具有反应性取代基的光致变色材料制造技术

本发明专利技术公开内容的各种非限制性实施方案涉及含反应性取代基的光致变色材料。例如，本公开内容提供了光致变色材料，例如光致变色性萘并吡喃和具有反应性取代基的茚并稠合萘并吡喃，该反应性取代基包含通过一个或多个连接基与该光致变色性萘并吡喃连接的反应性结构部分。在某些非限制性实施方案中，所述反应性结构部分包括可聚合结构部分。在其它的非限制性实施方案中，所述反应性结构部分包括亲核结构部分或亲电结构部分。本公开内容的其它非限制性实施方案涉及光致变色制品、组合物和该光致变色制品的制备方法，其中该光致变色制品和组合物包含本文描述的光致变色性萘并吡喃。

【技术实现步骤摘要】
具有反应性取代基的光致变色材料本分案申请是基于申请号为200680018165. 5、申请日为2006年2月21日、专利技术名称为“具有反应性取代基的光致变色材料”的中国专利申请的分案申请。本申请的直接母案的申请号为201010168729. I。背景本专利技术公开内容的各种非限制性实施方案涉及含反应性取代基的光致变色材料。本专利技术公开内容的其它非限制性实施方案涉及光致变色制品、组合物和该光致变色制品的制备方法，其中该光致变色制品和组合物包含本文描述的光致变色材料。许多常规光致变色材料例如光致变色的萘并吡喃可以响应电磁辐射的吸收经历从一种状态到另一种状态的转变。例如，许多常规的光致变色材料能够响应某些波长的电 磁辐射(或“光化辐射”)的吸收在第一“透明”或“漂白”基态和第二“着色”激活状态之间转变。在这里使用的术语“光化辐射”指能够引起光致变色材料从一种形式或状态转变到另一种形式或状态的电磁辐射。该光致变色材料然后可以在没有光化辐射的情况下响应热能恢复到该透明基态。包含一种或多种光致变色材料的光致变色制品和组合物，例如眼镜应用的光致变色透镜可以显示透明和着色状态，这些状态与它们包含的光致变色材料对应。因此，例如，包含光致变色材料的眼镜透镜可以在接触到光化辐射例如日光中的某些波长后从透明状态转变到着色状态，并且在没有此种辐射的情况下恢复到透明状态。当用于光致变色制品和组合物时，常规的光致变色材料通常通过吸收、共混和/或键接中的一种引入到主体聚合物基体中。例如，可以将一种或多种光致变色材料与聚合物材料或其前体杂混，之后可以将该光致变色组合物形成光致变色制品，或者，也可以将该光致变色组合物涂覆在作为薄膜或层的光学元件的表面上。本文所使用的术语“光致变色组合物”是指与一种或多种其它材料(其可以是或可以不是光致变色材料)结合的光致变色材料。或者，可以将该光致变色材料吸收到预形成的制品或涂层中。在某些情形中，改进光致变色材料与其中引入它的主体聚合物的相容性可能是合乎需要的。例如，通过使该光致变色材料与主体聚合物更加相容，这种组合将显示出由于该光致变色材料在主体聚合物中的相分离或迁移引起的浊度或雾度是较不可能的。此外，相容化的光致变色材料可以更加可溶于该主体聚合物中和/或更加均匀分布在整个聚合物基体中。此外,通过改进光致变色材料与主体聚合物的相容性,光致变色组合物的其它性能，例如但不限于褪色和/或激活率、饱和光密度、摩尔吸光系数或摩尔消光系数，和激活颜色也可能受到影响。这些性能的改进可以例如用来匹配互补光致变色材料的相同性能或使得能够在亲水性或疏水性涂料组合物、薄膜或在刚性至挠性塑料基质中使用此种化合物。改进光致变色材料与主体聚合物的相容性的一种途径是经由聚烷氧基化连接基，例如，聚乙二醇、聚丙二醇、和/或聚丁二醇连接基将可聚合基团连接到该光致变色材料上。使用聚烷氧基化连接基的一种可能的限制是可以容易获得的所得光致变色材料的纯度。例如，可以引入到这些光致变色材料的连接基中的可商购聚二醇可能包括每个链内具有不同数目的二醇单元的二醇链的混合物。将这些可商购的聚二醇引入到光致变色材料中可能得到链长度和分子量不同的化合物的混合物。这可能导致难以纯化，因为不可能容易地在这些混合物中分离出所需的光致变色材料。