓝光及防紫外光长波(UVA)功能。如果需要同时防蓝光及紫外光长短波(UVA+UVB)，则必须添加额外的紫外光吸收剂(UVB)。这并不利于产业利用。因此，开发吸收波段涵盖紫外光(UVA+UVB)及蓝光的化合物,成为产业努力的目标。综合以上，增加发光记录媒体用染料或转光剂的稳定性、以及开发吸收波段涵盖紫外光(UVA+UVB)及蓝光的化合物,都是产业努力的目标。
技术实现思路
开发具有高稳定性的有机染料、转光剂、或开发吸收波段涵盖紫外光(UVA+UVB)及蓝光的化合物，一直是产业努力目标。为达此目的,本专利技术人特别设计了新颖的多环式(1)与式(2)化合物。本专利技术式(1)与式(2)化合物设计的理念，在于将染料或转光物质,与吸收紫外光或/且蓝光物质，进行共价键结。这个崭新理念所设计的式(1)或式(2)化合物,大幅增加了原来有机染料或转光剂的稳定性,也因为大范围的防蓝光及紫外光(UVA+UVB)，同时增加了受保护的有机材料的稳定性。这可能是因为共价键结的紫外光吸收基团，在分子内近距离对转光剂本身提供稳定性。进一步，紫外光吸收基团也对分子周围受保护的有机材料,例如农膜,提供稳定性。这双重作用的结果,使得农膜的可利用时间或稳定性,大幅增加。目前应用于农膜的有机转光剂A(RL1000,BASF)，日照下可放出橘红光。但其光稳定性不足。在户外的PE农膜使用上，RL1000仅能维持两季的稳定性。经本专利技术人将其与苯并三唑共价键结后,得到MP259(化合物7)，则可以维持三季以上的PE农膜的户外稳定性(实例43)。再如前述应用于光记录媒体的有机染料化合物(B)，其熔点为175℃。经与苯并三唑共价键结后，A熔点上升至224℃(实例42)。这是重要且无法预期的惊人改良。因为光盘的有机染料吸收激光后转换成热能，會造成局部高温(250℃或以上)。化合物(B)经与苯并三唑共价键结后,不仅熔点和热稳定性提高,苯并三唑所提供的紫外光(UVA+UVB)吸收能力,也可增加光盘的保存寿命。较佳地，本专利技术化合物增加稳定性的同时，不影响有机染料、或转光剂原有的发光性质。更佳地，设计式(1)或式(2)化合物中的R1～R3的结构，以增加或减少共轭性，则可增加或减少有机染料或转光剂原有的发光性质。例如实例11的化合物(19)，一方面较化合物(18)增加了共轭性，一方面也增加了吸收或放出可见光的波长。应用领域也可从染料扩展到其他领域，例如农膜。此外，高稳定的化合物(7)除了应用在农膜，对于DVD-R光盘常用的红色激光(640nm)，也能适用。再者，本专利技术化合物也可应用为紫外光及/或蓝光吸收剂。由于本专利技术化合物具有发光性质，可当作具有特殊的彩色紫外光吸收剂及/或蓝光吸收剂。传统防蓝光吸收剂，仅能吸收紫外光(UVA)及蓝光。本专利技术化合物则具有大范围紫外光(UVA+UVB)吸收，因此不需额外添加紫外光(UVB)吸收剂情况下，即可以同时吸收紫外光(UVA+UVB)及蓝光,充分达到保护人体、高分子或其他有机材料的功能。本专利技术提供的化合物是一种多环化合物，具有式(1)或式(2)所示的结构。A-R1-B-R2-C-R3-D(1)A-R1-B-R2-D-R3-C(2)本专利技术中式(1)或式(2)所示化合物的构成片段A、B、C、D均相同，差别仅在于C环和D环的顺序不同。本专利技术式(1)与式(2)化合物具有单一性。本专利技术式(1)或式(2)之化合物之特征在于,包括至少一个可见光或荧光发射基团，及至少一个另外的紫外光吸收基团；其中，R2-C-R3-D或R2-D-R3-C是可见光发射基团或荧光发射基团；A-R1-B是紫外光吸收基团；R1～R3是一键或/且任意的二价联结基团；较佳地，R1是一键或任意的二价联结基团,更佳地,R1同时是一键且二价联结基团，例如，A-R1-B是9-氢咔唑或二苯并噻吩；A、B、C、为未取代或经R4取代之5-7员环，较佳地,是苯环、苯并碳环、含氮的5-7员杂环、或苯并含氮5-7员杂环，含氮杂环并不排除其他杂原子，苯并含氮5-7员杂环指的是苯环与含氮5-7员杂环所稠合而成；D为碳、氮、氧、硫原子所构成未取代之或经取代之5-7员杂环或苯并5-7员杂环,其中,环的碳原子的取代基选自1或多个H、羟基、氧基(oxo)、硫基(thioxo)、硫醇基(thiol)、胺基(amino)、亚胺基(imino)、C1～C8直链或支链烷基、R4,环的氮原子的取代基选自1或多个H、羟基、氧基(oxo)、直链或支链C1～C8烷基；R4是一个或多个取代基(在本专利技术结构式中R4或其他取代基的不确定位置取代,指的是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型多环化合物，其特征在于：具有式(1)或式(2)所示的结构式/nA-R

