FR2837200A1

FR2837200A1 - 3h-naphtopyranes anneles en c5 -c6 par un carbocycle de type dihydronaphtalene et les compositions et matrices (co)polymeres les renfermant

Info

Publication number: FR2837200A1
Application number: FR0203158A
Authority: FR
Inventors: Olivier Breyne; Rodrigue Bremand; You Ping Chan; Patrick Jean
Original assignee: Corning Inc
Current assignee: Corning Inc
Priority date: 2002-03-14
Filing date: 2002-03-14
Publication date: 2003-09-19
Anticipated expiration: 2022-03-14
Also published as: FR2837200B1

Abstract

L'invention concerne de nouveaux composés de type 3H-naphtopyranes, annelés, en position C5-C6 , par un carbocycle de type dihydronaphtalène qui répondent à la formule (I) donnée ci-après :Ces composés (I) présentent d'intéressantes propriétés phobochromiques.L'invention concerne aussi leur préparation, leurs applications à titre de photochromes ainsi que les compositions et matrices (co) polymères les comprenant.

Description

La présente invention concerne de nouveaux composés de type 3H-naphtopyranes annelés en C5-C6 par un carbocycle de type dihydronaphtalène qui présentent, en particulier, des propriétés photochromiques. Elle concerne, également, les compositions photochromiques et articles ophtalmiques photochromiques (par exemple des lentilles) contenant lesdits naphtopyranes.

L'invention englobe également la préparation de ces nouveaux composés.

Les composés photochromiques sont capables de changer de couleur sous l'influence d'une lumière poly- ou monochromatique (par exemple des UV) et de retrouver leur couleur initiale, quand l'irradiation lumineuse cesse, ou sous l'influence de la température et/ou d'une lumière poly- ou monochromatique différente de la première.

Les composés photochromiques trouvent des applications dans divers domaines, par exemple, pour la fabrication de lentilles ophtalmiques, lentilles de contact, lunettes de protection solaire, filtres, optiques de caméra ou d'appareils photographiques ou d'autres dispositifs optiques et d'observation, vitrages, objets décoratifs, éléments d'affichage ou bien encore pour le stockage d'informations par inscription optique (codage).

Dans le domaine de l'optique ophtalmique, et en particulier la lunetterie, une lentille photochrome, comprenant un ou plusieurs composés photochromiques, doit présenter : - une transmission élevée en absence d'ultraviolets, - une transmission faible (forte colorabilité) sous irradiation solaire, - une cinétique de coloration et de décoloration adaptée, - une teinte acceptable par le consommateur (grise ou marron, de préférence) avec, de préférence, un maintien de la teinte choisie au cours de la coloration et de la décoloration de la lentille, - un maintien des performances, des propriétés, dans une gamme de température de 0-40 C, - une durabilité importante, car les objectifs visés sont des lentilles correctrices sophistiquées et donc chères.

Ces caractéristiques de lentille sont, en fait, déterminées par les composés photochromiques actifs que ladite lentille renferme ; composés, qui doivent, en outre, être parfaitement compatibles avec le support organique ou minéral voire hybride constituant ladite lentille.

Il est, par ailleurs, à noter que l'obtention d'une teinte grise ou marron peut nécessiter l'emploi d'au moins deux photochromes de couleur différente, c'est- à-dire ayant des longueurs d'onde d'absorption maximale dans le visible distinctes.

Cette association impose encore d'autres exigences aux composés photochromiques. En particulier, les cinétiques de coloration et de décoloration des (deux ou plusieurs) composés photochromiques actifs associés doivent être sensiblement identiques. Il en va de même pour leur stabilité dans le temps et, également, pour leur compatibilité avec un support plastique, minéral ou hybride minéral-organique.

Parmi les nombreux composés photochromiques décrits dans l'art antérieur, on peut citer les benzopyranes ou naphtopyranes décrits dans les brevets ou demandes de brevet US-A-3 567 605, US-A-3 627 690, US-A-4 826 977, US-A-5 200 116, US-A-5 238 981, US-A-5 411 679, US-A-5 429 744, US-A-5 451 344, US-A-5 458 814, US-A-5 651 923, US-A-5 645 767, US-A-5 698 141, US-A-5 783 116, US-A-5 888 432, US-A-6 096 246, US-B-6 023 729, US-B-6 207 084, US-B-6 210 608, US-B-6 291 561, WO-A-95 05382, FR-A-2 718 447, WO-A-96 14596, WO-A-97 21698, WO-A-00 15628, WO-A- 32661, WO-A-01 36424 qui répondent aux formules réduites ci-après :

Benzopyranes 2H-Naphtopyranes 3H-Naphtopyranes
Le brevet US-A-5 869 658 décrit des 3H-naphtopyranes présentant un groupement indéno relié aux carbones 5 et 6 du squelette naphto :

La demande de brevet WO-A-01 36406 de la demanderesse décrit des 3H-naphtopyranes présentant un groupement dihydronaphtalène relié aux carbones 5 et 6 du squelette naphto :

Ces composés prétendent satisfaire au cahier des charges défini supra.

En réalité, si ces composés ont bien une ou plusieurs des propriétés de base recherchées, telles qu'une transmission élevée en absence d'ultraviolets et une forte colorabilité sous irradiation solaire, tous les composés décrits à ce jour n'ont pas la combinaison complète des propriétés recherchées, nécessaire à la production d'articles satisfaisants. En particulier, aucun de ces composés n'est intrinsèquement gris ou marron et la nécessité d'utiliser un photochrome complémentaire pour l'obtention de l'une de ces deux teintes subsiste.

Dans ce contexte, il est du mérite des inventeurs de s'être intéressés à ce type de dérivés comme base de développement de nouveaux photochromes et de proposer une nouvelle famille de molécules possédant des propriétés photochromiques particulièrement avantageuses.

