DE2031603A1 - Photochromatische Polykondensate des Indohno spiropyran Typs - Google Patents
Photochromatische Polykondensate des Indohno spiropyran TypsInfo
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Description
A G P A. - G E V A E R T AG
Photochroraatische Polykondensate deo Indolino-spi'opyran-Typs.
Priorität : Grossbritannien, den 11.JuIi 1969, Anm.Nr. 35 13V69
Gevaert-Agfa N.V., Mortsel,v Belgien.
Diese Erfindung betrifft neue photochromatische Polykondensate des
Indolino-spiropyran-Typs.
Nach der Erfindung erhält man photochroraatische. Polykondensate des
Indolino-spiropyran-Typs, die allein reversibel gefärbt v/erden, wenn man aie der Einwirkung von Ultraviolettstrahlung aussetzt und die dadurch
gekennseichnet sind, dass cie aus Wiederkehrenden Einheiten gebildet
werden, die der allgemeinen Formel :
H_C GH..
CCO
entsprechen, wobei ; ;"-.;
R -GH2-^T>-CH2-, -.CH2-GH2-O-GH2-CH2-^-Ch2-CH=CH-CH2- darstellt oder
-(CH^)n, bei dem η gleich 2 igt oder Ä;i:nevgauiae $ah% zwischen Λ urict*10,
X- ein Wasserstoff atom" o-dor eine Nitrogrtippe, und
B* ein» Einfachbinduftg oder eine
Die photochrojnatiachen Polykondensate/ des Indolino-spiropyran-Typa
dieser Erfindung werden dargeetellt durch Erhüzen aquiaolekularer, in
einem gemeinsamen Lösungsmittel gelöster Mengen einer Bis-3H-indol-Base
oder einen Bie-3H-indoliura-Salzes und oines Diaalicylaldehyde unter
00988A/2092
BAD ORIGINAL
Rückfluas.
Brauchbare Big-jjH-indol-Baaen unJ Bi£s-3H»»indolium=Sr.lze -,in ' :
1,1 •-(p"»Phenylendinethylfcn)-biö(3,J'-dimelhyl»2~nethylen-in lolin)
1,1 '-(PentamethylenJ-bisiS^^-trimukhyl-JH-indoliurnjodid
1,1 '-(DeQamethylpn)-bis(2)3,3-trinu;iliyl-3H-indQLiumjodi ')
1,1 '-(Tetrnmethylen;-bir,(2,3^3-trinu)tiiyl-3H-indoliuribrn.-;.':'
< 1,1 '-(Äthylfcn)-bis(2,3,3-trir.iot}iyl-3H-intioliur:bro!Ut:)
1,1 '-(2-Butonylen)-bis(2,3, v-ti-iLic^hyl-^H
Geeignete Disalicylaldehyi'.o aind :
5,5'-Disalicylaldehyd
3,3l-Dinitro-5,5'-disalicylnldoh3rd
5,5'-Methylen-disalicylaldchyd
5» 5'-Methylen-3,3'-dinitro-diqalicylaldehycl
Die Bis-3H-indol-Basen und Bis-oii-indolium-Salse werden v/io folgt cVirgestellt
:
^A^ Darstellung _von^ "I,JJj^(}>",Phaenjlcndim^oJt^l^ji^-b^
methylen-indolin) .
0,1 Mole,«'"Dibrom-p-phenylendiiaobhylen und O12 Hol 2,3,3-Triraethyl-3H-indol
v/erden Zh Stunden in 0,5 Liter ifethylEthylketon- unter Rückflu-a
erhitzt« Danach wurde das QuaternarGalz 1,1'-(p^Phenyldimethylen^-bio
(2,3,3*triWethyi-3H-indoliujnb.rpjaid.)v is^liei·^ un4 aus Nitromethan umkristaMsiert.
.
