説明

フォトクロミック特性を有する、アリールアミン基で置換されたベンゾ−、ナフト−およびフェナントロクロメン

本発明は、化学式(I)の新規のベンゾ、ナフトまたはフェナントロクロメンタイプの化合物に関する。これらの化合物(I)は興味深いフォトクロミック特性を有する。本発明は、それらの調製、フォトクロムとしてのそれらの用途並びにそれらを含有する組成物にも関する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、特にフォトクロミック特性を有する、新規のベンゾ−、ナフト−またはフェナントロクロメンタイプの化合物に関する。本発明は、ナフトピランを含有する、フォトクロミック組成物およびフォトクロミック眼用製品(例えば、レンズ)にも関する。本発明は、これらの新規の化合物の調製も包含する。
【背景技術】
【0002】
フォトクロミック化合物は、多色光または単色光(例えば、UV)の影響下で色を変化させ、その光の照射がやめられたとき、または温度および/または最初のものとは異なる多色光または単色光の影響下で最初の色に戻ることができる。
【0003】
フォトクロミック化合物には、様々な分野、例えば、眼用レンズ、コンタクトレンズ、サングラス、フィルタ、カメラの光学素子または写真装置の光学素子または他の光学デバイスおよび観察デバイス、板ガラス、装飾物体、紙幣用要素の製造のため、もしくは光学的銘刻(コーディング)による情報記憶のために用途が見出されている。
【0004】
眼用光学素子の分野、特に、眼鏡の商売において、一種類以上のフォトクロミック化合物を有してなるフォトクロミックレンズは、
− 紫外線のないときの高い透過率、
− 太陽光の下での低い透過率(高い着色性)、
− 適合された着色および退色反応速度論、
− レンズの着色および退色の最中の選択された色合いが好ましくは維持される、消費者に受け入れられる色合い(好ましくは、グレーまたはブラウン)、
− 0〜40℃の温度範囲内での性能、特性の維持、
− 求められるこれらの対象は、高級な矯正レンズであり、したがって高価であるので、相当な耐久性、
を有さなければならない。
【0005】
これらのレンズの特徴は、実際に、レンズが含有する活性のフォトクロミック化合物により決まる。その化合物はさらに、レンズを構成する有機または無機、さらにはハイブリッドの支持体と完全に相溶性でなければならない。
【0006】
さらに、グレーやブラウンの色合いを得るには、異なる色の、すなわち、可視光において別個の最大吸収波長を有するフォトクロムを少なくとも二種類私用する必要があるかもしれないことに留意すべきである。この組合せによりさらに、フォトクロミック化合物の他の要件が課せられる。特に、(二種類以上の)組み合わされた活性のフォトクロミック化合物の着色および退色反応速度論は本質的に同一でなければならない。同じことが、時間の経過に関する安定性、およびプラスチック、無機またはハイブリッド型無機−有機支持体との相溶性にも当てはまる。
【0007】
従来技術において記載された数多くのフォトクロミック化合物の中でも、以下の化学式のものである、特許文献1〜26に記載された化合物が引用されるであろう。
【化1】

【0008】
上記化合物を置換する場合、その置換は明らかに、それらの化学式のピラン環を開環できるように行われる。
【0009】
それゆえ、3H−ナフトピランについて、R8はHでなければならなず、3H−フェナントロピランについて、R10は同様にHでなければならない。
【0010】
特許文献27には、ナフト骨格の炭素5および6に連結したジヒドロナフタレン基を有する3H−ナフトピランが記載されている。
【化2】

【0011】
これらの化合物は、先に定義した仕様を満たすと主張している。実際には、これらの化合物が、紫外線のない状態での高い透過率や太陽光の下での高い着色性などの、求められている基本的な特性を1つ以上本当に有していたとしても、これまでに記載された化合物のどれも、満足のいく製品の製造に必要とされる、求められている特性の完全な組合せは有していない。具体的には、これらの化合物のどれも本質的にグレーやブラウンではなく、これらの2つの色合いの内の1つを得るために追加のフォトクロムを使用する必要が依然としてある。
【0012】
これに関して、各色合いについて自由にフォトクロムを有することができ、それゆえ、色合いを微細に調節できることが有用である。R1またはR2(ピラン環の2の位置)におけるフェニル基のパラ位置に供与基が存在すると、フォトクロムの吸収バンドを多少大きく深色シフトさせることができる。しかしながら、アルコキシ基をアミノ基で置換することにより得られるシフトは非常に高い(最低で30〜40nm)。それゆえ、中程度のシフトを得ることのできる基が必要とされている。
【0013】
特許文献28には、そのR1基が、電子吸引基で置換されたアミンにパラ位置で置換されたフェニルである化合物が記載されている。それゆえ、吸収バンドの波長は、比較例(モルホリノ基)に関して明らかに低下している(−15から−30nm)。これとは対照的に、退色反応速度論は強烈に不利になる(データは示されず)。
【特許文献1】米国特許第3567605号明細書
【特許文献2】米国特許第3627690号明細書
【特許文献3】米国特許第4826977号明細書
【特許文献4】米国特許第5200116号明細書
【特許文献5】米国特許第5238981号明細書
【特許文献6】米国特許第5411679号明細書
【特許文献7】米国特許第5429744号明細書
【特許文献8】米国特許第5451344号明細書
【特許文献9】米国特許第5458814号明細書
【特許文献10】米国特許第5651923号明細書
【特許文献11】米国特許第5645767号明細書
【特許文献12】米国特許第5698141号明細書
【特許文献13】米国特許第5783116号明細書
【特許文献14】米国特許第5888432号明細書
【特許文献15】米国特許第6096246号明細書
【特許文献16】米国特許第6023729号明細書
【特許文献17】米国特許第6207084号明細書
【特許文献18】米国特許第6210608号明細書
【特許文献19】米国特許第6291561号明細書
【特許文献20】国際公開第95/05382号パンフレット
【特許文献21】仏国特許出願公開第2718447号明細書
【特許文献22】国際公開第96/14596号パンフレット
【特許文献23】国際公開第97/21698号パンフレット
【特許文献24】国際公開第00/15628号パンフレット
【特許文献25】国際公開第01/32661号パンフレット
【特許文献26】国際公開第01/36424号パンフレット
【特許文献27】国際公開第01/36406号パンフレット
【特許文献28】特開2001−114775号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0014】
本発明の課題は、新規のフォトクロムの開発の基礎としてこのタイプの誘導体に関心を持ち、特に有利なフォトクロミック特性を持つ新規の分子群を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【0015】
それゆえ、本発明は、第1の態様によると、化学式(I):
【化3】

