JP3256744B2 - Oxymethyl crowned spirobenzopyran - Google Patents

Oxymethyl crowned spirobenzopyran

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JP3256744B2
JP3256744B2 JP29175899A JP29175899A JP3256744B2 JP 3256744 B2 JP3256744 B2 JP 3256744B2 JP 29175899 A JP29175899 A JP 29175899A JP 29175899 A JP29175899 A JP 29175899A JP 3256744 B2 JP3256744 B2 JP 3256744B2
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spirobenzopyran
oxymethyl
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solution
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尚功 安藤
恵一 木村
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、新規化合物である
オキシメチルクラウン化スピロベンゾピランに関する。
[0001] The present invention relates to a novel compound, oxymethyl crowned spirobenzopyran.

【0002】[0002]

【従来の技術】ジアゾベンゼンを始めとする種々のフォ
トクロミック化合物が光感応性素子として光機能性材料
の視点から検討されている。UV光照射によって、下記
式に従ってスピロ環が開環しメロシアニン体へと異性化
するスピロベンゾピランもフォトクロミック化合物の一
つであり、光機能性材料への応用が広く検討されてい
る。
2. Description of the Related Art Various photochromic compounds including diazobenzene have been studied as light-sensitive devices from the viewpoint of photo-functional materials. Spirobenzopyran, which opens a spiro ring according to the following formula upon irradiation with UV light and isomerizes to a merocyanine compound, is also one of the photochromic compounds, and its application to photofunctional materials has been widely studied.

【0003】[0003]

【化2】 Embedded image

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、例えば光機
能材料等として有用な新規化合物を提供することであ
る。
An object of the present invention is to provide a novel compound useful as, for example, an optically functional material.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明者は、文献未記載
の新規化合物である特定の構造のオキシメチルクラウン
化スピロベンゾピランが、アルカリ金属イオンに対して
クラウン環の大きさを反映した選択性を示すイオン感応
性フォトクロミック化合物であることを見出した。
Means for Solving the Problems The present inventors have developed a novel compound, oxymethyl crowned spirobenzopyran of a specific structure, which has not been described in the literature, and a method of selecting an alkali metal ion that reflects the size of the crown ring with respect to an alkali metal ion. It has been found that the compound is an ion-sensitive photochromic compound exhibiting the property.

【0006】即ち、本発明は、下記のオキシメチルクラ
ウン化スピロベンゾピランを提供するものである。 1.一般式(I)
That is, the present invention provides the following oxymethyl crowned spirobenzopyran. 1. General formula (I)

【0007】[0007]

【化3】 Embedded image

【0008】(式中、Rは水素原子又は炭素数1〜20
のアルキル基であり、nは0〜5の整数である)で表さ
れるオキシメチルクラウン化スピロベンゾピラン。 2.上記一般式(I)において、Rが低級アルキル基で
あり、nが1〜3の整数である上記項1に記載のオキシ
メチルクラウン化スピロベンゾピラン。 3.上記一般式(I)において、Rがメチル基であり、
nが1である上記項1に記載のオキシメチルクラウン化
スピロベンゾピラン。 4.上記一般式(I)において、Rがメチル基であり、
nが2である上記項1に記載のオキシメチルクラウン化
スピロベンゾピラン。 5.上記一般式(I)において、Rがメチル基であり、
nが3である上記項1に記載のオキシメチルクラウン化
スピロベンゾピラン。 6.上記項1〜5のいずれかに記載のオキシメチルクラ
ウン化スピロベンゾピランを含有する光機能材料。
Wherein R is a hydrogen atom or a C 1-20
And n is an integer of 0 to 5). Oxymethyl crowned spirobenzopyran. 2. 2. The oxymethyl crowned spirobenzopyran according to item 1, wherein in the general formula (I), R is a lower alkyl group, and n is an integer of 1 to 3. 3. In the above general formula (I), R is a methyl group;
Item 2. The oxymethyl crowned spirobenzopyran according to Item 1, wherein n is 1. 4. In the above general formula (I), R is a methyl group;
Item 2. The oxymethyl crowned spirobenzopyran according to Item 1, wherein n is 2. 5. In the above general formula (I), R is a methyl group;
Item 2. The oxymethyl crowned spirobenzopyran according to Item 1, wherein n is 3. 6. Item 6. An optical functional material containing the oxymethyl crowned spirobenzopyran according to any one of Items 1 to 5.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】本発明のオキシメチルクラウン化
スピロベンゾピランは、文献未記載の新規化合物であ
り、一般式(I)
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The oxymethyl crowned spirobenzopyran of the present invention is a novel compound which has not been described in the literature and has the general formula (I)

【0010】[0010]

【化4】 Embedded image

【0011】(式中、Rは水素原子又は炭素数1〜20
のアルキル基であり、nは0〜5の整数を示す。)で表
されるものである。
Wherein R is a hydrogen atom or a C 1-20
And n represents an integer of 0 to 5. ).