Ainsi, la présente invention concerne, selon un premier de ses aspects, des composés de formule (I) :

dans laquelle : # R1 et R2, identiques ou différents, représentent indépendamment : - un groupe alkyle linéaire ou ramifié qui comporte de 1 à 12 atomes de carbone, - un groupe cycloalkyle qui comporte de 3 à 12 atomes de carbone, - un groupe aryle ou hétéroaryle qui comporte dans sa structure de base respectivement 6 à 14 atomes de carbone ou 4 à 12 atomes de carbone et au moins un hétéroatome choisi parmi le soufre, l'oxygène et l'azote ; ladite structure de base étant

éventuellement substituée par au moins un substituant choisi parmi l'ensemble des substitutants donnés ci-après : + un halogène et notamment le fluor, le chlore et le brome, + un hydroxy, + un groupe alkyle linéaire ou ramifié qui comporte de 1 à 12 atomes de carbone, + un groupe alcoxy linéaire ou ramifié qui comporte de 1 à 12 atomes de carbone, + un groupe halogénoalkyle ou halogénoalcoxy correspondant respectivement aux groupes (C1-C12) alkyle ou alcoxy ci- dessus substitués par au moins un atome d'halogène, et notamment un groupe fluoroalkyle de ce type, + un groupe phénoxy ou naphtoxy éventuellement substitué par au moins un groupe alkyle ou alcoxy linéaire ou ramifié qui comporte de 1 à 12 atomes de carbone, + un groupe alcényle linéaire ou ramifié qui comporte de 2 à
12 atomes de carbone et notamment le groupe vinyle ou le groupe allyle, + un groupe -NH2, + un groupe-NHR ou-NHCOR, R représentant un groupe alkyle linéaire ou ramifié qui comporte de 1 à 6 atomes de carbone ou un groupe phényle éventuellement substitué par au moins un groupe alkyle linéaire ou ramifié qui comporte de 1 à 6 atomes de carbone, + un groupe :

R' et R", identiques ou différents, représentant indépendamment un groupe alkyle linéaire ou ramifié qui comporte de 1 à 6 atomes de carbone, un groupe phényle éventuellement substitué par au moins un groupe alkyle linéaire ou ramifié qui comporte de 1 à 6 atomes de carbone ou représentant ensemble avec l'atome d'azote auquel ils sont liés un cycle de 5 à 7 chaînons qui peut comporter au

moins un autre hétéroatome choisi parmi l'oxygène, le soufre et l'azote, ledit azote étant éventuellement substitué par un groupe R"', groupe alkyle linéaire ou ramifié, comportant de 1 à 6 atomes de carbone, + un groupe méthacryloyle ou un groupe acryloyle, + deux des substituants forment ensemble un groupe cyclique, aromatique ou non, à un ou deux noyaux annelés, qui peut comporter au moins un hétéroatome choisi dans le groupe comprenant : l'oxygène, le soufre ou l'azote ; ce ou ces noyaux, indépendamment aromatique ou non aromatique de
5 à 7 chaînons, pouvant comporter au moins un substituant choisi parmi les groupes alkyle, linéaires ou ramifiés, qui comportent de 1 à 12 atomes de carbone, les groupes alcoxy, linéaires ramifiés, qui comportent de 1 à 12 atomes de carbone et les groupes aryle, phényle et naphtyle ; - un groupe aralkyle ou hétéroaralkyle, dont le groupe alkyle, linéaire ou ramifié, comporte de 1 à 4 atomes de carbone et dont la partie aryle répond à la même définition que celle donnée supra pour le groupe aryle et hétéroaryle ; ou lesdits deux substituants Ri et R2 forment ensemble un groupement adamantyle, norbornyle, fluorénylidène, di(Ci-C6)- alkylanthracénylidène ou spiro(C5-C6)cycloalkyl- anthracénylidène ; ledit groupement étant éventuellement substitué par au moins un des substituants listés ci-dessus pour
R1, Rz : groupe aryle ou hétéroaryle ; # R3, R4, identiques ou différents, représentent, indépendamment : - l'hydrogène, - un hydroxy, - un groupe alkyle linéaire ou ramifié qui comporte de 1 à 12 atomes de carbone (avantageusement de 1 à 6 atomes de carbone),

- un groupe cycloalkyle qui comporte de 3 à 12 atomes de carbone, - un groupe alcoxy linéaire ou ramifié qui comporte de 1 à 12 atomes de carbone (avantageusement de 1 à 6 atomes de carbone), - un groupe phényle, naphtyle, phénoxy ou naphtoxy, éventuellement substitué par au moins un groupe alkyle ou alcoxy linéaire ou ramifié qui comporte de 1 à 12 atomes de carbone, - un groupe aralkyle ou hétéroaralkyle, le groupe alkyle, linéaire ou ramifié, comportant de 1 à 4 atomes de carbone et les groupes aryle et hétéroaryle répondant aux mêmes définitions que celles données supra pour Ri, R2, (avantageusement, un groupe benzyle ou benzyloxy), - un groupe amine ou amide : -NH2, - NHR , - CONH2, -CONHR,

R, R', R" répondant respectivement à leurs définitions données supra pour les substituants aminés des valeurs Ri, R2 : aryle ou hétéroaryle, ou R3 et R4 forment ensemble un groupe cyclique, aromatique ou non, à un ou deux noyaux annelés, qui peut comporter au moins un hétéroatome choisi dans le groupe comprenant : l'oxygène, le soufre ou l'azote; ce ou ces noyaux, de 5 à 7 chaînons, pouvant comporter au moins un substituant choisi parmi un groupe tel que défini plus haut, à titre de substituant, de la structure de base du groupe aryle ou heteroaryle représentant Ri ou R2; # R5 , en position a, b et/ou c, identiques ou différents, représentent, indépendamment : - un hydroxy,