【0016】
のベンゾ−、ナフト−およびフェナントロクロメンに関し、
ここで、・R1は:
【化4】

【0017】
基を表し、R’およびR”は、同じでも異なっていてもよく、1から6の炭素原子を有する線状または枝分れアルキル基、1から6の炭素原子を有する少なくとも1つの線状または枝分れアルキル基により必要に応じて置換されたフェニル基を独立して表す、またはそれらが結合する窒素原子と一緒になって、酸素、硫黄および窒素から選択された少なくとも1つの他のヘテロ原子を必要に応じて有する5から7員環を表し、窒素が、1から6の炭素原子を有する線状または枝分れアルキル基であるR’”基により必要に応じて置換されている、
・R2およびR3の一方は、
− ハロゲン、特にフッ素、塩素または臭素、
− 1から12の炭素原子(好ましくは1から6の炭素原子)を有する線状または枝分れアルキル基、
− 3から12の炭素原子(好ましくは3から6の炭素原子)を有するシクロアルキル基、
− 1から12の炭素原子(好ましくは1から6の炭素原子)を有する線状または枝分れアルコキシ基、または
− 必要に応じて置換されているフェニルまたはベンジル基、
を表し、
2およびR3の他方は、
− 水素、または
− 1から6の炭素原子を有する線状または枝分れアルキル基、
を表し、
・R4は、
− 水素、
− 1から12の炭素原子(好ましくは1から6の炭素原子)を有する線状または枝分れアルキル基、
− 3から12の炭素原子(3から6の炭素原子)を有するシクロアルキル基、
− 1から12の炭素原子(好ましくは1から6の炭素原子)を有する線状または枝分れアルコキシ基、
− 必要に応じて置換されているフェニルまたはベンジル基、
を表し、

【化5】

【0018】
基は、芳香族または非芳香族であり、必要に応じて置換されている他の環により必要応じて置換および/または縮環されたフェニル、ナフチルまたはフェナントリル基であり、この基により、融合したピラン環を開環させることができる。
【0019】
上述した枝分れアルキル基およびアルコキシ基は、それらを枝分れさせるのに十分な数の炭素(4以上の炭素)を有してなることが当業者には明らかに理解されよう。
【0020】
本発明は、ピラン環の2の位置の置換基(フェニル置換基)の構造の周りに位置し、本発明は、ベンゾ−、ナフト−およびフェナントロピランの非常に大きな状況について利用できることが当業者にさらに理解されよう。
【化6】

【0021】
基の性質は、一点に関してのみ重要である。この基は、ピラン環の開環を妨げるどのような置換基も含んではならない(この開環は、問題の化合物にフォトクロミック特性を与える)。特に、この基は実際に、不飽和を有する置換基を含有しても差し支えなく、そのような不飽和により、問題の化合物の重合および/または架橋および/またはグラフトが可能になる。
【0022】
2またはR3およびR4=置換フェニルまたはベンジルの価値に関して、完全に非限定的様式で、問題の置換基は、特に、1から6の炭素原子を有する線状または枝分れアルキル基、1から6の炭素原子を有する線状または枝分れアルコキシ基、およびハロゲン原子(より具体的には、塩素、フッ素および臭素)から選択することができることを指摘しておく。他の置換基が含まれていても差し支えなく、それら置換基は、不飽和を含んでも差し支えなく、問題の化合物の重合および/または架橋および/またはグラフトが可能になる。
【0023】
上述した化学式(I)の本発明の化合物の中でも、以下の化学式(Ia)、(Ib)、(Ic)および(Id)の化合物のものが好ましい:
【化7】

【0024】
ここで、・R1、R2、R3およびR4は化学式(I)に関して定義されたものである(化学式(Ic)の2つのR1置換基は、独立して、同じでも異なっていてもよい)、
・R5は、
− ヒドロキシ基、
− 1から6の炭素原子を有する線状または枝分れアルキル基、
− 1から6の炭素原子を有する線状または枝分れアルコキシ基、
− 化学式(I)に関して定義したR1基、すなわち、
【化8】

【0025】
基を表す、
・R6は、
− ハロゲン、特に、フッ素、塩素または臭素、
− ヒドロキシ、
− 1から6の炭素原子を有する線状または枝分れアルキル基、
− 1から6の炭素原子を有する線状または枝分れアルコキシ基、
− 基本構造に、それぞれ、6から24の炭素原子または4から24の炭素原子、および硫黄、酸素および窒素から選択された少なくとも一種類のヘテロ原子を有するアリールまたはヘテロアリール基であって、基本構造が、以下の置換基:
+ ハロゲン、特に、フッ素、塩素および臭素、
+ ヒドロキシ、
+ 1から12の炭素原子(好ましくは1から6の炭素原子)を有する線状または枝分れアルキル基、
+ 1から12の炭素原子(好ましくは1から6の炭素原子)を有する線状または枝分れアルコキシ基、
+ 少なくとも1つのハロゲン原子により置換された、それぞれ、上述した(C1−C12)アルキルまたはアルコキシ基に対応したハロアルキルまたはハロアルコキシ基、特にこのタイプのフルオロアルキル基、
+ 1から12の炭素原子を有する線状または枝分れアルキルまたはアルコキシ基少なくとも1つにより必要に応じて置換されたフェノキシまたはナフトキシ基、
+ −NH2基、
+ Rが、1から6の炭素原子を有する線状または枝分れアルキル基、または1から6の炭素原子を有する線状または枝分れアルキル基少なくとも1つにより必要に応じて置換されたフェニル基を表す、−NHR基、
+ 化学式(I)に関して定義されたR1基、すなわち、
【化9】