【技术特征摘要】
1.一种新型多环化合物，其特征在于：具有式(1)或式(2)所示的结构式
A-R1-B-R2-C-R3-D
(1)
A-R1-B-R2-D-R3-C
(2)；
包括至少一个可见光或荧光发射基团，及至少一个另外的紫外光吸收基团，其中，可见光或荧光发射基团是：R2-C-R3-D或R2-D-R3-C；紫外光吸收基团是：A-R1-B；R1～R3是一键或/且任意的二价联结基团；A、B、C、是未经取代或经R4取代之苯环、苯并碳环、含氮的5-7员杂环、或苯并含氮的5-7员杂环；D是由碳、氮、氧、硫原子所构成的未经取代或经取代的5-7员杂环或苯并5-7员杂环；其中，环碳原子的取代基选自1个或多个氢、羟基、氧基、硫基、硫醇基、胺基、亚胺基、C1～C8直链或支链烷基或烯基、R4；环氮原子的取代基选自1个或多个氢、羟基、氧基、直链或支链C1～C8烷基；R4是一个或多个取代基，并且若为多个取代基时，各自独立地选自氢、卤素、羟基、氨基、硝基、氰基、直链或支链C1～C18的烷基、烯基或烷氧基、未取代或经取代的苯基、SRs、SO2R5、SO3R5、COOR5、COR5、OCOR5、C(O)NR6R7、SO2NR6R7、NR6R7，其中R5、R6、R7各自独立地选自氢、直链或支链C1～C8的烷基，且R4与相邻的R4之间，或R4与相邻的环之间，一起表示成3-6原子的稠合碳环或稠合杂环。


2.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于，D选自：



其中，n＝0～1；X1～X6各自独立地选自C＝O、C＝S、C＝N-R8、N、NR9、C、O、S、CR10、CR11R12、CNR11R12、CR10NR11R12，其中,R8～R12各自独立地选自氢、直链或支链C1～C8的烷基或烯基、未经取代或经一个或多个直链或支链C1～C6烷基或卤素所取代的苯基；R4为取代基,并且各自独立地选自氢、卤素、硝基、氰基、直链或支链C1～C8烷基、烯基或烷氧基、SR5、SO2R5、COOR5、COR5、C(O)NR6R7、NR6R7,其中,R5、R6、R7各自独立地为氢、直链或支链C1～C8的烷基；p＝0～3。


3.根据权利要求2所述的化合物，其特征在于，D选自：



其中,n＝0～1；X1～X6各自独立地选自C＝O、C＝S、C＝N-R8、N、NR9、C、O、S、CR10、CR11R12,R9～R12各自独立地选自氢、直链或支链C1～C6的烷基或烯基；R4是取代基,并且各自独立地选自氢、卤素、硝基、氰基、直链或支链C1～C8的烷基、烯基或烷氧基、SR5、SO2R5、COOR5、COR5、C(O)NR6R7、NR6R7,其中,R5、R6、R7各自独立地为氢、直链或支链C1～C6的烷基；p＝0～2。


4.根据权利要求2或3所述的化合物，其特征在于：R1～R3是一键、或由1-10个选自下列基团所组成的一条链：-O-、-S-、-C(＝O)-、-COO-、-C(＝S)-、-C(＝N-R13)-、-N(R13)-、-C(R14)(R15)-、-C(R16)＝、-C≡、-C(R17)＝C(R18)-、-Ph-，其中,R13～R18各自独立地选自氢、卤素、羟基、未取代或经卤素取代的直链或支链的C1～C6烷基或烯基、未取代或经1或2个卤素或直链或支链的C1～C6烷基取代苯基；Ph是未经取代或经1或多个卤素、羟基、C1～C6烷氧基、或直链或支链C1～C6烷基取代的苯基。


5.根据权利要求4所述的化合物，其特征在于：
A选自：
B选自：
C选自：
其中，R19～R20各自独立地选自氢、直链或支链C1～C6的烷基、未取代或经一或多个卤素或直链或支链C1～C6的烷基所取代的苯基；Ph是未取代或经一或多个卤素、羟基、C1～C6烷氧基、或直链或支链C1～C6烷基取代的苯基。


6.根据权利要求5所述的化合物，其特征在于：
A选自：
B选自：
C选自：
D选自：
其中，当n＝0时，X1选自C＝O、C＝S,X2、X3、X4各自独立地选自C＝O、C＝S、C＝N-R8、N、NR9、C、O、S、CR10、CR11R12、CNR11R12；
当n＝1时，X4、X6各自独立地选自选自C＝O、C＝S,X1、X2、X3各自独立地选自C＝O、C＝S、C＝N-R8、N、NR9、C、O、S、CR10、CR11R12；R1～R3是一键,或/且由1-6个选自下列基团所组成的一条链:-O-、-C(＝O)-、-COO-、-N(R13)-、-C(R14)(R15)-、-C(R16)＝、...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾裕峰，
申请(专利权)人：优缔新材料科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32