- un groupe alkyle linéaire ou ramifié qui comporte de 1 à 12 atomes de carbone (avantageusement de 1 à 6 atomes de carbone), - un groupe cycloalkyle qui comporte de 3 à 12 atomes de carbone, - un groupe alcoxy linéaire ou ramifié qui comporte de 1 à 12 atomes de carbone (avantageusement de 1 à 6 atomes de carbone), - un groupe phényle ou benzyle, éventuellement substitué par au moins un des substituants listés ci-dessus dans la définition des radicaux R1, R2 de la formule (I) dans le cas où les radicaux correspondent indépendamment à un groupe aryle ou hétéroaryle, - un groupe phénoxy ou naphtoxy éventuellement substitué par au moins un groupe alkyle ou alcoxy linéaire ou ramifié qui comporte de 1 à 12 atomes de carbone, - un groupe -COR , -COOR, -CONHR, -OCOR,-OCOOR ou -OCONHR, R représentant un groupe alkyle linéaire ou ramifié comportant de 1 à 6 atomes de carbone ou un groupe cycloalkyle comportant de 3 à 6 atomes de carbone ou un groupe phényle ou benzyle éventuellement substitué par au moins un des substituants listés ci-dessus pour les valeurs de
R1, R2 de la formule (I) dans le cas où les radicaux correspondent indépendamment à un groupe aryle ou hétéroaryle, - deux des groupements R5 adjacents forment un cycle aromatique ou non-aromatique de 5 à 6 chainons susceptible de comporter au moins un hétéroatome choisi parmi l'oxygène, le soufre ou l'azote ; # m est un entier de 0 à 3.

L'homme du métier aura bien évidemment compris que les groupes ramifiés alkyle, alcoxy et alcényle, tels que définis ci-dessus, comportent un nombre suffisant de carbone pour pouvoir être ramifiés (respectivement plus de 3, plus de 3 et plus de 4 atomes de carbone) ;

que R5 n'existe pas (m = 0) ou occupe une, deux ou trois des positions a, b, c (m = 1, 2 ou 3)(la quatrième postion du cycle concerné étant difficilement accessible).

Les composés de l'invention - 3H-naphtopyranes annélés de formule (I) - possèdent une cinétique de décoloration rapide associée à une très forte colorabilité.

Parmi lesdits composés de l'invention, on préfère ceux qui répondent à la formule (I) dans laquelle : # R1, R2 sont identiques ou différents et représentent indépendamment des groupes aryles ou hétéroaryles éventuellement substitués dont la structure de base est choisie dans le groupe comprenant les groupements phényle, naphtyle, biphényle, pyridyle, furyle, benzofuryle, dibenzofuryle,

N-(Cl-C6)alkylcarbazole, thiényle, benzothiényle, dibenzothiényle et julolidinyle ; Ri et/ou R2 représentant, avantageusement, un groupe phényle substitué en méta ou para; ou
Ri et R2 forment ensemble un groupe adamantyle ou norbornyle ; ou/et # R3 et R4 représentent, indépendamment, un hydrogène, un groupe alkyle, un groupe alcoxy ou amino; ou/et # m=0, 1 ou 2 avec lorsque m=l ou 2, R5, identiques ou différents, représentant indépendamment, un groupe alkyle ou un groupe alcoxy ou un groupe phényle éventuellement substitué, ou lorsque m=2, deux groupements R5 adjacents formant un cycle aromatique ou non-aromatique de 5 à 6 chainons susceptible de comporter au moins un hétéroatome choisi parmi l'oxygène, le soufre ou l'azote.

Selon un deuxième de ses aspects, la présente invention concerne un procédé de préparation des composés (I) caractérisé en ce qu'il comprend la condensation : # d'un composé intermédiaire de formule (II) donnée ci-dessous :

dans laquelle R3, R4, R5 (en position a, b et/ou c) et m sont tels que définis supra en référence à la formule (I) ; # avec un dérivé de l'alcool propargylique, répondant à la formule (III) ci-après :

dans laquelle R1 et R2 sont tels que définis supra en référence à la formule (I) ; la condensation (II)/(III) s'effectuant, avantageusement, en présence d'un catalyseur, ce dernier étant de préférence sélectionné dans le groupe comprenant l'acide paratoluènesulfonique, l'acide dodécylsulfonique, l'acide camphorsulfonique ou l'acide bromoacétique ; ou # avec un dérivé aldéhyde, répondant à la formule (III') ci-après :

dans laquelle Ri et R2 sont tels que définis supra en référence à la formule (I) ; la condensation (II)/(III') s'effectuant, avantageusement, en présence d'un complexe métallique, de préférence de titane, le tétraéthylate de titane étant particulièrement préféré.

En pratique, la réaction de condensation entre les composés (II) et (III) ou (III') peut s'effectuer dans des solvants comme le toluène, le xylène ou le

tétrahydrofurane, éventuellement additionnés de catalyseurs appropriés. Pour plus de détails sur la condensation des composés (II)/(III'), on peut se référer à la demande de brevet européen EP-A-0 562 915.

Les composés de formule (III) sont connus de l'homme de l'art et sont obtenus à partir de la cétone correspondante selon une méthode décrite notamment dans la demande de brevet WO-A-96 14596. La cétone est elle-même commerciale ou préparée selon des méthodes connues comme la réaction de Friedel & Craft (cf. WO-A-96 14596 et référence citées).

Les aldéhydes (III'), dérivés de (III), sont obtenus par réarrangement en milieu acide (cf. J. Org. Chem. 1977,42, 3403).

Les composés de formule (II) sont obtenus selon un schéma de synthèse adapté de celui mentionné dans le brevet US-A-5 869 658.

Dans le cas où R3 et R4 représentent un hydrogène et où m = 0, on peut se référer à la publication suivante : Padwa et al., J. Org. Chem. 1993, 58, 6429-6437.

Selon un troisième de ses aspects, l'invention concerne les nouveaux produits intermédiaires de formule (II) rappelée ci-dessous :

dans laquelle R3, R4, R5 (en position a, b et/ou c) et m sont tels que définis ci-dessus en référence à la formule (I) et dans laquelle m # 0 lorsque R3 = R4 = H.