此外，聚烷氧基化连接基可能包括含多个醚氧官能团的长链，它们本身是亲水性的。虽然这可能提供某些对于与主体聚合物的相容性来说合乎需要的特性，但是具有不同亲水性的连接基(包括可能是疏水性的连接基，或较短长度的连接基)可能提供与主体聚合物和所得光致变色制品的不同相互作用。因此，对于一些应用，可能合乎需要的是开发可以引入到各种主体聚合物中并且可以包含一个或多个具有极性(即亲水性或亲油性)的反应性取代基的光致变色材料，所述反应性取代基可以更加紧密地匹配该主体聚合物的极性。在其它应用中，可能合乎需要的是开发包含一个或多个具有极性的反应性取代基的光致变色材料，所述反应性取代基不与主体聚合物的极性相匹配。此外，可能有利的是开发包含反应性取代基的具有均匀组成/分子量的光致变色材料，该光致变色材料可以容易地例如通过结晶、色谱或本领域技术人员已知的其它纯化方法进行纯化。概要本文公开的各种非限制性实施方案涉及光致变色材料。在一个非限制性实施方案中，所述光致变色材料包含光致变色性萘并吡喃和至少一个与该光致变色性萘并吡喃键接的反应性取代基，其中每个反应性取代基独立地由以下基团之一表示-A-D-E-G-J ；-G-E-G-J ；-D-E-G-J ；-A-D-J ；-D-G-J ;和-D-J ；其中⑴每个-A-独立地是-C( = O) _、-OC ( = O) _、-NHC ( = O)-或-CH2-；(ii)每个-D-独立地是(a) 二胺残基或其衍生物，所述二胺残基是脂族二胺残基、环脂族二胺残基、二氮杂环烷烃残基、氮杂环脂族胺残基、二氮杂冠醚残基或芳族二胺残基，其中所述二胺残基的第一个胺氮与-A-或该光致变色性萘并吡喃形成键，所述二胺残基的第二个胺氮与-E-、G-或-J形成键；或(b)氨基醇残基或其衍生物，所述氨基醇残基是脂族氨基醇残基、环脂族氨基醇残基、氮杂环脂族醇残基、二氮杂环脂族醇残基或芳族氨基醇残基，其中所述氨基醇残基的胺氮与-A-或该光致变色性萘并吡喃形成键，所述氨基醇残基的醇氧与-E-、-G-或-J形成键；或所述氨基醇残基的所述胺氮与-E-、-G-或-J形成键，所述氨基醇残基的所述醇氧与-A-或该光致变色性萘并吡喃形成键；(iii)每个-E-独立地是二羧酸残基或其衍生物，所述二羧酸残基是脂族二羧酸残基、环脂族二羧酸残基或芳族二羧酸残基，其中所述二羧酸残基的第一个羰基与-G-或-D-形成键，所述二羧酸残基的第二个羰基与-G-形成键；(iv)每个-G-独立地是(a)-[(OC2H4)x (0C 3H6) y (OC4H8) J _0_，其中x、y和Z各自独立地是0-50的数值，x、y和z之和为1_50 ;或(b)多元醇残基或其衍生物，所述多元醇残基是脂族多元醇残基、环脂族多元醇残基或芳族多元醇残基，其中所述多元醇残基的第一个多元醇氧与-E-、-D-或该光致变色性萘并吡喃形成键，所述多元醇残基的第二个多元醇氧与-E-或-J形成键；和(V)每个-J独立地是含反应性结构部分或其残基的基团；或者-J是氢，条件是如果-J是氢，则-J与基团-D-或-G-的氧键接，而形成反应性结构部分。另一个非限制性实施方案包括由通式PC_[R]r表示的光致变色材料，其中(a)PC包含光致变色性萘并吡喃，其中所述光致变色性萘并吡喃是2H-萘并[l，2-b]吡喃、3H-萘并[2，l-b]吡喃、茚并[2'，3' :3，4]萘并[l，2-b]吡喃、茚并[Γ，2' :4，3]萘并[2，Ι-b]吡喃或它们的混合物；(b) r是1-4的整数；和(c)每个R是独立地由以下基团之一表示的反应性取代基-A-D-E-G-J ；-G-E-G-J ；-D-E-G-J ；-A-D-J ；-D-G-J ;和-D-J ；其中⑴每个-A-独立地是-C( = O) _，-OC ( = O) _，-NHC ( = O)-或-CH2-；(ii)每个-D-独立地是(a) 二胺残基或其衍生物，所述二胺残基是脂族二本文档来自技高网...