【0012】本発明の化合物は、UV光照射によってメ
ロシアニン体へと異性化し、吸収波長が約560nm、
モル吸光係数εが約20000という長波長領域に大き
な吸収スペクトルを持ち、光機能性材料として非常に有
利な物性を有する化合物である。さらに、本発明のオキ
シメチルクラウン化スピロベンゾピランは、イオン感応
性を有するフォトクロミック化合物であり、アルカリ金
属イオンに対してクラウン環の大きさを反映した選択性
を示し、クラウン環とアルカリ金属イオンとの錯形成に
より、モル吸光係数が小さくなり、UV光照射によって
生成したメロシアニンが著しく安定化するという特徴を
有する。
The compound of the present invention isomerizes into a merocyanine compound by irradiation with UV light, and has an absorption wavelength of about 560 nm,
A compound having a large absorption spectrum in a long wavelength region having a molar extinction coefficient ε of about 20,000 and having very advantageous physical properties as an optical functional material. Furthermore, the oxymethyl crowned spirobenzopyran of the present invention is a photochromic compound having ion sensitivity, exhibits selectivity reflecting the size of a crown ring to an alkali metal ion, and a crown ring and an alkali metal ion. Has a characteristic that the molar extinction coefficient decreases and the merocyanine formed by irradiation with UV light is remarkably stabilized.

【0013】上記一般式(I)で表される化合物におい
て、Rで表されるアルキル基は、直鎖状又は分枝鎖状の
炭素数1〜20のアルキル基であり、好ましくは、炭素
数1〜6程度の低級アルキル基である。この様なアルキ
ル基としては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピ
ル、ブチル、イソブチル、tert−ブチル、ペンチ
ル、へキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、
ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペ
ンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシル、オクタデシ
ル、ノナデシル、エイコシル等を例示できる。
In the compound represented by the general formula (I), the alkyl group represented by R is a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and preferably has 1 to 20 carbon atoms. About 1 to 6 lower alkyl groups. Such alkyl groups include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, tert-butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl,
Examples include undecyl, dodecyl, tridecyl, tetradecyl, pentadecyl, hexadecyl, heptadecyl, octadecyl, nonadecyl, eicosyl and the like.

【0014】また、一般式(I)において、nは0〜5
の整数であり、好ましくは、1〜3の整数である。
In the general formula (I), n is from 0 to 5
And preferably an integer of 1 to 3.

【0015】以下、本発明化合物の製造方法を説明す
る。
Hereinafter, a method for producing the compound of the present invention will be described.

【0016】まず、下記反応式に従って、公知化合物で
ある一般式(II)の3−クロロメチル−5−ニトロサリ
チルアルデヒドと、公知化合物である一般式(III)の
1−アルキル−3,3−ジメチル−2−メチレンインド
リンとを反応させて、一般式(IV)で表されるクロロメ
チルスピロベンゾピランを合成する。
First, according to the following reaction formula, a known compound, 3-chloromethyl-5-nitrosalicylaldehyde of the general formula (II), and a known compound, 1-alkyl-3,3- By reacting with dimethyl-2-methyleneindoline, chloromethylspirobenzopyran represented by the general formula (IV) is synthesized.

【0017】[0017]