Selon un quatrième de ses aspects, l'invention a pour objet des (co)polymère(s) et/ou réticulat(s) obtenu(s) par polymérisation et/ou réticulation et/ou greffage d'au moins un composé (I) tel que défini ci-dessus. Les composés (I) selon l'invention peuvent être per se des (co)monomères et/ou être compris dans des (co)monomères (co)polymérisables et/ou réticulables. Les (co)polymères et/ou réticulats obtenus de la sorte peuvent constituer des matrices photochromes comme celles présentées infra.

Selon un cinquième de ses aspects, la présente invention concerne l'utilisation à titre d'agents photochromiques, desdits composés de formule (I) de l'invention. L'invention a donc également pour objet : - d'une part, de nouveaux composés photochromiques, constitués par les dérivés de naphtopyranes annélés en C5-C6, tels que définis ci-dessus, pris isolément ou en mélange entre eux et/ou avec au moins un autre composé photochromique d'un autre type et/ou avec au moins un colorant non photochromique ; - d'autre part, de nouvelles compositions photochromiques, qui comprennent au moins un composé (I), tel que défini ci-dessus, et/ou au moins un (co)polymère linéaire ou réticulé renfermant dans sa structure au moins un composé (I) selon l'invention. De telles compositions photochromiques peuvent renfermer au moins un autre composé photochromique, d'un autre type et/ou au moins un colorant non photochromique et/ou au moins un stabilisant.

Ces composés photochromiques d'un autre type, colorants non photochromiques, stabilisants sont des produits de l'art antérieur connus de l'homme de l'art.

Sont particulièrement préconisées, dans le cadre de la présente invention, les associations de composés photochromiques de l'invention, et/ou les associations de composés photochromiques de l'invention et de composés photochromiques d'un autre type, selon l'art antérieur, de telles associations étant intéressantes en ce qu'elles conviennent pour générer des teintes grise ou marron, souhaitées par le public dans des applications telles que la lunetterie ophtalmique ou solaire. Ces composés photochromiques complémentaires peuvent être ceux connus de l'homme de l'art et décrits dans la littérature, par exemple des

chromènes (US-A-3 567 605, US-A-5 238 981, WO-A-9422850, EP-A-0 562 915), des spiropyranes ou des naphtospiropyranes (US-A-5 238 981) et des spiroxazines (CRANO et al., "Applied Photochromic Polymer Systems" Ed. Blackie & Son Ltd, 1992, chapitre 2).

Lesdites compositions selon l'invention peuvent également comporter : - des colorants non photochromiques permettant l'ajustement de la teinte, - et/ou un ou plusieurs stabilisants, comme par exemple un antioxydant, - et/ou un ou plusieurs anti-UV, - et/ou un ou plusieurs antiradicaux, - et/ou un ou plusieurs désactiveurs d'états excités photochimiques.

Ces additifs peuvent, notamment, permettre d'améliorer la durabilité desdites compositions.

Les composés de l'invention, envisagés dans le cadre de leurs applications photochromiques, peuvent être utilisés en solution. Ainsi, une solution photochromique peut être obtenue en solubilisant au moins un desdits composés dans un solvant organique, tel que le toluène, le dichlorométhane, le tétrahydrofurane ou l'éthanol. Les solutions obtenues sont généralement incolores et transparentes. Exposées à la lumière solaire, elles développent une forte coloration et reviennent à l'état incolore lorsqu'elles sont placées dans une zone de moindre exposition au rayonnement solaire ou, en d'autres termes, lorsqu'elles ne sont plus soumises aux UV. Il suffit, en général, d'une très faible concentration de produit (de l'ordre de 0,01 à 5 % en poids) pour obtenir une coloration intense.

Les composés selon l'invention sont, par ailleurs, compatibles avec des matrices support en polymère organique ou en matériau minéral (voire en matériau hybride minéral-organique) , aussi bien sous forme incluse dans lesdites matrices que sous forme de revêtement desdites matrices.

Aussi, dans le cadre du cinquième aspect de l'invention relatif aux applications photochromiques, l'invention a pour objet une matrice comportant : - au moins un composé (I), tel de défini supra; - et/ou au moins un (co)polymère et/ou réticulat, tel que défini supra ; - et/ou au moins une composition, telle que présentée ci-dessus.

En fait, les applications les plus intéressantes des composés de l'invention sont celles dans lesquelles le photochrome est dispersé uniformément au sein ou sur la surface d'une matrice formée par un polymère et/ou copolymère et/ou mélange de (co)polymères.

A l'instar de leur comportement en solution, les composés (I), inclus dans une matrice polymère, sont incolores ou légèrement colorés à l'état initial et développent rapidement une coloration intense sous une lumière UV (365 nm) ou une source lumineuse de type solaire. Enfin, ils retrouvent leur couleur initiale lorsque l'irradiation cesse.

Les procédés de mise en oeuvre, envisageables pour l'obtention d'une telle matrice, sont très variés. Parmi ceux connus de l'homme de l'art, on peut citer, par exemple, la diffusion dans le (co)polymère, à partir d'une suspension ou solution du photochrome, dans une huile de silicone, dans un hydrocarbure aliphatique ou aromatique, dans un glycol, ou à partir d'une autre matrice polymère. La diffusion est couramment effectuée à une température de 50 à 200 C pendant une durée de 15 minutes à quelques heures, selon la nature de la matrice polymère. Une autre technique de mise en oeuvre consiste à mélanger le photochrome dans une formulation de matières polymérisables, à déposer ce mélange sur une surface ou dans un moule et à effectuer ensuite la copolymérisation. Ces techniques de mise en oeuvre et d'autres sont décrites dans l'article de CRANO et al. 'Spiroxazines and their use in photochromic lenses" publié dans Applied Photochromic Polymer Systems, Ed. Blackie et Son Ltd -1992.