【技术保护点】
光致变色材料，包括：光致变色性萘并吡喃；和至少一个与该光致变色性萘并吡喃键接的反应性取代基，其中每个反应性取代基独立地由以下基团之一表示：?A?D?E?G?J；?G?E?G?J；?D?E?G?J；和?D?G?J；其中：(i)每个?A?独立地是?C(＝O)?、?OC(＝O)?、?NHC(＝O)?或?CH2?；(ii)每个?D?独立地是：(a)二胺残基，所述二胺残基是脂族二胺残基、环脂族二胺残基、二氮杂环烷烃残基、氮杂环脂族胺残基、二氮杂冠醚残基或芳族二胺残基，其中所述二胺残基的第一个胺氮与?A?或该光致变色性萘并吡喃形成键，所述二胺残基的第二个胺氮与?E?、?G?或?J形成键；或(b)氨基醇残基，所述氨基醇残基是脂族氨基醇残基、环脂族氨基醇残基、氮杂环脂族醇残基、二氮杂环脂族醇残基或芳族氨基醇残基，其中所述氨基醇残基的胺氮与?A?或该光致变色性萘并吡喃形成键，所述氨基醇残基的醇氧与?E?、?G?或?J形成键；或所述氨基醇残基的所述胺氮与?E?、?G?或?J形成键，所述氨基醇残基的所述醇氧与?A?或该光致变色性萘并吡喃形成键；(iii)每个?E?独立地是二羧酸残基，所述二羧酸残基是脂族二羧酸残基、环脂族二羧酸残基或芳族二羧酸残基，其中所述二羧酸残基的第一个羰基与?G?或?D?形成键，所述二羧酸残基的第二个羰基与 ?G?形成键；(iv)每个?G?独立地是：多元醇残基，所述多元醇残基是脂族多元醇残基、环脂族多元醇残基和芳族多元醇残基，其中所述多元醇残基的第一个多元醇氧与?E?、?D?或该光致变色性萘并吡喃形成键，所述多元醇残基的第二个多元醇氧与?E?或?J形成键；(v)每个?J独立地是含反应性结构部分或其残基的基团；或者?J是氢，条件是如果?J是氢，则?J与基团?D?或?G?的氧键接，形成反应性结构部分。...

【技术特征摘要】
2005.04.08 US 11/102,2801.光致变色材料，包括 光致变色性萘并吡喃；和 至少一个与该光致变色性萘并吡喃键接的反应性取代基，其中每个反应性取代基独立地由以下基团之一表示-A-D-E-G-J ；-G-E-G-J ；_D_E_G_J ;和-D-G-J ； 其中 ⑴每个-A-独立地是-C ( = 0) -、-OC ( = 0) -、-NHC ( = 0)-或-CH2-； (ii)每个-D-独立地是 (a)二胺残基，所述二胺残基是脂族二胺残基、环脂族二胺残基、二氮杂环烷烃残基、氮杂环脂族胺残基、二氮杂冠醚残基或芳族二胺残基，其中所述二胺残基的第一个胺氮与-A-或该光致变色性萘并吡喃形成键，所述二胺残基的第二个胺氮与-E-、-G-或-J形成键；或 (b)氨基醇残基，所述氨基醇残基是脂族氨基醇残基、环脂族氨基醇残基、氮杂环脂族醇残基、二氮杂环脂族醇残基或芳族氨基醇残基，其中所述氨基醇残基的胺氮与-A-或该光致变色性萘并吡喃形成键，所述氨基醇残基的醇氧与-E-、-G-或-J形成键；或所述氨基醇残基的所述胺氮与-E-、-G-或-J形成键，所述氨基醇残基的所述醇氧与-A-或该光致变色性萘并吡喃形成键； (iii)每个-E-独立地是二羧酸残基，所述二羧酸残基是脂族二羧酸残基、环脂族二羧酸残基或芳族二羧酸残基，其中所述二羧酸残基的第一个羰基与-G-或-D-形成键，所述二羧酸残基的第二个羰基与-G-形成键； (iv)每个-G-独立地是 多元醇残基，所述多元醇残基是脂族多元醇残基、环脂族多元醇残基和芳族多元醇残基，其中所述多元醇残基的第一个多元醇氧与-E-、-D-或该光致变色性萘并吡喃形成键，所述多元醇残基的第二个多元醇氧与-E-或-J形成键； (v)每个-J独立地是含反应性结构部分或其残基的基团；或者-J是氢，条件是如果-J是氢，则-J与基团-D-或-G-的氧键接，形成反应性结构部分。2.