【0026】
基を表す、
または
5およびR6が一緒になって、1つまたは2つの5員または7員の縮環された環を有し、酸素、硫黄および窒素から選択されたヘテロ原子を少なくとも1つ必要に応じて含む芳香族または非芳香族環基を形成し、縮環された環が、水素とは異なる、化学式(I)に関して定義されたR4置換基を少なくとも1つ必要に応じて含む、
・R7およびR8は、同じでも異なっていてもよく、独立して、
− 水素、
− ハロゲン、特に、フッ素、塩素または臭素、
− 1から12の炭素原子(好ましくは1から6の炭素原子)を有する線状または枝分れアルキル基、
− 3から12の炭素原子(好ましくは3から6の炭素原子)を有するシクロアルキル基、
− 1から12の炭素原子(好ましくは1から6の炭素原子)を有する線状または枝分れアルコキシ基、
− 特にフッ素、塩素および臭素から選択されたハロゲン原子少なくとも1つにより置換された、それぞれ、上述したアルキル、シクロアルキルまたはアルコキシ基に対応するハロアルキル、ハロシクロアルキル、またはハロアルコキシ基、
− R6に関して定義されたアリールまたはヘテロアリールと同じ定義を有するアリールまたはヘテロアリール基、
− アラルキルまたはヘテロアラルキル基であって、そのアルキル基が、線状または枝分れで、1から4の炭素原子を有し、アリールおよびヘテロアリール基が上述したものと同じ定義を有する基、
− 1から12の炭素原子を有する線状または枝分れアルキルまたはアルコキシ基少なくとも一種類により必要に応じて置換されたフェノキシまたはナフトキシ基、
− アミン、アミド、カルバメートまたは尿素基:−NH2、−NHR、−NHCOR、−NHCOOR、−NR’COR、−NHCONHR、−CONH2、−CONHR、
【化10】

【0027】
R、R’、R”は、R6がアリールまたはヘテロアリールであるR6のアミン置換基について上述したそれぞれの定義を有する、
− −OCOR11または−COOR11であって、R11が、1から6の炭素原子を有する線状または枝分れアルキル基、または3から6の炭素原子を有するシクロアルキル基、もしくはR6がアリールまたはヘテロアリールであるR6について上述した置換基全体から選択された置換基少なくとも1つにより必要に応じて置換されたフェニル基、
を表す、
または
7およびR8が一緒になって、酸素、硫黄および窒素からなる群より選択されるヘテロ原子少なくとも一種類を必要に応じて含み、1つまたは2つの5員または7員の縮環された環を有する芳香族または非芳香族環基であって、縮環された環が、R6がアリールまたはヘテロアリールであるR6について上述した置換基全体から選択された置換基少なくとも1つにより必要に応じて置換された基を形成する。
【0028】
化学式(Ia)および(Ic)の化合物が3H−ナフトピランであり、化学式(Ib)のものが2H−ナフトピランであり、化学式(Id)のものが2H−フェナントロピランである。
【0029】
本発明の化合物の中で、化学式(I)、(Ia)、(Ib)、(Ic)および(Id)のものが好ましい。ここで、
・R2およびR3の一方が、
ハロゲン、1から6の炭素原子を有する線状または枝分れアルキル基、必要に応じて置換されたフェニルまたはベンジル基を表し、
2およびR3の他方が、
水素、または1から6の炭素原子を有する線状または枝分れアルキル基を表し、
および/または、好ましくはおよび、
・R4が、
− 水素、
− 1から12の炭素原子(好ましくは1から6の炭素原子)を有する線状または枝分れアルキル基、
− 1から12の炭素原子(好ましくは1から6の炭素原子)を有する線状または枝分れアルコキシ基、
を表す。
【0030】
本発明は、第2の態様によれば、化学式(I)の化合物を調製する方法であって、
・ 以下の化学式(II)の中間生成物、
【化11】

【0031】
ここで、
【化12】

【0032】
基が化学式(I)に関して定義されたものである中間生成物の
・ 以下の化学式(III)を有するプロパルギルアルコールの誘導体、
【化13】

【0033】
ここで、R1、R2、R3およびR4が化学式(I)に関して前出のごとく定義されたものである誘導体との縮合において、
(II)および(III)の縮合が触媒の存在下で行われることが好ましく、この触媒が、パラ−トルエンスルホン酸、ドデシルスルホン酸、カンフルスルホン酸、またはブロモ酢酸からなる群より選択されることが好ましい、
または
・ 以下の化学式(III’)を有するアルデヒド誘導体、
【化14】