A titre d'exemples de matériaux polymères préférés pour former des matrices utiles dans des applications optiques des composés photochromiques selon l'invention, on peut mentionner les produits suivants : - mono-, di-, tri-, ou tétraacrylate ou mono-, di-, tri-, ou tétraméthacrylate d'alkyle, de cycloalkyle, de (poly ou oligo)éthylène glycol, d'aryle ou d'arylalkyle éventuellement halogéné ou comportant au moins un groupement éther et/ou ester et/ou carbonate et/ou carbamate et/ou thiocarbamate et/ou urée et/ou amide, - polystyrène, polyéther, polyester, polycarbonate (e. g. polycarbonate de bisphénol-A, polycarbonate de diallyldiéthylène glycol), polycarbamate, polyépoxy, polyurée, polyuréthanne, poly-

thiouréthanne, polysiloxane, polyacrylonitrile, polyamide, polyester aliphatique ou aromatique, polymères vinyliques, acétate de cellulose, triacétate de cellulose, acétate-propionate de cellulose ou polyvinylbutyral, - ceux obtenus à partir de monomères difonctionnels répondant à la formule ci-après :

dans laquelle : # Rio, R'io, R11 et R'11 sont identiques ou différents et représentent indépendamment un hydrogène ou un groupe méthyle ;
A ml et ni sont, indépendamment, des entiers compris entre 0 et
4 inclus et sont, avantageusement, indépendamment égaux à 1 ou 2 ;
A X et X', identiques ou différents, sont un halogène et représentent, de préférence, un chlore et/ou un brome ; # p1 et q1 sont, indépendamment, des entiers compris entre 0 et
4 inclus ; - copolymères d'au moins deux types de monomères copolymérisables choisis parmi les monomères précurseurs des polymères listés supra et, de préférence, ceux appartenant aux groupes comprenant : les (méth)acryliques, les vinyliques, les allyliques et leurs mélanges.

De manière particulièrement préférée, on utilise les photochromes de l'invention : - avec des résines, présentant une structure nanobiphasée, susceptibles d'être obtenues par copolymérisation d'au moins deux monomères difonctionnels différents, spécifiques. De telles résines ont été décrites dans la demande de brevet EP-0-977 788 ;

- avec des résines, susceptibles d'être obtenues par copolymérisation d'au moins un monomère monofonctionnel et d'au moins un monomère difonctionnel, telles que décrites dans WO-A-01 92 372 ; - avec des résines, susceptibles d'être obtenues par copolymérisation d'une composition renfermant au moins un monomère monofonctionnel, au moins un autre monomère choisi parmi des monomères monofonctionnels et des monomères difonctionnels alcéniques et une quantité efficace d'au moins un additif acide ou basique, telles que décrites dans WO-A-02 06364.

La quantité de photochrome utilisée dans la matrice (co)polymère dépend du degré d'assombrissement souhaité. De manière habituelle, on en utilise une quantité comprise entre 0,001 et 20 % en poids.

Toujours selon le cinquième de ses aspects relatifs aux applications des composés (I) à titre de photochromes, la présente invention a également pour objet des articles ophtalmiques, tels que les articles de lunetterie ophtalmique ou solaire, comprenant : * au moins un composé (I) selon l'invention, * et/ou au moins un (co)polymère et/ou réticulat formé, au moins en partie, par des composé (s) del'invention, * et/ou au moins une composition photochromique telle que définie ci-dessus, * et/ou au moins une matrice (telle que définie supra), en matériau polymère organique ou en matériau minéral ou encore en matériau hybride minéral-organique, ladite matrice comprenant initialement au moins un composé de l'invention.

En pratique, les articles plus particulièrement visés par la présente invention sont les lentilles ophtalmiques ou solaires photochromiques, les vitrages (vitres pour bâtiments, pour engins de locomotion, véhicules automobiles), les dispositifs optiques, les articles décoratifs, les articles de protection solaire, le stockage d'informations, ...

La présente invention est illustrée par les exemples qui suivent, de synthèse et de validation photochromique, des composés de l'invention. Lesdits composés de l'invention sont comparés à des composés Cl et C2 de l'art antérieur.

EXEMPLES EXEMPLE 1 : SYNTHESE DU COMPOSE (1) Etape 1 :On additionne à froid du chlorure d'acétyle (8 g) sur 50 mL de méthanol.

On agite pendant 15 min, puis ajoute 15 g d'acide homoveratrique. On agite à 50 C pendant 1h. Après traitement, on obtient 15,27 g d'une huile jaune conforme en RMN 1H.

Etape 2 :On additionne une solution de 1-tétralone (2,1 g) dans 20 mL de toluène sur 110 mg de LiH. On agite 1h à reflux, puis additionne le produit de l'étape 1 (3 g) en solution dans 10 mL de toluène. On agite une nuit à reflux, puis verse le mélange réactionnel dans 30 mL d'HCI 1N. La phase aqueuse est extraite avec 2x20 mL d'éther diisopropylique, et les phases organiques réunies sont concentrée et purifiées par chomatographie sur colonne de silice. On recueille ainsi 0,55 g d'une huile jaune utilisée telle quelle pour l'étape suivante.

Etape 3 : Le produit de l'étape 2 (3,8 g) est agité à 80 C dans 70 mL d'acide phosphorique pendant 2h. On refroidit et ajoute 180 mL d'eau, puis filtre le solide rouge obtenu. Ce dernier est solubilisé dans de l'acétate d'éthyle, lavé avec de l'eau, et évaporé à sec. On obtient 1,87 g d'une poudre violette utilisée telle quelle pour l'étape suivante.

Etape 4: On agite le produit de l'étape 3 (600 mg), le 1-(para-méthoxyphényl)-1phényl-propyn-1-ol (476 mg) et 46 mg d'acide camphorsulfonique dans 10 mL de toluène à 50 C pendant 2h. Après purification par chromatographie sur colonne de silice et recristallisation, on isole 330 mg d'une poudre blanche conforme en RMN 1H.

EXEMPLE 2 : SYNTHESE DU COMPOSE (2) Il est obtenu selon une voie analogue à celle du composé (1). Les 3 premières étapes sont identiques. Dans la 4e étape, le produit de l'étape 3 (300 mg) est mélangé avec le 1-(para-méthylphényl)-1-phényl-propyn-1-ol (240 mg) et 15 mg d'acide camphorsulfonique dans 10 mL de toluène. On agite à 60 C pendant lh30.