【化5】 Embedded image

【0018】(一般式(III)及び一般式(IV)におい
て、Rは上記に同じ) この反応は、エタノール、テトラヒドロフラン(TH
F)、ジオキサン等の有機溶媒、好ましくは脱水THF
中で行うことができ、3−クロロメチル−5−ニトロサ
リチルアルデヒド1モルに対して 1−アルキル−3,
3−トリメチル−2−メチレンインドリン0.5〜2モ
ル程度、好ましくは、両者を等モル量程度反応させれば
よい。反応は、窒素雰囲気等の不活性雰囲気下で行うこ
とができ、反応温度は、0〜100℃程度、好ましくは
70〜80℃程度とすればよい。反応時間は、通常、2
〜6時間程度とすればよい。
(In the general formulas (III) and (IV), R is the same as described above.) This reaction is carried out using ethanol, tetrahydrofuran (TH
F), organic solvents such as dioxane, preferably dehydrated THF
Can be carried out in 1-alkyl-3, relative to 1 mol of 3-chloromethyl-5-nitrosalicylic aldehyde.
3-Trimethyl-2-methyleneindoline may be reacted in an amount of about 0.5 to 2 mol, preferably about an equimolar amount. The reaction can be performed in an inert atmosphere such as a nitrogen atmosphere, and the reaction temperature may be about 0 to 100 ° C, preferably about 70 to 80 ° C. The reaction time is usually 2
It may be about 6 hours.

【0019】次いで、下記反応式に従って、得られた一
般式(IV)のクロロメチルスピロベンゾピランと、公知
化合物である一般式(V)のヒドロキシメチルクラウン
エーテルとを反応させることによって、目的とする一般
式(I)で表されるオキシメチルクラウン化スピロベン
ゾピランを得ることができる。
Then, according to the following reaction formula, the obtained chloromethylspirobenzopyran of the general formula (IV) is reacted with a hydroxymethyl crown ether of the general formula (V), which is a known compound, to obtain the desired compound. An oxymethyl crowned spirobenzopyran represented by the general formula (I) can be obtained.

【0020】[0020]

【化6】 Embedded image

【0021】この反応は、触媒として、水酸化リチウ
ム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、水素化ナトリウ
ム等の塩基性化合物、好ましくは、粉末状の水酸化ナト
リウムを用いて、THF、ジオキサン等の有機溶媒、好
ましくは脱水THF中で行うことができる。
This reaction is carried out by using a basic compound such as lithium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate and sodium hydride as a catalyst, preferably sodium hydroxide in powder form, and using an organic solvent such as THF and dioxane. , Preferably in dehydrated THF.

【0022】一般式(IV)のクロロメチルスピロベンゾ
ピランに対する一般式(V)のヒドロキシメチルクラウ
ンエーテルの反応割合は、前者1モルに対して、後者を
1モル程度以上、好ましくは3〜6モル程度とすればよ
い。触媒の使用量は、クロロメチルスピロベンゾピラン
1モルに対して7〜15モル程度、好ましくは、10モ
ル程度とすればよい。反応温度は、0〜80℃程度、好
ましくは室温程度とすればよく、反応時間は1〜2時間
程度とすればよい。
The reaction ratio of the hydroxymethyl crown ether of the general formula (V) to the chloromethyl spirobenzopyran of the general formula (IV) is at least about 1 mol, preferably 3 to 6 mol, per mol of the former. It may be about the degree. The amount of the catalyst used may be about 7 to 15 mol, preferably about 10 mol, per 1 mol of chloromethylspirobenzopyran. The reaction temperature may be about 0 to 80 ° C., preferably about room temperature, and the reaction time may be about 1 to 2 hours.

【0023】この様にして得られる本発明化合物は、慣
用されている分離精製手段に従って、反応混合物から容
易に単離、精製できる。
The compound of the present invention thus obtained can be easily isolated and purified from the reaction mixture according to commonly used separation and purification means.

【0024】本発明のオキシメチルクラウン化スピロベ
ンゾピランは、UV光照射によってスピロ環が開環して
メロシアニン体へと異性化する性質を有するフォトクロ
ミック化合物であり、しかも、アルカリ金属イオンに対
してクラウン環の大きさを反映した選択性を示すもので
あり、アルカリ金属イオンを共存させることによって、
アルカリ金属イオンの種類に応じた吸収特性を発揮する
ものとなる。本発明化合物は、この様な特性を利用し
て、例えば、イオン選択性比色試薬、イオン感応性光記
憶素子等の光機能材料として有効に利用できる。
The oxymethyl crowned spirobenzopyran of the present invention is a photochromic compound having a property that a spiro ring is opened by UV light irradiation and isomerized into a merocyanine compound. Shows selectivity reflecting the size of the ring, by coexisting alkali metal ions,
It will exhibit absorption characteristics according to the type of alkali metal ion. The compound of the present invention can be effectively used as an optical functional material such as an ion-selective colorimetric reagent and an ion-sensitive optical storage element by utilizing such characteristics.