【0034】
ここで、R1、R2、R3およびR4が化学式(I)に関して前出のごとく定義されたものである誘導体との縮合において、
(II)および(III’)の縮合が、金属錯体、好ましくは、チタンの錯体、特にチタン(IV)エトキシドの存在下で行われることが好ましい縮合
を含むことを特徴とする方法に関する。
【0035】
実際には、化合物(II)と(III)または(III’)との間の縮合反応は、適切な触媒が必要に応じて加えられる、トルエン、キシレンまたはテトラヒドロフランなどの溶媒中で生じることができる。化合物(II)と(III’)との縮合についての詳細は、欧州特許出願公開第0562915号明細書を参照のこと。
【0036】
化学式(III)の化合物は、当業者に公知であり、特に特許文献22に記載された方法にしたがって、対応するケトンから得られる。このケトンは、それ自体市販されているか、またはフリーデル・クラフツ反応(特許文献22およびその中の引用文献を参照のこと)などの公知の方法にしたがって調製される。
【0037】
(III)の誘導体であるアルデヒド(III’)は、酸媒質中の転位により得られる(J.Org.Chem., 1977, 42, 3404を参照のこと)。
【0038】
化学式(II)の化合物は、必要に応じて置換され、その合成経路が従来技術に記載されている、フェノール、ナフトールまたはフェナントロールである。
【0039】
本発明の目的は、第3の態様によれば、上述した化合物(I)を少なくとも一種類重合および/または架橋および/またはグラフトすることによって得られる(コ)ポリマーである。本発明による化合物(I)は、それ自体(コ)モノマーであるおよび/または(共)重合性(コ)モノマーに含まれていても差し支えない。このようにして得られた(必要に応じて架橋および/またはグラフトされた)(コ)ポリマーは、後に示すものなどのフォトクロミック基質を構成することができる。
【0040】
本発明は、第4の態様によれば、フォトクロミック剤としての本発明の化学式(I)の化合物の使用方法に関する。したがって、本発明の別の目的は、
− 第1に、単独またはそれら自体の混合物として上述した化学式(I)のクロメンにより、および/または別のタイプの他のフォトクロミック化合物少なくとも一種類と共におよび/または少なくとも一種類の非フォトクロミック着色剤と共に構成された新規のフォトクロミック化合物、
− 第2に、少なくとも一種類の上述した化合物(I)、または少なくとも一種類の上述したタイプの(コ)ポリマーを含む新規のフォトクロミック組成物である。そのようなフォトクロミック組成物は、少なくとも一種類の別のタイプの他のフォトクロミック化合物および/または少なくとも一種類の非フォトクロミック着色剤および/または少なくとも一種類の安定剤を含有しても差し支えない。これらの別のタイプのフォトクロミック化合物、非フォトクロミック着色剤、および安定剤は、当業者に公知の従来技術の生成物である。
【0041】
本発明の範囲内で、本発明のフォトクロミック化合物の組合せおよび/または本発明のフォトクロミック化合物と従来技術による別のタイプのフォトクロミック化合物との組合せが特に推奨される。そのような組合せは、それらが、眼鏡やサングラスなどの用途において公衆により望まれているグレーやブラウンの色合いを生じるのに適しているという点で興味深い。これらの追加のフォトクロミック化合物は、当業者に公知であり、文献に記載されているもの、例えば、クロメン(特許文献1、特許文献5、国際公開第94/22850号パンフレット、欧州特許出願公開第0562915号明細書)、スピロピランまたはナフトスピロピラン(特許文献5)およびスピロキサジン(Crano et al., "Applied Photochromic Polymer Systems", Ed.Blackie & Son Ltd, 1992, chapter2)であって差し支えない。
【0042】
本発明による組成物は、実際に、フォトクロミック化合物に加えて、
− 色合いを調節できる非フォトクロミック着色剤、
− および/または例えば酸化防止剤などの、一種類以上の安定剤、
− および/または一種類以上の紫外線防止剤、
− および/または一種類以上の抗ラジカル剤、
− および/または一種類以上のフォトクロミック励起状態不活性化剤、
を有していても差し支えない。これらの添加剤は、特に、上記組成物の耐久性を改善することができる。
【0043】
フォトクロミック用途の脈絡の中で認識できる本発明の化合物は、溶液中で使用できる。それゆえ、フォトクロミック溶液は、トルエン、ジクロロメタン、テトラヒドラフランまたはエタノールなどの有機溶媒中に上記化合物の内の少なくとも一種類を溶解させることによって得ることができる。得られた溶液は、一般に、無色透明である。日光に曝露されたときに、それらの溶液は、強烈に発色し、日光への曝露が弱い区域に配置されると、言い換えれば、もはや紫外線に曝露されないと、無色の状態を取り戻す。一般に、強い発色を得るために、非常に低濃度の生成物(約0.01から5重量%)で十分である。
【0044】
本発明による化合物は、有機ポリマーまたは無機ポリマー(ハイブリッド型の無機−有機材料中でさえ)の支持体基質と相溶性である。
【0045】
また、フォトクロミック用途に関する本発明の第4の態様の脈絡の中で、本発明の目的は、
− フォトクロミック溶液、および
− フォトクロミック基質、
から選択されるフォトクロミック組成物である。
【0046】
本発明の化合物の最も興味深い用途は、実際に、フォトクロムがポリマーおよび/またはコポリマーおよび/または(コ)ポリマーの混合物によって形成された基質中に均一に分散されているものである。そのような基質は、第1の変更例によれば、フォトクロミック基体自体(その容積中)、および第2の変更例によれば、フォトクロミック・コーティング(要素の表面上に含ませることが意図されている)を構成する。
【0047】
溶液中のそれら化合物の挙動の例によれば、ポリマー基質中に含まれる化合物(I)は、初期状態で無色かまたは薄く着色されており、紫外線(365nm)の下または太陽光型の光源下で非常に濃い色を急速に発色する。最終的に、照射が一旦やめられると、化合物は初期の色に戻る。
【0048】
そのような基質を得るために考えられる実施方法は非常に多様である。当業者に公知の方法の中でも、例えば、フォトクロムの懸濁液または溶液からの(コ)ポリマー中の拡散、もしくは別のポリマー基質からのシリコーン油中の、脂肪族または芳香族炭化水素中の、またはグリコール中の拡散が挙げられる。拡散は通常、ポリマー基質の性質に応じて、15分から数時間の期間に亘り50から200℃の温度で行われる。別の実施技法は、重合性材料の配合物中にフォトクロムを混合し、この混合物をある表面上または成形型中に配置し、次いで、共重合を行うことにある。これらの実施技法と、他の技法が、Applied Photochromic Polymer Systems, Ed.Blackie and Son Ltd - 1992で発行されたクラノ(Crano)等の「Siroxazines and their use in photochromic lenses」と題する文献に記載されている。
【0049】
以下の生成物は、本発明によるフォトクロミック化合物の光学用途に有用な基質を形成するための好ましいポリマー材料の例として挙げられる:
− 必要に応じてハロゲン化された、または少なくとも1つのエーテルおよび/またはエステルおよび/またはカーボネートおよび/またはカルバメートおよび/またはチオカルバメートおよび/または尿素および/またはアミド基を有してなる、アルキル、シクロアルキル、(ポリまたはオリゴ)エチレングリコール、アリールまたはアリールアルキルモノ−、ジ−、トリ−またはテトラアクリレートまたはモノ−、ジ−、トリ−またはテトラメタクリレートから得られるもの、
− ポリスチレン、ポリエーテル、ポリエステル、ポリカーボネート(例えば、ビスフェノール−A−ポリカーボネート、ジアリルジエチレングリコールポリカーボネート)、ポリカルバメート、ポリエポキシ、ポリウレア、ポリウレタン、ポリチオウレタン、ポリシロキサン、ポリアクリロニトリル、ポリアミド、脂肪族または芳香族ポリエステル、ビニルポリマー、セルロースアセテート、セルローストリアセテート、セルロースアセテート−プロピオネートまたはポリビニルブチラール、
− 以下の化学式を有する二官能性モノマーから得られるもの:
【化15】