Es schmolz unter Äersetzun^ bei 250-255eC· Vow quaternären Salzes
0,01 MdI in 100 ml Wasser gelöst und es wurden 50 ml konzentrierten
Amraoniujnhjrdroxids auges>tzt· Das Eealitionsgeraisch '.mrde mit Diäthyläther
extrahiert und über F?.ti?iiiiastilfafc getrocknet· Durch Eindampfen dor
ätherischen Lösung und Abkühlen v/ürde ein v/eisser Niederschlag erhalten,
der einen-.-'Schmelzpunkt von 118^120*0 hatt^.und der Forinel
GV°97 0098 84/20 9 2
ent.;;; r: cht ·
(B > JH rr
ILC CH
:: G cn..
^ von 1,1 · -' Pent/mc Uy·'1//' l-llAc
O,Ci. Hd 1,5-Di.iotipi«ntan "η" 0,0' Π 1 ü,3,?~Trinothyl-3H-inJ.ol werden in
TO ml Nitromethi.n rt'l^et ν.ηΛ .'-: St union iin Rückflur .,kühler Gekocht. Dann
wird ο Ληε Reaktionäre niisch in Eiatli.vlKthcr {p^inren und es fallt ein
dunkle:·, klcbri.-tr Produkt .·;·;;■» Ci ι ·."scr Hi ^U rschlrp '.iird nil einer
kleinen Menpr Ethanol gerührt, \;ηητ1ι eine pulvirigc, feste Substanz
zurückbleibt, Cic ^ut cino:\ Lionrol/rithnnfl-3.mi nch iwnkristnlliciert wird·
Ausbeute· : ^2 Jc eines bei 2b7-£v>u'C ccbmelsenden Produktes, das der
Formel entspricht :
ILC CIL
-CH,
N+
ILC CH,
2J
GV.397
009884/,20 92
n»Horaologo
$»i© 1t£-BiBiethylen-, 1t%-feträniei|;!iylen- und 1 * iO*Dekara6thylen»liöfflOloße
lassen sich ebenfalls <ieJ?etfellen» wenn man das 1,5-Dijοdpentan in «?or
oben erwähnten Reaktion dtarixli 1t£»Dibrommethan, Ι,Λ-DijOdbutan oder
1,10-Bibromdecan ersetEt·
<C> Darstellung von
diäthyläther.
©*O4 Hol ß&*
lind 0,08 Mol 2,3»3-Trimethyl-3H-iiidöl
»erden ift 100 mi Mitreeetifea» gfelößt und unter Rückfluss ltk Stunden gekocht»
Die ReRktionsmiGchuag wird dann in BiHthylnther gegossen und
ee fftllt ein dunkler» klebriger Rückstand aus· Dieser Rückstand wird
«it einer kleinen Menge !Ethanol gerührt und es hinterbleibt als Niederschlag
«In festes Pulvert ^ae abgefiltert und aus einem Benaol/Äthattol-Öemiech
umkrißtallieiert
echmelaenden Produktes, das der
Ausbeute t 3ß|?5 % eines bei
Formel entspricht :
ZJ"
0,0% Mol tij&mm~&*üt<m--m&^fy^/i^
100 ml KcthylÄthylketoß |^l^^äiiÄ:il|if ^Käöht uni|
'Hüte iiioiuki iKmtiaet si6fc:lÄ^^4^
abfilttiert und aus' einen B*ttial/5ttiieilol-QomisGh
5^V
V^Vv:^-r"K:"'?^ -ifV-
Ausbeute ; 52,5 $ eines bei
Formel entspricht i
schmelzenden Produktes, das dor
2 Br
Die Disalicylaldehyde werden uio folgt dargestellt :
(A) Der 5r5'-Methylen-3»3l-dinitrodisalicylaldehyd hat die Forael
CHO
CHO
I
I
und wird dargestellt nach dem von llarvel und Tarkoy in J.Aa.Chea.&oc·, ,79»
6OOI (1957) angegebenen Verfahren·
(B) Darstellung von 5t _5V.7;Hethyleji-3ifr3_^r^^
13 g 5,5'-Hethylen-disalicylaldehyd werden in 250 cm3 Essigsaure gelost·
Zu dieser Losung werden 12 cn3 rauchende Salpetersäure bei Zieeertenperatur
innerhalb 15 Minuten augetropft. Die Temperatur steigt auf %0eC·
Die Reaktionsmischung wird dann noch weitere 30 Minuten gerührt, worauf
hin der Niederschlag abgesaugt und av.G Diozan umkristallisiert «rird«
Das Produkt wird dann mit 250 cm3 Acetonitril noch weiter gereinigt.
