JP2725391B2 - フォトクロミック材料及びフォトクロミック材料の製造方法 - Google Patents

フォトクロミック材料及びフォトクロミック材料の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はフォトクロミック材料及びフォトクロミック
材料の製造方法に関する。
従来の技術 従来、可逆的な色の変化を生ずる材料としてフォトク
ロミック材料が知られている。フォトクロミック材料の
うちで最もよく検討されているものにスピロピランが挙
げられる。
現在までに数多くのスピロピランが発表されている。
例えば下記に示すスピロピランに紫外光を照射するとメ
ロシアニンに変化し、赤色を呈する。このメロシアニン
は可視光を照射すると元のスピロピランに戻る。
フォトクロミック材料のこの性質は例えば光学記録媒
体への応用が考えられる。
発明が解決しようとする課題 フォトクロミック材料は、一般に、どちらかの状態が
熱的に不安定である。例えば上で示したスピロピラン化
合物は、着色体の安定性が低い。これを克服するため
に、スピロピラン骨格に炭化水素鎖を導入し、LB膜中で
会合体を形成させることによって、着色体の安定性を向
上させることが提案されている(例えば特開昭59−2244
13号公報)。
しかし、会合体形成スピロピランは、着色体の安定性
は高いが、半導体レーザー発振領域に高い感度をもた
ず、したがってデバイスを小型化することが困難であっ
た。
本発明は、このような従来技術の課題を解決すること
を目的とする。
課題を解決するための手段 本発明は下記一般式のフォトクロミック材料を提供す
るものである。
ただし、R1は炭素数1から30のアルキル基、R2は炭素数
5から30のアルキル基とする。
作用 上記フォトクロミック材料は、スピロピラン骨格の
5′位と6位にニトロ基、1′位にアルキル基、8位に
アルカノイルオキシメチル基を有する特別の化合物で、
この組合せを用いることによって、これまでのスピロピ
ランと比較して着色体が会合体を形成して安定化し、か
つ半導体レーザー発振領域に感度を有する。
実施例 以下に、本発明の実施例について図面を参照しながら
説明する。
本製法を用いて製造したスピロピランの一例(以下NS
P1822と称する。)の化学構造式を以下に示す。
次に製造方法を説明する。
(ステップ1) 2,3,3−トリメチルインドレニン()42.3g(266mmo
l)とヨードオクタデカン()101.1g(266mmol)を2
−ブタノン200mlに溶解し、40時間加熱還流した。2−
ブタノンを留去後、残った固体を1000mlのエタノールか
ら再結晶し、赤白色の固体、1−オクタデシル−2,3,3
−トリメチルインドレニウムのヨウ素塩()91.5g(1
97mmol、収率63.9%)を得た。
(ステップ2) 上記1−オクタデシル−2,3,3−トリメチルインドレ
ニウムのヨウ素塩()91.5g(197mmol)を100mlのジ
エチルエーテルに分散し、これを3.8N水酸化ナトリウム
水溶液400mlに分散した。3.5時間攪はんした後、油層を
ジエチルエーテルで抽出した。水酸化ナトリウムで1昼
夜乾燥した後、ジエチルエーテルを留去して、黄色液体
の1−オクタデシル−2−メチレン−3,3−ジメチルイ
ンドリン()65.6g(159mmol、収率80.7%)を得た。
(ステップ3) 3−クロロメチル−5−メトキシサリチルアルデヒド
)11.3g(52.6mmol)とベヘン酸銀20.6g(52.6mmo
l)を混合し、ベンゼン中(不均一系)で加熱還留し
た。40時間後ろ過し、ろ液を濃縮した後ベンゼン:ヘキ
サン=1:5で再結晶して、3−ドコサノイルオキシメチ
ル−5−ニトロ−サリチルアルデヒド()の黄色針状
結晶11.1g(21.3mmol、収率40.5%)を得た。
(ステップ4) ステップ1〜2で合成した1−オクタデシル−2−メ
チレン−3,3−ジメチルインドリン()2g(4.9mmol)
とステップ3で合成した3−ニトロ−5−メトキシサリ
チルアルデヒド()2.1g(4.1mmol)を20mlのエタノ
ール中で1時間加熱還流した。濃緑色の反応溶液を冷却