【0050】
ここで、Δ R10、R’10、R11およびR’11は、同じでも異なっていてもよく、独立して、水素またはメチル基を表し、
Δ mおよびnは、独立して、0から4まで(両端の数字を含む)の整数であり、好ましくは独立して1または2である、
Δ XおよびX’は、同じでも異なっていてもよく、ハロゲンであり、好ましくは塩素および/または臭素を表す、
Δ pおよびqは、独立して、0から4まで(両端の数字を含む)の整数である、
− 先に列記したポリマーの前駆体モノマー、好ましくは、(メタ)アクリルモノマー、ビニルモノマー、アリルモノマー、およびそれらの混合物からなる群に属するものから選択される、少なくとも2つのタイプ共重合性モノマーのコポリマー。
【0051】
特に好ましい様式において、本発明のフォトクロムは、
− 微小二相構造(nanobiphasic structure)を有し、少なくとも二種類の特別な異なる二官能性モノマーを共重合させることによって得られる樹脂と(そのような樹脂は、国際公開第98/50443号パンフレットに記載されている)、
− 国際公開第01/92372号パンフレットに記載されているような、少なくとも一種類の単官能性モノマーおよび少なくとも一種類の二官能性モノマーの共重合によって得られる樹脂と、
− 国際公開第02/06364号パンフレットに記載されているような、少なくとも一種類の単官能性モノマー、少なくとも一種類の、単官能性モノマーとアルケン二官能性モノマーとから選択される他のモノマー、および効果的な量の少なくとも一種類の酸または塩基の添加剤を共重合させることによって得られる樹脂と、
− 鎖中に少なくとも1つの不飽和を含む、ポリウレタンまたはポリウレタン−ウレアタイプの線状ポリマーに基づく樹脂と(そのような樹脂は、これまで公開されていない仏国特許出願第02 04778号明細書に記載されている)、
用いられる。
【0052】
(コ)ポリマー基質中に用いられるフォトクロムの量は、所望の暗化の程度に依存する。通常は、0.001から20重量%の量で用いられる。
【0053】
フォトクロムとしての化合物(I)の用途に関する第4の態様によると、本発明の別の目的は、上述したフォトクロミック組成物、特に容積中にフォトクロミック基質を有してなるフォトクロミック製品である。
【0054】
実際には、本発明により特に包含されるフォトクロミック製品は、眼鏡用レンズまたはサングラス用レンズ、板ガラス(建物、機関車、自動車の窓)、光学素子、装飾製品、太陽光保護製品、情報記憶などである。
【0055】
本発明は、以下に続く、本発明の化合物の合成およびフォトクロミック検証の実施例により説明する。本発明の化合物を、従来技術の化合物C1からC5と比較する。
【実施例】
【0056】
具体例1:化合物(1)の合成
【化16】

【0057】
200mgのカンフルスルホン酸を、15mlのトルエン中の350mgのナフトール(5)および320mgのプロパルギル酸(6)の溶液に加えた。撹拌を60℃で3時間に亘り行い、次いで、反応混合物をシリカでの濾過により精製した。得られた固体を再結晶化させ、95mgの結晶を得た。これは、1H NMRによると純粋であった。
【0058】
具体例2:化合物(2)の合成
【化17】

【0059】
18mgのカンフルスルホン酸を、15mlのトルエン中の370mgのナフトール(5)および450mgのプロパルギルアルコール(7)の溶液に加えた。撹拌を50℃で2時間に亘り行い、次いで、反応混合物をシリカでの濾過により精製した。得られた固体を再結晶化させ、320mgの結晶を得た。これは、1H NMRによると純粋であった。
【0060】
具体例3:化合物(3)の合成
【化18】