Ausbeute :6g 5,5'-Hethylen-3,35'-dinitro-disalicylaldehyd geaass der
formel ;
CHO
NO,
,0V-397
009884/2002
(C) Der S.^'-Disalicylaldehyd rait 4er Formel :
CHO CHO
I t
HO- <^7 £*
wird dargestellt nach dem in der französischen Patentschrift 1 ^51 332 angegebenen
Verfahren.
(D) Darstellung von 3,3t-DinitxO-5>5'-disalicylaldehyd
3,6 g S^'-Disalicvlaldehyi! wurden in 150 cm3 Essigsäure p.i
Dann werden 3»6 cm3 rauchende Salpetersäure (d=1,5) bei Zimmertemperatur
innerhalb 5 bis 10 Minuten sugotropft, woraufhin sich die Mischung gelb
färbt. Sie wird dann auf dem Uanrerbad auf V?-500C erwärmt und bei dieser
Temperatur 1 Stunde gerührt, wobei sich die Paste verdickt und dia
Gelbfärbung intensiver wird·
Dann wird die Mischung auf Simnerteraperctiir abgekühlt, der Niederschlag
wird abgesaugt und mit 25 cra3 Essigsäure ausgewaschen.
Das so erhaltene Produkt wird erst aus 300 cm3 Dichloräthan und dann avis
100 cm3 Dioxan umkristallisiert und dann unter vermindertem Druck £otrocknet.
Ausbeute : 3 g 3,3'-Dinitro-5,5r-di3alicylaldehyd gemäss der Formel :
CHO CHO
Die Polykondensate nach dieser Erfindung sind photochromatisch, d.h. sie
verändern ihre Farbe oder Opazität, wenn sie der Einwirkung von Liehe ausgesetzt werden« Dabei machen derartige Polykondensate reversible
Farbänderungen durch, und zwar so, dass sie unter dem Einfluss von Licht
bestimmter Wellenlängen gefärbt v/erden oder die Farbe andern, während
sie bei Bestrahlung mit Licht anderer - gewöhnlich längerer - Wellen-.längen
eine Neigung haben, in den farblosen Zustand zurückzukehren oder
wieder ihre ursprüngliche Farbe anzunehmen· Im allgemeinen kehrt sich
die Farbe > wenn auch langsamer -■ auch dann um, wenn die Polykondensate
nach der Belichtung im Dunkeln aufbewahrt werden· -
ev.397 009884/2092
Zum Belichten können die photochroraatischen Polykondensate geltet oder
in Form einer Schicht auf einen Träper aufgebracht werden» und zwar
manchmal, nachdem sie in einem geeigneten Bindemittel - β·Β» einen Lack -Gucpendicrt worden sind» Sie können dann in optischen Filtersyeternen -z.B. in Sonnenbrillen oder in Folien - verwendet werden, die eine der
Wirkung dec Lichtes proportionale zeitweise Erhöhung tier optischen
Absorption in brrtimmten S^ektralberoichen zeigen· Eine sehr interessante Anwendung int die für Gel äude- odor Autofenster, i/o sie das grelle
Sonnenlicht automatisch detapfon«
Di« photochromic isehen Polykondensate nach dieser Erfindung verfärben
sich im allgemeinen viel langsamer alc die bisher bekannten dinieren
photochromaticchen Verbindungen« Das lässt sich for photo graphische
^Produktionsverfahren ausnützen, bei dem die sogenannte Kontraststeuerung
zur Anwendung kommt. Bekanntlich können in der Photographic photoehromatiache Schichten als Macken nur Kontrastninderunp in einen Kopierverfahren dienen. Zwischen ein Wcgativ und ein Kopiermaterial wird eine
photochromatische Schicht gebracht, die beim Belichten eine positive Mnnke ergibt und dadurch automatisch den Kontrast de« Hegativs vermindert·
Dn die nhotochromatischen Polykondensate nach dieser Erfindung durch eine
viel langsamere Verfärbung gekennzeichnet sind, können Poaitivmasken
auf der Basic? photochromatischer Polykondensate nach dieser Erfindung
zur Kontraststeuerung mehrerer Kopien benutzt werden, bevor sie infolge von Verfärbung unbrauchbar werden·
Die Erfindung soll nun anhand der folgenden Beispiele naher erläutert f
werden.