Après purification par chromatographie sur silice et recristallisation, on isole 125 mg d'un solide blanc conforme en RMN 1H.

EXEMPLE 3 : SYNTHESE DU COMPOSE (3) Etape 1 :identique à l'étape 1 du composé (1).

Etape 2 On additionne 300 mg de LiH à une solution de 6-méthoxy-l-tétralone (2,64 g) et 3,57 g du produit de l'étape 1 dans 10 mL de toluène et 10 mL de THF. On agite 8h à reflux, puis 48 h à TA. On verse le mélange réactionnel dans 30 mL d'HCI 1N. La phase aqueuse est extraite avec un mélange THF/acétate d'éthyle, et les phases organiques réunies sont concentrée et purifiées par chomatographie sur colonne de silice. On recueille ainsi 1,15 g d'une huile indigo utilisée telle quelle pour l'étape suivante.

Etape 3 : Le produit de l'étape 2 est agité 5h à 70 C puis lh à 80 C dans 20 mL d'acide phosphorique pendant 2h. On refroidit, ajoute de l'eau et extrait avec de l'acétate d'éthyle. Après purification par chromatographie sur silice, on obtient 400 mg d'une huile conforme en RMN.

Etape 4 : On agite le produit de l'étape 3 (250 mg), le l-(para-méthoxyphényl)-lphényl-propyn-1-ol (180 mg) et 19 mg d'acide camphorsulfonique dans 5 mL de toluène à 60 C pendant lh. Après purification par chromatographie sur colonne de silice et recristallisation, on isole 250 mg d'une poudre blanche conforme en RMN 1H.

EXEMPLE 4 : SYNTHESE DU COMPOSE (4) Il est obtenu selon une voie analogue à celle du composé (1). Les 3 premières étapes sont identiques. Dans la 4eétape, le produit de l'étape 3 (300 mg) est mélangé avec le 1,1-diphényl-propyn-1-ol (300 mg) et 30 mg d'acide camphorsulfonique dans 5 mL de toluène. On agite à 55 C pendant 1 h. Après purification par chromatographie sur silice et recristallisation, on isole 75 mg d'un solide orange conforme en RMN 1H.

EXEMPLE 5 : COMPOSE (Cl) DE L'ART ANTERIEUR (US-A-5 869 658) EXEMPLE 6 : COMPOSE (C2) DE L'ART ANTERIEUR ( WO-A-01 36406)

Les propriétés photochromiques desdits composés (1) à (4) et (Cl) et (C2) ont été évaluées.

Lesdits composés sont solubilisés, à raison de 5 mg dans 50 ml de THF puis on mesure les absorptions UV-visible (trajet optique de lcm) avant et après exposition à une source UV à 365 nm. L'observation des teintes et des intensités développées est faite en plaçant les solutions au soleil ou à un simulateur solaire.

Les propriétés de ces composés sont données dans le tableau ci-après.

COMPOSE <SEP> STRUCTURE <SEP> COUPURE <SEP> #MAX <SEP> Ti/2***
<tb> UV* <SEP> vis**
<tb> (1) <SEP> MeO###O <SEP> #OMe <SEP> 417 <SEP> nm <SEP> 446 <SEP> nm <SEP> 23 <SEP> s
<tb>
<tb> (2) <SEP> MeO###O <SEP> # <SEP> 418 <SEP> nm <SEP> 438 <SEP> nm <SEP> 32 <SEP> s
<tb>

(3) 415 450

Mye

# * Coupure UV : longueur d'onde la plus faible pour laquelle l'absorption UV du composé est négligeable dans sa forme incolore.

# ** #MAX vis : , de la bande de plus grande intensité dans le domaine du spectre visible du composé après exposition.

# *** temps de décoloration correspondant à 50 % de baisse d'absorption au Avis à 21 C.

L'observation des solutions en présence de rayonnement solaire ou UV montre que les composés de l'invention présentent une coupure UV plus élevée (# 10 nm) que celle des composés de l'art antérieur ayant les mêmes substituants sur le naphtol et sur les phényles. Le déplacement inatendu de la bande UV leur confère une meilleure sensibilité au rayonnement solaire. L'observation des échantillons de même concentration au soleil confirme la meilleure colorabilité des produits de l'invention.

Claims

dans laquelle : # Ri et R2, identiques ou différents, représentent indépendamment : - un groupe alkyle linéaire ou ramifié qui comporte de 1 à 12 atomes de carbone, - un groupe cycloalkyle qui comporte de 3 à 12 atomes de carbone, - un groupe aryle ou hétéroaryle qui comporte dans sa structure de base respectivement 6 à 14 atomes de carbone ou 4 à 12 atomes de carbone et au moins un hétéroatome choisi parmi le soufre, l'oxygène et l'azote ; ladite structure de base étant éventuellement substituée par au moins un substituant choisi parmi l'ensemble des substitutants donnés ci-après : + un halogène et notamment le fluor, le chlore et le brome, + un hydroxy, + un groupe alkyle linéaire ou ramifié qui comporte de 1 à 12 atomes de carbone, + un groupe alcoxy linéaire ou ramifié qui comporte de 1 à 12 atomes de carbone, + un groupe halogénoalkyle ou halogénoalcoxy correspondant respectivement aux groupes (Ci-Ci2) alkyle ou alcoxy ci- dessus substitués par au moins un atome d'halogène, et notamment un groupe fluoroalkyle de ce type,

Revendications 1 - Composés de formule (I) suivante :

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+ un groupe phénoxy ou naphtoxy éventuellement substitué par au moins un groupe alkyle ou alcoxy linéaire ou ramifié qui comporte de 1 à 12 atomes de carbone, + un groupe alcényle linéaire ou ramifié qui comporte de 2 à

12 atomes de carbone et notamment le groupe vinyle ou le groupe allyle, + un groupe -NH2, + un groupe-NHR ou-NHCOR, R représentant un groupe alkyle linéaire ou ramifié qui comporte de 1 à 6 atomes de carbone ou un groupe phényle éventuellement substitué par au moins un groupe alkyle linéaire ou ramifié qui comporte de 1 à 6 atomes de carbone, + un groupe : @