【0061】
84mgのカンフルスルホン酸を、10mlのトルエン中の500mgのナフトール(8)および528mgのプロパルギルアルコール(6)の溶液に加えた。撹拌を60℃で6時間に亘り行い、次いで、反応混合物をシリカでの濾過により精製した。得られた固体を再結晶化させ、19mgの結晶を得た。これは、1H NMRによると純粋であった。
【0062】
具体例4:化合物(4)の合成
【化19】

【0063】
585mgのカンフルスルホン酸を、15mlのトルエン中の660mgのナフトール(8)および860mgのプロパルギルアルコール(7)の溶液に加えた。撹拌を50℃で3時間に亘り行い、次いで、反応混合物をシリカでの濾過により精製した。得られた固体を再結晶化させ、7mgの結晶を得た。これは、1H NMRによると純粋であった。
【0064】
具体例5:化合物(5)の合成
【化20】

【0065】
511mgのカンフルスルホン酸を、10mlのトルエン中の568mgのナフトール(9)および768mgのプロパルギルアルコール(10)の溶液に加えた。反応混合物を60℃で4時間に亘り撹拌し、ジクロロメタン中に希釈し、重炭酸ナトリウムの溶液で洗浄した。シリカでの濾過による精製と再結晶化後、280mgの結晶を単離した。これは、1H NMRによると純粋であった。
【0066】
具体例6:化合物(6)の合成
【化21】

【0067】
520mgのカンフルスルホン酸を、10mlのトルエン中の580mgのナフトール(9)および950mgのプロパルギルアルコール(11)の溶液に加えた。反応混合物を60℃で3時間に亘り撹拌し、ジクロロメタン中に希釈し、重炭酸ナトリウムの溶液で洗浄した。シリカでの濾過による精製と再結晶化後、287mgの結晶を単離した。これは、1H NMRによると純粋であった。
【0068】
具体例7:従来技術(特許文献27)の化合物(C1)の合成
【化22】

【0069】
18mgのカンフルスルホン酸を、10mlのトルエン中の460mgのナフトール(5)および402mgのプロパルギルアルコール(12)の溶液に加えた。撹拌を60℃で2時間に亘り行い、次いで、反応混合物をシリカでの濾過により精製した。得られた固体を再結晶化させ、360mgの結晶を得た。これは、1H NMRによると純粋であった。
【0070】
具体例8:従来技術(特許文献27)の化合物(C2)
具体例9:従来技術(特許文献24)の化合物(C3)
具体例10:従来技術(特許文献24)の化合物(C4)の合成
【化23】

【0071】
25mgのカンフルスルホン酸を、10mlのトルエン中の553mgのナフトール(8)および500mgのプロパルギルアルコール(13)の溶液に加えた。撹拌を60℃で2時間に亘り行い、次いで、反応混合物をシリカでの濾過により精製した。得られた固体を再結晶化させ、640mgの結晶を得た。これは、1H NMRによると純粋であった。
【0072】
具体例11:従来技術(特許文献28)の化合物(C5)の合成
【化24】

【0073】
180mgのカンフルスルホン酸を、10mlのトルエン中の500mgのナフトール(5)および900mgのプロパルギルアルコール(14)の溶液に加えた。撹拌を65℃で1時間半に亘り行い、次いで、反応混合物をシリカでの濾過により精製した。得られた固体を再結晶化させ、60mgの結晶を得た。これは、1H NMRによると純粋であった。
【0074】
化合物(1)から(6)および(C1)から(C5)のフォトクロミック特性を評価した。
【0075】
前記化合物を50mlのTHF中に5mgの割合で溶解させ、次いで、365nmの紫外線への曝露の前後に、UV−可視光吸収(1cmの光路)を測定した。発色した色合いおよび強度の観察は、溶液を日の当たるところ、または太陽光シミュレータの前に配置することによって行った。これらの化合物の特性が以下の表に与えられている。
【表1−1】

【表1−2】

【表1−3】

太陽光またはUV光のある状態の溶液の観察によって、本発明の化合物は、下の化合物(C1)または(C3)のものと、アルコキシ類似体(C2)または(C4)のものの間の可視λMAXを有すると同時に、アルコキシ類似体(C2)または(C4)のものに近い退色反応速度論を維持することが示される。従来技術(特許文献28)のN−アシル化合物(C5)に関して、本発明の化合物は、予期せぬことにずっと急速であり、それらの退色反応速度論は、アルコキシ類似体(C2)のものにずっと近い。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
化学式(I):
【化1】

の化合物であって、
ここで、・R1は:
【化2】

基を表し、R’およびR”は、同じでも異なっていてもよく、1から6の炭素原子を有する線状または枝分れアルキル基、1から6の炭素原子を有する少なくとも1つの線状または枝分れアルキル基により必要に応じて置換されたフェニル基を独立して表す、またはそれらが結合する窒素原子と一緒になって、酸素、硫黄および窒素から選択された少なくとも1つの他のヘテロ原子を必要に応じて有する5から7員環を表し、該窒素は、1から6の炭素原子を有する線状または枝分れアルキル基であるR’”基により必要に応じて置換されている、
・R2およびR3の一方は、
− 塩素または臭素、
− 1から12の炭素原子(好ましくは1から6の炭素原子)を有する線状または枝分れアルキル基、
− 3から12の炭素原子(好ましくは3から6の炭素原子)を有するシクロアルキル基、
− 1から12の炭素原子(好ましくは1から6の炭素原子)を有する線状または枝分れアルコキシ基、または
− 必要に応じて置換されているフェニルまたはベンジル基、
を表し、
2およびR3の他方は、
− 水素、または
− 1から6の炭素原子を有する線状または枝分れアルキル基、
を表し、
・R4は、
− 水素、
− 1から12の炭素原子(好ましくは1から6の炭素原子)を有する線状または枝分れアルキル基、
− 3から12の炭素原子(3から6の炭素原子)を有するシクロアルキル基、
− 1から12の炭素原子(好ましくは1から6の炭素原子)を有する線状または枝分れアルコキシ基、
− 必要に応じて置換されているフェニルまたはベンジル基、
を表し、