【0025】[0025]

【発明の効果】本発明の化合物は、アルカリ金属イオン
に対してクラウン環の大きさを反映した選択性を示す、
いわゆるイオン感応性フォトクロミック化合物であり、
光機能性材料として有用な化合物である。
The compound of the present invention exhibits selectivity for the alkali metal ion reflecting the size of the crown ring.
It is a so-called ion-sensitive photochromic compound,
It is a compound useful as an optical functional material.

【0026】[0026]

【実施例】以下、製造例及び実施例を挙げて本発明を更
に詳細に説明する。 製造例1 クロロメチルスピロベンゾピランの合成 三つ口フラスコ(300ml)に窒素雰囲気下3−クロ
ロメチル−5−ニトロサリチルアルデヒド1.08g
(5mmol)と脱水THF90mlを入れ、室温で撹
拌した。これに、1,3,3−トリメチル−2−メチレ
ンインドリン0.87g(5mmol)を脱水THF1
0mlにとかした溶液を加え、4時間加熱還流した。得
られた反応液を放冷して、下記式
The present invention will be described below in more detail with reference to production examples and examples. Production Example 1 Synthesis of chloromethylspirobenzopyran 1.08 g of 3-chloromethyl-5-nitrosalicylaldehyde in a three-necked flask (300 ml) under a nitrogen atmosphere.
(5 mmol) and 90 ml of dehydrated THF were added and stirred at room temperature. Then, 0.87 g (5 mmol) of 1,3,3-trimethyl-2-methyleneindoline was added to dehydrated THF1.
The solution dissolved in 0 ml was added, and the mixture was heated under reflux for 4 hours. The reaction solution obtained is allowed to cool, and the following formula

【0027】[0027]