して析出した沈澱を80mlのエタノールから3回再結晶し
て、スピロピラン(黄褐色結晶)2.5g(2.7mmol、収
率65.9%)を得た。
このようにして得たスピロピランに次のステップに示
す方法により、ニトロ化を行なった。
(ステップ5) 酢酸/発煙硝酸=100ml/10ml溶液にスピロピラン
)2.5g(2.7mmol)の酢酸溶液を滴下した。15分
後、ヘキサンと水の混合物にあけ、ヘキサンで抽出し
た。有機層を炭酸水素ナトリウムで洗浄し、有機層を乾
燥濃縮後カラムクロマトグラフィーで精製し、さらにヘ
キサンから2回再結晶して、スピロピラン(NSP1822)3
00mgを得た。
最終生成物の構造はNMRにより確認した。各ペクトル
の帰属を表に示す。
表中のケミカルシフトの単位はppm、かっこ内はピー
クの形状でs:一重線、d:二重線、t:三重線、m:多重線を
表わす。
また、帰属でJはカップリング定数を示す。
塩化メチレン中にNSP1822とPMMAを1/1の重量比で溶解
させ、2000rpmで石英上にスピンコートし、薄膜を作成
した。この薄膜に紫外線(366nm)を照射すると、無色
体から速やかに着色体に変化する。その吸収極大は617n
mである。従来のスピロピランを用いた記録媒体と比較
して長波長領域に極大吸収を有する。しかもこの着色体
は非常に安定で、室温暗所で24時間放置しても吸光度に
全く変化はみられなかった。この材料は、波長670nmの
半導体レーザーを用いて記録することができた。
なお、一般式(AA)においてR1に炭素数6から30、R2
に炭素数5から30の組合せを選択したスピロピランは、
実施例(1)と同様のフォトクロミック特性を示し望ま
しい。また、一般式(AA)においてR1に炭素数1から5
を選択したスピロピランも着色体の吸収極大は同じで、
着色体も10時間以上変化せず、望ましい。
比較例 なお、表記のスピロピラン化合物は、本製造方法に示
したような、最終段階でのニトロ化によって初めて製造
可能である。たとえばカップリング反応(ステップ4)
の前にニトロ化を行なう従来の製造方法では、以下に示
すようにアルキル化反応が進行しない。すなわちニトロ
インドレニン()とヨードオクタデカンとを2−ブタ
ノンに溶解し、40時間加熱還流したが、まったく反応は
進行せず、原料が回収された。
炭素数6以上のハロゲン化アルキルでは同様に反応は
まったく進行しなかった。したがって、本製造法は著し
く効果を発揮する。炭素数5以下のハロゲン化アルキル
では反応はわずかに進行するが生成物の収率は低い。従
って本製造法は効果を発揮する。
図は、本発明の実施例で用いたスピロピラン(NSP182
2)の無色体(A)と着色体(B)のPMMA中における紫
外可視吸収スペクトル図である。
発明の効果 本発明によれば、従来のスピロピラン化合物と比較し
て長波長域に吸収極大を有し、しかも着色体の安定性の
高いスピロピラン化合物の提供が可能になり、その波及
効果は大である。
【図面の簡単な説明】
図は、本発明の実施例で用いたスピロピラン(NSP182
2)の無色体(A)と着色体(B)のPMMA中における紫
外可視吸収スペクトル図である。

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下記一般式を有するフォトクロミック材
    料。 ただし、R1は炭素数1から30のアルキル基、R2は炭素数
    5から30のアルキル基を示す。
  2. 【請求項2】R1が炭素数6から30のアルキル基を有する
    ことを特徴とする請求項1記載のフォトクロミック材
    料。
  3. 【請求項3】下記一般式 で示されるフォトクロミック材料に対し、ニトロ化剤を
    直接作用させて得ることを特徴とする請求項1記載のフ
    ォトクロミック材料の製造方法。 ただし、R1は炭素数1から30のアルキル基、R2は炭素数
    5から30のアルキル基を示す。
  4. 【請求項4】ニトロ化剤に発煙硝酸を用いることを特徴
    とする請求項3記載のフォトクロミック材料の製造方
    法。
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