R' et R", identiques ou différents, représentant indépendamment un groupe alkyle linéaire ou ramifié qui comporte de 1 à 6 atomes de carbone, un groupe phényle éventuellement substitué par au moins un groupe alkyle linéaire ou ramifié qui comporte de 1 à 6 atomes de carbone ou représentant ensemble avec l'atome d'azote auquel ils sont liés un cycle de 5 à 7 chaînons qui peut comporter au moins un autre hétéroatome choisi parmi l'oxygène, le soufre et l'azote, ledit azote étant éventuellement substitué par un groupe R'", groupe alkyle linéaire ou ramifié, comportant de 1 à 6 atomes de carbone, + un groupe méthacryloyle ou un groupe acryloyle, + deux des substituants forment ensemble un groupe cyclique, aromatique ou non, à un ou deux noyaux annelés, qui peut comporter au moins un hétéroatome choisi dans le groupe comprenant : l'oxygène, le soufre ou l'azote ; ce ou ces noyaux, indépendamment aromatique ou non aromatique de

5 à 7 chaînons, pouvant comporter au moins un substituant choisi parmi les groupes alkyle, linéaires ou ramifiés, qui

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Ri, R2 : groupe aryle ou hétéroaryle ; # R3, R4, identiques ou différents, représentent, indépendamment : - l'hydrogène, - un hydroxy, - un groupe alkyle linéaire ou ramifié qui comporte de 1 à 12 atomes de carbone (avantageusement de 1 à 6 atomes de carbone), - un groupe cycloalkyle qui comporte de 3 à 12 atomes de carbone, - un groupe alcoxy linéaire ou ramifié qui comporte de 1 à 12 atomes de carbone (avantageusement de 1 à 6 atomes de ca rbone), un groupe phényle, naphtyle, phénoxy ou naphtoxy, éventuellement substitué par au moins un groupe alkyle ou alcoxy linéaire ou ramifié qui comporte de 1 à 12 atomes de carbone, - un groupe aralkyle ou hétéroaralkyle, le groupe alkyle, linéaire ou ramifié, comportant de 1 à 4 atomes de carbone et les groupes aryle et hétéroaryle répondant aux mêmes définitions que celles données supra pour Ri, R2,

comportent de 1 à 12 atomes de carbone, les groupes alcoxy, linéaires ramifiés, qui comportent de 1 à 12 atomes de carbone et les groupes aryle, phényle et naphtyle ; - un groupe aralkyle ou hétéroaralkyle, dont le groupe alkyle, linéaire ou ramifié, comporte de 1 à 4 atomes de carbone et dont la partie aryle répond à la même définition que celle donnée supra pour le groupe aryle et hétéroaryle ; ou lesdits deux substituants Ri et Rz forment ensemble un groupement adamantyle, norbornyle, fluorénylidène, di(Cl-C6)- alkylanthracénylidène ou spiro(C5-C6)cycloalkyl- anthracénylidène ; ledit groupement étant éventuellement substitué par au moins un des substituants listés ci-dessus pour

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- un groupe amine ou amide : -NH2, - NHR, - CONH2, - CONHR,

R, R', R" répondant respectivement à leurs définitions données supra pour les substituants aminés des valeurs Ri, R2 : aryle ou hétéroaryle, ou R3 et R4 forment ensemble un groupe cyclique, aromatique ou non, à un ou deux noyaux annelés, qui peut comporter au moins un hétéroatome choisi dans le groupe comprenant : l'oxygène, le soufre ou l'azote; ce ou ces noyaux, de 5 à 7 chaînons, pouvant comporter au moins un substituant choisi parmi un groupe tel que défini plus haut, à titre de substituant, de la structure de base du groupe aryle ou heteroaryle représentant Ri ou R2 ; # R5 , en position a, b et/ou c, identiques ou différents, représentent, indépendamment : - un hydroxy, - un groupe alkyle linéaire ou ramifié qui comporte de 1 à 12 atomes de carbone (avantageusement de 1 à 6 atomes de carbone), - un groupe cycloalkyle qui comporte de 3 à 12 atomes de carbone, - un groupe alcoxy linéaire ou ramifié qui comporte de 1 à 12 atomes de carbone (avantageusement de 1 à 6 atomes de carbone), - un groupe phényle ou benzyle, éventuellement substitué par au moins un des substituants listés ci-dessus dans la définition des radicaux R1, R2 de la formule (I) dans le cas où les radicaux correspondent indépendamment à un groupe aryle ou hétéroaryle, - un groupe phénoxy ou naphtoxy éventuellement substitué par au moins un groupe alkyle ou alcoxy linéaire ou ramifié qui comporte de 1 à 12 atomes de carbone,

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R1, R2 de la formule (I) dans le cas où les radicaux correspondent indépendamment à un groupe aryle ou hétéroaryle, - deux des groupements R5 adjacents forment un cycle aromatique ou non-aromatique de 5 à 6 chainons susceptible de comporter au moins un hétéroatome choisi parmi l'oxygène, le soufre ou l'azote ; # m est un entier de 0 à 3.