【化3】

基は、芳香族または非芳香族であり、必要に応じて置換されている他の環により必要応じて置換および/または縮環されたフェニル、ナフチルまたはフェナントリル基であり、この基により、融合したピラン環を開環させることができるものである化合物。
【請求項2】
以下の化学式(Ia)、(Ib)、(Ic)および(Id):
【化4】

の内のどれか1つを有する化合物であって、
ここで、・R1、R2、R3およびR4は化学式(I)に関して請求項1記載に定義されたものであり(化学式(Ic)の2つのR1置換基は、独立して、同じでも異なっていてもよい)、
・R5は、
− ヒドロキシ基、
− 1から6の炭素原子を有する線状または枝分れアルキル基、
− 1から6の炭素原子を有する線状または枝分れアルコキシ基、
− 化学式(I)に関して請求項1記載に定義したR1基、すなわち、
【化5】

を表し、
・R6は、
− ハロゲン、特に、フッ素、塩素または臭素、
− ヒドロキシ、
− 1から6の炭素原子を有する線状または枝分れアルキル基、
− 1から6の炭素原子を有する線状または枝分れアルコキシ基、
− 基本構造に、それぞれ、6から24の炭素原子または4から24の炭素原子、および硫黄、酸素および窒素から選択された少なくとも一種類のヘテロ原子を有するアリールまたはヘテロアリール基であって、前記基本構造が、以下の置換基:
+ ハロゲン、特に、フッ素、塩素および臭素、
+ ヒドロキシ、
+ 1から12の炭素原子(好ましくは1から6の炭素原子)を有する線状または枝分れアルキル基、
+ 1から12の炭素原子(好ましくは1から6の炭素原子)を有する線状または枝分れアルコキシ基、
+ 少なくとも1つのハロゲン原子により置換された、それぞれ、上述した(C1−C12)アルキルまたはアルコキシ基に対応したハロアルキルまたはハロアルコキシ基、特にこのタイプのフルオロアルキル基、
+ 1から12の炭素原子を有する線状または枝分れアルキルまたはアルコキシ基少なくとも1つにより必要に応じて置換されたフェノキシまたはナフトキシ基、
+ −NH2基、
+ Rが、1から6の炭素原子を有する線状または枝分れアルキル基、または1から6の炭素原子を有する線状または枝分れアルキル基少なくとも1つにより必要に応じて置換されたフェニル基を表す、−NHR基、
+ 化学式(I)に関して請求項1記載に定義されたR1基、すなわち、
【化6】

基を表し、
または
5およびR6が一緒になって、1つまたは2つの5員または7員の縮環された環を有し、酸素、硫黄および窒素から選択されたヘテロ原子を少なくとも1つ必要に応じて含む芳香族または非芳香族環基を形成し、縮環された環が、水素とは異なる、化学式(I)に関して請求項1記載に定義されたR4置換基を少なくとも1つ必要に応じて含み、
・R7およびR8は、同じでも異なっていてもよく、独立して、
− 水素、
− ハロゲン、特に、フッ素、塩素または臭素、
− 1から12の炭素原子(好ましくは1から6の炭素原子)を有する線状または枝分れアルキル基、
− 3から12の炭素原子(好ましくは3から6の炭素原子)を有するシクロアルキル基、
− 1から12の炭素原子(好ましくは1から6の炭素原子)を有する線状または枝分れアルコキシ基、
− 特にフッ素、塩素および臭素から選択されたハロゲン原子少なくとも1つにより置換された、それぞれ、上述したアルキル、シクロアルキルまたはアルコキシ基に対応するハロアルキル、ハロシクロアルキル、またはハロアルコキシ基、
− R6に関して定義されたアリールまたはヘテロアリールと同じ定義を有するアリールまたはヘテロアリール基、
− アラルキルまたはヘテロアラルキル基であって、そのアルキル基が、線状または枝分れで、1から4の炭素原子を有し、アリールおよびヘテロアリール基が上述したものと同じ定義を有する基、
− 1から12の炭素原子を有する線状または枝分れアルキルまたはアルコキシ基少なくとも一種類により必要に応じて置換されたフェノキシまたはナフトキシ基、
− アミン、アミド、カルバメートまたは尿素基:−NH2、−NHR、−NHCOR、−NHCOOR、−NR’COR、−NHCONHR、−CONH2、−CONHR、
【化7】

R、R’、R”は、R6がアリールまたはヘテロアリールであるR6のアミン置換基について上述したそれぞれの定義を有し、
− −OCOR11または−COOR11であって、R11が、1から6の炭素原子を有する線状または枝分れアルキル基、または3から6の炭素原子を有するシクロアルキル基、もしくはR6がアリールまたはヘテロアリールであるR6について上述した置換基全体から選択された置換基少なくとも1つにより必要に応じて置換されたフェニル基、
を表す、
または
7およびR8が一緒になって、酸素、硫黄および窒素からなる群より選択されるヘテロ原子少なくとも一種類を必要に応じて含み、1つまたは2つの5員または7員の縮環された環を有する芳香族または非芳香族環基であって、縮環された環が、R6がアリールまたはヘテロアリールであるR6について上述した置換基全体から選択された置換基少なくとも1つにより必要に応じて置換された基を形成することを特徴とする請求項1記載の化合物。
【請求項3】
化学式(I)の化合物であって、
・R2およびR3の一方が、
塩素または臭素、1から6の炭素原子を有する線状または枝分れアルキル基、必要に応じて置換されたフェニルまたはベンジル基を表し、
2およびR3の他方が、
水素、または1から6の炭素原子を有する線状または枝分れアルキル基を表し、
および/または、好ましくはおよび、
・R4が、
− 水素、
− 1から12の炭素原子(好ましくは1から6の炭素原子)を有する線状または枝分れアルキル基、
− 1から12の炭素原子(好ましくは1から6の炭素原子)を有する線状または枝分れアルコキシ基、
を表すことを特徴とする請求項1または2記載の化合物。
【請求項4】
請求項1から3いずれか1項記載の化合物を調製する方法であって、
・ 以下の化学式(II)の中間生成物、
【化8】