0,01 Mol 5,5l-Methylen-3,3'-dinitro-disalicylaldehyd und 0,01 Mol 141'-(p-Phenylendiaethylen)-bis(2,3-iimethyl-2-eethyl«nindolin) werden in
50 ml Pyridin gelöst und 5 Stunden unter SÜckfluss erhitzt· Di» Mischung
%rird in Methanol gegossen und der Niederschlag abfiltriert· Dieser
niederschlag wird noch zweimal durch Auflösen in Tetrahydrofuran und
'Fallen in Methanol gereinigt·
■ JDas ,Polykondensat bestand aus \iiedorkchrendon Einheiten mit der Formel :
00ίββ4«092 · H
H7C CH_
Nach Einwirkung ultravioletten Lichtoa verändert sich die Farbe einer
Lösung dieses Polykondensate, in Dimethylformamid in blau (λ = 62J5 nm)·
max»
Bei Aufbewahrung im Dunkeln bei 1O3C verschwindet die Färbung der Lösung
zweimal langsamer als die Farbe eines cntsprcchonderi Dimeren»
Das Verfahren von Beispiel 1 vircl v/iodcrholt, jouuch mit dem Unterschied,
Jaan 3»3'-Oinitro-5,5l-cIicalic;''lalf1fjhycl. als Disalicylaldehyd verv/endot
En viirtl ein Polykondensat rait einen Molekulargewicht von 641O erhalten,
aas zusammengesetzt ist aus strukturellen Einheiten der Formel :
r ^Jf
G2L
Nach Bestrahlung mit Ultraviolettstrahlung verändert sich die'Farbe einer
Lösung dieses Polykondensate in Dimethylformamid in blau (λ = 663 nm)
171 u Jv ■
Wurde die Lösung bei 250C im Dunkeln aufbewahrt, so verschwindet ihre
Färbung zweimal langsamer als die Farbe einec entsprechenden Dimerea·
3 C (0,00467 Mol) 1,1'-(Pontamothylen)-biß(2,3,3-trimethyl-3H-indoliumjodid)
und 1,61 g (Ο,ΟΟ^υ? Mol) 5,5' -Mebhylen-3>»3'-dinitro-disalicylaldehyd
werden in 150 ml Pyridin gelöst und 5 Stunden unter Rückfluss gekocht.
Dann wird das Reaktiomccmisch in Methanol gegossen, wobei eine
feste, bläulich-grüne Substanz ausfällt· Diese feste Substanz wird in
Tetrahydrofuran gelöst und wieder in Methanol gegossen. Diese Prozedur wird wiederholt. Das Produkt wird getrocknet und man erhält 1,10 g
Polykondensat mit einem ilolekulargetiieht von etwa ^000, das aus sich
wiederholenden Einheiten mit der Formel :
H.. C CII-
/ 3
besteht.
Bei Einwirkung von Ultraviolettstrahlung auf die Lösung dieses Polykondensate in Dimethylformamid geht ihre Farbe in blau (λ = 61? nm)
raax.
über. Bei Aufbewahrung im Dunkeln verschwindet die Färbung der Lösung
zweimal langsamer als die Färbung des entsprechenden Dimeren.