- un groupe -COR , -COOR,-CONHR, -OCOR,-OCOOR ou -OCONHR, R représentant un groupe alkyle linéaire ou ramifié comportant de 1 à 6 atomes de carbone ou un groupe cycloalkyle comportant de 3 à 6 atomes de carbone ou un groupe phényle ou benzyle éventuellement substitué par au moins un des substituants listés ci-dessus pour les valeurs de

R1 et R2 forment ensemble un groupe adamantyle ou norbornyle ; ou/et # R3 et R4 représentent, indépendamment, un hydrogène, un groupe alkyle, un groupe alcoxy ou amino; ou/et
2 - Composés selon la revendication 1, caractérisés en ce qu'ils répondent à la formule (I) dans laquelle : # R1, R2 sont identiques ou différents et représentent indépendamment des groupes aryles ou hétéroaryles éventuellement substitués dont la structure de base est choisie dans le groupe comprenant les groupements phényle, naphtyle, biphényle, pyridyle, furyle, benzofuryle, dibenzofuryle, N-(Cl-C6)alkylcarbazole, thiényle, benzothiényle, dibenzothiényle et julolidinyle ; R1 et/ou R2 représentant, avantageusement, un groupe phényle substitué en méta ou para; ou

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# m=0, 1 ou 2 avec lorsque m=l ou 2, R5, identiques ou différents, représentant indépendamment, un groupe alkyle ou un groupe alcoxy ou un groupe phényle éventuellement substitué, ou lorsque m=2, deux groupements R5 adjacents formant un cycle aromatique ou non-aromatique de 5 à 6 chainons susceptible de comporter au moins un hétéroatome choisi parmi l'oxygène, le soufre ou l'azote.

dans laquelle Ri et R2 sont tels que définis à l'une des revendications 1 ou 2 en référence à la formule (I) ; la condensation (II)/III) s'effectuant avantageusement en présence d'un catalyseur, ce dernier étant de préférence sélectionné dans le groupe comprenant l'acide paratoluènesulfonique, l'acide dodécylsulfonique, l'acide camphorsulfonique ou l'acide bromoacétique ; ou # avec un dérivé aldéhyde, répondant à la formule (III') ci-après :

dans laquelle R3, R4, R5 (en position a, b et/ou c) et m sont tels que définis à l'une des revendications 1 ou 2 en référence à la formule (I); # avec un dérivé de l'alcool propargylique, répondant à la formule (III) ci-après :
3 - Procédé de préparation des composés selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend la condensation : # d'un produit intermédiaire de formule (II) donnée ci-dessous :

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dans laquelle R1 et R2 sont tels que définis à l'une quelconque des revendications let 2 ci-dessus en référence à la formule (I) ; la condensation (II)/(III') s'effectuant, avantageusement, en présence d'un complexe métallique, de préférence de titane, le tétraéthylate de titane étant particulièrement préféré.

dans laquelle R3, R4, R5 (en position a, b et/ou c) et m sont tels que définis à l'une des revendications 1 ou 2 en référence à la formule (I), à l'exception du composé répondant à ladite formule (II) dans laquelle R3 =R4 = H et m = 0.

4 - Produits intermédiaires, notamment utiles à la préparation des composés selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisés en ce qu'ils répondent à la formule (II) suivante :

5 - (Co)polymère et/ou réticulat obtenu par polymérisation et/ou réticulation et/ou greffage d'au moins un composé selon l'une des revendications 1 ou 2.

6 - Composé photochromique, caractérisé en ce qui) est constitué par un composé selon l'une des revendications 1 ou 2, ou par un mélange d'au moins deux composés selon l'une des revendications 1 ou 2 ou par un mélange d'au moins un composé selon l'une des revendications 1 ou 2 avec au moins un autre composé photochromique d'un autre type et/ou au moins un colorant non photochromique.

7 - Composition photochromique, caractérisée en ce qu'elle comprend : - au moins un composé selon l'une des revendications 1 ou 2, - et/ou au moins un (co)polymère linéaire ou réticulé renfermant, dans sa structure, au moins un composé (I) selon l'une des revendications 1 ou 2, - et, facultativement, au moins un autre composé photochromique d'un autre type et/ou au moins un colorant non photochromique et/ou au moins un stabilisant.

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8 - Matrice caractérisée en ce qu'elle comprend : - au moins un composé (I) selon l'une des revendication 1 ou 2, - et/ou au moins une composition selon la revendication 7, - et/ou au moins un co(polymère) et/ou réticulat selon la revendication 5.

dans laquelle : # Rio, R'10, R11 et R'11 sont identiques ou différents et représentent indépendamment un hydrogène ou un groupe méthyle ; A ml et ni sont, indépendamment, des entiers compris entre 0 et

9 - Matrice (co)polymère selon la revendication 8, caractérisée en ce que le(les) (co)polymère(s) qui la constitue(nt) est (sont) choisi (s) dans la liste suivante : - mono-, di-, tri-, ou trétraacrylate ou mono-, di-, tri-, ou tétraméthacrylate d'alkyle, de cycloalkyle, de (poly ou oligo) ethylène glycol, d'aryle ou d'arylalkyle éventuellement halogéné ou comportant au moins un groupement éther et/ou ester et/ou carbonate et/ou carbamate et/ou thiocarbamate et/ou urée et/ou amide, - polystyrène, polyéther, polyester, polycarbonate (e.g. polycarbonate de bisphénol-A, polycarbonate de diallyl diéthylène glycol), polycarbamate, polyépoxy, polyurée, polyuréthanne, polythiouréthanne, polysiloxane, polyacrylonitrile, polyamide, polyester aliphatique ou aromatique, polymères vinyliques, acétate de cellulose, triacétate de cellulose, acétate-propionate de cellulose ou polyvinylbutyral, - ceux obtenus à partir de monomères difonctionnels répondant à la formule ci-après :
4 inclus ; et sont avantageusement indépendamment égaux à 1 ou 2 ;

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# X et X', identiques ou différents, sont un halogène et représentent, de préférence, un chlore et/ou un brome ; # pi et qi sont, indépendamment, des entiers compris entre 0 et 4 inclus ; - copolymères d'au moins deux types de monomères copolymérisables choisis parmi les monomères précurseurs des polymères listés supra, et de préférence ceux appartenant aux groupes comprenant : les (méth)acryliques, les vinyliques, les allyliques et leurs mélanges.

10 - Article ophtalmique ou solaire comprenant : - au moins un composé (I) selon l'une des revendications 1 ou 2, - et/ou au moins une composition selon la revendication 7, - et/ou au moins un (co)polymère et/ou réticulat selon la revendication 5, - et/ou au moins une matrice selon l'une des revendications 8 ou 9.

11 - Article selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il est constitué par une lentille, par un vitrage ou par un dispositif optique.