ここで、
【化9】

基が化学式(I)に関して請求項1から3いずれか1項に定義されたものである中間生成物の
・ 以下の化学式(III)を有するプロパルギルアルコールの誘導体、
【化10】

ここで、R1、R2、R3およびR4が化学式(I)に関して請求項1から3いずれか1項に定義されたものである誘導体との縮合において、
(II)および(III)の縮合が触媒の存在下で行われることが好ましく、該触媒が、パラ−トルエンスルホン酸、ドデシルスルホン酸、カンフルスルホン酸、またはブロモ酢酸からなる群より選択されることが好ましい、
または
・ 以下の化学式(III’)を有するアルデヒド誘導体、
【化11】

ここで、R1、R2、R3およびR4が化学式(I)に関して請求項1から3いずれか1項に定義されたものである誘導体との縮合において、
(II)および(III’)の縮合が、金属錯体、好ましくは、チタンの錯体、特にチタン(IV)エトキシドの存在下で行われることが好ましい縮合
を行う工程を有してなることを特徴とする方法。
【請求項5】
請求項1から3いずれか1項記載の化合物少なくとも一種類を重合および/または架橋および/またはグラフトすることによって得られる(コ)ポリマー。
【請求項6】
請求項1から3いずれか1項記載の化合物により、または請求項1から3いずれか1項記載の化合物少なくとも二種類の混合物により、または請求項1から3いずれか1項記載の化合物少なくとも一種類と別のタイプの少なくとも一種類の他のフォトクロミック化合物および/または少なくとも一種類の非フォトクロミック着色剤との混合物により構成されることを特徴とするフォトクロミック組成物。
【請求項7】
− 請求項1から3いずれか1項記載の化学式(I)の化合物少なくとも一種類、
− または、請求項5記載の(コ)ポリマー少なくとも一種類、
− および、必要に応じて、別のタイプの他のフォトクロミック化合物少なくとも一種類および/または少なくとも一種類の非フォトクロミック着色剤および/または少なくとも一種類の安定剤、
を有してなるフォトクロミック組成物。
【請求項8】
フォトクロミック溶液およびフォトクロミック基質からなる群より選択されることを特徴とする請求項7記載のフォトクロミック組成物。
【請求項9】
前記フォトクロミック組成物が(コ)ポリマーの基質を有してなり、該(コ)ポリマーが、以下のリスト:
− 必要に応じてハロゲン化された、または少なくとも1つのエーテルおよび/またはエステルおよび/またはカーボネートおよび/またはカルバメートおよび/またはチオカルバメートおよび/または尿素および/またはアミド基を有してなる、アルキル、シクロアルキル、(ポリまたはオリゴ)エチレングリコール、アリールまたはアリールアルキルモノ−、ジ−、トリ−またはテトラアクリレートまたはモノ−、ジ−、トリ−またはテトラメタクリレートから得られるもの、
− ポリスチレン、ポリエーテル、ポリエステル、ポリカーボネート(例えば、ビスフェノール−A−ポリカーボネート、ジアリルジエチレングリコールポリカーボネート)、ポリカルバメート、ポリエポキシ、ポリウレア、ポリウレタン、ポリチオウレタン、ポリシロキサン、ポリアクリロニトリル、ポリアミド、脂肪族または芳香族ポリエステル、ビニルポリマー、セルロースアセテート、セルローストリアセテート、セルロースアセテート−プロピオネートまたはポリビニルブチラール、
− 以下の化学式を有する二官能性モノマーから得られるもの:
【化12】

ここで、Δ R10、R’10、R11およびR’11は、同じでも異なっていてもよく、独立して、水素またはメチル基を表し、
Δ mおよびnは、独立して、0から4まで(両端の数字を含む)の整数であり、好ましくは独立して1または2である、
Δ XおよびX’は、同じでも異なっていてもよく、ハロゲンであり、好ましくは塩素および/または臭素を表す、
Δ pおよびqは、独立して、0から4まで(両端の数字を含む)の整数である、
− 先に列記したポリマーの前駆体モノマー、好ましくは、(メタ)アクリルモノマー、ビニルモノマー、アリルモノマー、およびそれらの混合物からなる群に属するものから選択される、少なくとも2つのタイプ共重合性モノマーのコポリマー、
から選択されることを特徴とする請求項7または8記載のフォトクロミック組成物。
【請求項10】
請求項7から9いずれか1項記載のフォトクロミック組成物から構成されるフォトクロミック製品であって、特に、眼鏡用レンズまたはサングラス用レンズ、板ガラスまたは光学素子からなるフォトクロミック製品。

【公表番号】特表2007−525462(P2007−525462A)
【公表日】平成19年9月6日(2007.9.6)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−514315(P2006−514315)
【出願日】平成16年5月5日(2004.5.5)
【国際出願番号】PCT/US2004/014240
【国際公開番号】WO2004/099172
【国際公開日】平成16年11月18日(2004.11.18)
【出願人】(397068274)コーニング インコーポレイテッド (1,222)
【Fターム(参考)】