Das Verfahren von Beispiel.3 wird wiederholt, jedoch mit dem Unterschied,
dass das Bifl-OH-indoliura-Sals durch 0^'-Bi3£l*(2,3,3-trimethyl)~3H«·
indoliurnjodidi-diäthyläther oraetzt vdrd,
009ΘΒΑ/2092
Eg werden 1,5 g Polykondoncnt nit einem Holekulr.rsowic-Jit von 3775 erhalten,
das aufgebaut ist aur. sich wiederholendem Einheiten i&r Formel :
H-.C CIL
-CH.
Bei Einwirkung von. Ultraviolettstrahlung geht die Farbe der Lösunc
dieses Polykodensats in Dimethylformamid in blau (λ --622 nm) über»
nicix ·
Bei Aufbewahrung im Dunkeln bei 2^0C vcrschv/indet tUese Färbung zweimal
langsamer als die Färbung des entsprechenden Dimeren·
Das Verfahren von Beispiel 3 wird wiederholt, jedoch mit dem Unterschied,
dass das Bis-3H-indDliura-3alr; durch 1,5 g 1,1'-(2-Butylen)-bis(2,3,3-trimethyl~3H-indoliurabromiiT)
ersetzt wird.
Es werden 1,2 g Polykondensat mit einem Molekulargewicht von 3&5O cr~
halten, dar- aus sich wiederholenden Einheiten mit der Formel :
009884/2092
M1Igebaut ist*
BAD
Claims (3)
- Pr/. ontcLiiGprü1«/ Ph-'.f chroi.Tti -rlu» Polykondensate .".er Indclino-spiropyran-Typs, die von eich aiu; "..ei nnvirkunt; von Ultrav.-.ulcttfiTahlung reversibel gefärbt wcrt'on uti-.i dn urch gokc-.nroichnct cind, dass sie gebildet werden alle sich \,'i( Verholν·η(1Un Einheiten e'er alltieraci-*1011 Formel :H .C CH-Λ^\in IJ-bedeuten-CH--, -CH--CH--O-CH--CH_-, -CH3-CII=CH-CIL-OdGreine -GIL.-/T^-CH--, -CH--CH--(CH1) -Grupiie bei, der π frloich 2, oder einfe ganre Zahl zwischen^- η4 und 10 ist,X ein.Vascori-toffatcr.: c:".ci' eine Kitroyruppo, und H1 eine Einfachbiru'.un£: o;lcr e\ne ilethylengruppc*
- 2. Verfuhren zur Herstellung; von photechronntischon Polykondensatendes Indoline-,"Oircpyrn.n-Typs nach An:jrruch 1, dadurch gekennzeichnet, dnss man Lösungen Kquimolokularer Uencon einer Bis-3H-indol-Base oder eines Bis-3-H-indoliura-Sal.:es und ein^.r. Di-snlicylalJehyde in geraeinsamen Lösungsmitteln a:n Bückflusskühler erhitzr..
- 3. Verfahren zur Herstellung phofcochroraatiicher Polykondensate des Indolino-spiropyran-Typs nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnett dass die Bis^H-indol-B.ise 1,1 '-(p-Phen;'lendimethylen)bis(3,3-dimethyl-2-methylenindolin) ist, und dacc der Disalicylaldehyd 5,5'-Hethylen<--; ■ 3»3l-dinitrodisalicylalc1ehyd ist·.GV.39?0098R4/2-092BADh. Vorfahren zur Herstellung photochromatischer Polykondensate des Indolino-spiropyran-Typc nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bis-JH-indol-Dace 1,1'-(.T-PhenylendimethylonJ-bisO^-dimethyl-^-methylen-indolin)' ist, und dass der Diralicylaldehyd 3,3'-Dinitro-5»5'-cionlicylaldehyd i«t.5· Verfahren nur Herstellunc -polychrcnatischer Polykondensate des Indolinespiropyran-Typs nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass dp.o Bis-3H-indolium-Salz /5,/5'-Bi3[i-(2,3,3-trimethyl)-3H-indoliumjodid]-dir.thyläther ist, und dano der Disalicylaldehyd 5,5I-Hethylon-3,3I-dinitro-diGalicylaldehyd ir;t.GV.397 00988 Ul 20 -8.2
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