权利要求I的光致变色材料，其中该光致变色性萘并吡喃是2H-萘并[l，2-b]吡喃、3H-萘并[2，l-b]吡喃、茚并[2'，3' :3，4]萘并[l，2-b]吡喃、茚并[I'，2' :4，3]萘并[2,1-b]吡喃，或它们的混合物。3.权利要求I的光致变色材料，其中每个-J独立地是丙烯酰基、巴豆基、甲基丙烯酰基、2_(甲基丙烯酰氧基)乙基氨基甲酰基、2-(甲基丙烯酰氧基)乙氧基羰基、4-乙烯基苯基、乙烯基、I-氯代乙烯基或环氧基。4.权利要求I的光致变色材料，其中通过重结晶将该光致变色材料纯化。5.由以下结构表示的光致变色材料PC-[R]r 其中(a)PC包含光致变色性萘并吡喃，其中所述光致变色性萘并吡喃是2H-萘并[l，2-b]吡喃、3H-萘并[2，l-b]吡喃、茚并[2' ,3/ :3，4]萘并[l，2-b]吡喃、茚并[I'，2' 4,3]萘并[2，l-b]吡喃，或它们的混合物； (b)r是1-4的整数；和 (c)每个R基团是独立地由以下基团之一表示的反应性取代基-A-D-E-G-J ；-G-E-G-J ；_D_E_G_J ;和 -D-G-J ； 其中 ⑴每个-A-独立地是-C ( = 0) -、-OC ( = 0) -、-NHC ( = 0)-或-CH2-； (ii)每个-D-独立地是 (a)二胺残基，所述二胺残基是脂族二胺残基、环脂族二胺残基、二氮杂环烷烃残基、氮杂环脂族胺残基、二氮杂冠醚残基或芳族二胺残基，其中所述二胺残基的第一个胺氮与-A-或PC形成键，所述二胺残基的第二个胺氮与-E-、-G-或-J形成键；或 (b)氨基醇残基，所述氨基醇残基是脂族氨基醇残基、环脂族氨基醇残基、氮杂环脂族醇残基、二氮杂环脂族醇残基或芳族氨基醇残基，其中所述氨基醇残基的胺氮与-A-或PC形成键，所述氨基醇残基的醇氧与-E-、-G-或-J形成键；或所述氨基醇残基的所述胺氮与-E-、-G-或-J形成键，所述氨基醇残基的所述醇氧与-A-或PC形成键； (iii)每个-E-独立地是二羧酸残基，所述二羧酸残基是脂族二羧酸残基、环脂族二羧酸残基或芳族二羧酸残基，其中所述二羧酸残基的第一个羰基与-G-或-D-形成键，所述二羧酸残基的第二个羰基与-G-形成键； (iv)每个-G-独立地是 多元醇残基，所述多元醇残基是脂族多元醇残基、环脂族多元醇残基或芳族多元醇残基，其中所述多元醇残基的第一个多元醇氧与-E-、-D-或PC形成键，所述多元醇残基的第二个多元醇氧与-E-或-J形成键； (v)每个-J独立地是包括丙烯酰基、巴豆基、甲基丙烯酰基、2-(甲基丙烯酰氧基)乙基氨基甲酰基、2_(甲基丙烯酰氧基)乙氧基羰基、4-乙烯基苯基、乙烯基、I-氯代乙烯基或环氧基的基团；或-J是氢，条件是如果-J是氢，则-J与基团-D-或-G-的氧键接。6.权利要求5的光致变色材料，其中！■是I或2。7.由以下结构表示的光致变色材料或其混合物8.权利要求7的光致变色材料，其中所述光致变色材料包含两个反应性取代基R。9.权利要求7的光致变色材料，其中R3包含在结构III或结构IV上的6和7位的取代基，所述在6和7位的取代基各自独立地是反应性取代基R ;-0R1(l，其中Rltl是氢K1-C6烷基；或含氮基团，其中所述含氮基团是 (i)-N(R11) R12，其中R11和R12各自独立地是氢、C1-C8烷基、苯基或C1-C2tl烷氧基烷基，或 (ii)由以下结构式VA表示的含氮环10.权利要求7的光致变色材料，其中R5和R6各自独立地是反应性取代基R；C1-C6烷基；羟基；或-OR18，其中R18是C1-C6烷基。11.光致变色组合物，包含 聚合物材料；和 引入到所述聚合物材料的至少一部分中的根据权利要求I的光致变色材料。12.权利要求11的光致变色组合物，其中所述聚合物材料是聚丙烯酸酯，聚甲基丙烯酸酯...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖文静，B·范格梅特，
申请(专利权)人：光学转变公司，
类型：发明
国别省市：