【化7】 Embedded image

【0028】で表されるクロロメチルスピロベンゾピラ
ンを得た(収率:40%)。 実施例1スピロベンゾピランオキシメチル12クラウン4(SB
P−OM12C4)の合成 三つ口フラスコ(300ml)に、製造例1で得たクロ
ロメチルスピロベンゾピラン(1mmol)のTHF溶
液20mlとヒドロキシメチル12クラウン4を618
mg(3mmol)入れ、室温で撹拌した。これに、粉
末NaOH360mg(9mmol)を加え、室温で1
時間撹拌した。反応液に酢酸540mg(9mmol)
を加え、1分間撹拌した後、クロロホルム100mlと
水100mlを加え、クロロホルム層を分離した。クロ
ロホルム層を留去し、GPCにて、上記下記一般式
(I)において、R=メチル、n=1であるSBP−O
M12C4を赤紫色液体として得た。 収率(クロロメチルスピロベンゾピランの合成反応から
のトータル):40%1 H−NMR(CDCl3)δ:1.20(3H、s、−
CH3)、1.27(3H、s、−CH3)、2.70
(3H、s、−N−CH3)、3.4〜3.8(17
H、m、−OCH2−、−OCH=)、4.29(2
H、q、Ph−CH2−)、5.86(1H、d、=C
H−)、6.53(1H、d、ArH)、6.87(1
H、t、ArH)、6.93(1H、d、=CH−)、
7.07(1H、d、ArH)、7.18(1H、t、
ArH)、7.94(1H、s、ArH)、8.16
(1H、s、ArH) 実施例2スピロベンゾピランオキシメチル15クラウン5(SB
P−OM15C5)の合成 実施例1で用いたヒドロキシメチル12クラウン4に代
えて、ヒドロキシメチル15クラウン5を750mg
(3mmol)を用いる以外は、実施例1と同様にし
て、上記一般式(I)において、R=メチル、n=2で
あるSBP−OM15C5を得た。 収率(クロロメチルスピロベンゾピランの合成反応から
のトータル):27%1 H−NMR(CDCl3)δ:1.19(3H、s、−
CH3)、1.27(3H、s、−CH3)、2.69
(3H、s、−N−CH3)、3.4〜3.8(21
H、m、−OCH2−、−OCH=)、4.29(2
H、q、Ph−CH2−)、5.86(1H、d、=C
H−)、6.53(1H、d、ArH)、6.86(1
H、t、ArH)、6.93(1H、d、=CH−)、
7.07(1H、d、ArH)、7.18(1H、t、
ArH)、7.93(1H、s、ArH)、8.18
(1H、s、ArH) 実施例3スピロベンゾピランオキシメチル18クラウン6(SB
P−OM18C6)の合成 実施例1で用いたヒドロキシメチル12クラウン4に代
えて、ヒドロキシメチル18クラウン6を882mg
(3mmol)用いる以外は、実施例1と同様にして、
上記一般式(I)において、R=メチル、n=3である
SBP−OM18C6を得た。 収率(クロロメチルスピロベンゾピランの合成反応から
のトータル):16%1 H−NMR;(CDCl3)δ:1.20(3H、s、
−CH3)、1.28(3H、s、−CH3)、2.70
(3H、s、−N−CH3)、3.4〜3.8(25
H、m、−OCH2−、−OCH=)、4.30(2
H、s、Ph−CH2−)、5.86(1H、d、=C
H−)、6.54(1H、d、ArH)、6.87(1
H、t、ArH)、6.93(1H、d、=CH−)、
7.07(1H、d、ArH)、7.18(1H、t、
ArH)、7.94(1H、s、ArH)、8.18
(1H、s、ArH)実験1 実施例1で得たSBP−OM12C4の1×10-4Mア
セトニトリル溶液を調製し、この溶液及びこの溶液に更
にリチウム過塩素酸塩、ナトリウム過塩素酸塩又はカリ
ウム過塩素酸塩を濃度1×10-4Mとなるように添加し
た溶液について、吸収スペクトルを測定した。測定結果
を図1に示す。
There was obtained chloromethylspirobenzopyran represented by the following formula (yield: 40%). Example 1 Spirobenzopyranoxymethyl 12 Crown 4 (SB
Synthesis of P-OM12C4) In a three-necked flask (300 ml), 20 ml of a THF solution of chloromethylspirobenzopyran (1 mmol) obtained in Production Example 1 and 618 of hydroxymethyl 12 crown 4 were added.
mg (3 mmol) and stirred at room temperature. To this, 360 mg (9 mmol) of powdered NaOH was added, and 1
Stirred for hours. Acetic acid (540 mg, 9 mmol)
After stirring for 1 minute, 100 ml of chloroform and 100 ml of water were added, and the chloroform layer was separated. The chloroform layer was distilled off, and SPC-O in which R = methyl and n = 1 in the above general formula (I) by GPC.
M12C4 was obtained as a reddish purple liquid. Yield (total from the synthesis reaction of chloromethyl spirobenzopyran): 40% 1 H-NMR (CDCl 3 ) δ: 1.20 (3H, s, −
CH 3), 1.27 (3H, s, -CH 3), 2.70
(3H, s, -N-CH 3), 3.4~3.8 (17
H, m, -OCH 2 -, - OCH =), 4.29 (2
H, q, Ph-CH 2 -), 5.86 (1H, d, = C
H-), 6.53 (1H, d, ArH), 6.87 (1
H, t, ArH), 6.93 (1H, d, = CH-),
7.07 (1H, d, ArH), 7.18 (1H, t,
ArH), 7.94 (1H, s, ArH), 8.16
(1H, s, ArH) Example 2 Spirobenzopyranoxymethyl 15 Crown 5 (SB
Synthesis of P-OM15C5) Instead of hydroxymethyl 12 crown 4 used in Example 1, 750 mg of hydroxymethyl 15 crown 5 was used.
In the same manner as in Example 1 except that (3 mmol) was used, SBP-OM15C5 in which R = methyl and n = 2 in the general formula (I) was obtained. Yield (total from synthesis reaction of chloromethyl spirobenzopyran): 27% 1 H-NMR (CDCl 3 ) δ: 1.19 (3H, s, −
CH 3), 1.27 (3H, s, -CH 3), 2.69
(3H, s, -N-CH 3), 3.4~3.8 (21
H, m, -OCH 2 -, - OCH =), 4.29 (2
H, q, Ph-CH 2 -), 5.86 (1H, d, = C
H-), 6.53 (1H, d, ArH), 6.86 (1
H, t, ArH), 6.93 (1H, d, = CH-),
7.07 (1H, d, ArH), 7.18 (1H, t,
ArH), 7.93 (1H, s, ArH), 8.18
(1H, s, ArH) Example 3 Spirobenzopyranoxymethyl 18 Crown 6 (SB
Synthesis of P-OM18C6) Instead of hydroxymethyl 12 crown 4 used in Example 1, 882 mg of hydroxymethyl 18 crown 6 was used.
(3 mmol) except that it was used in the same manner as in Example 1,
In the above general formula (I), SBP-OM18C6 in which R = methyl and n = 3 was obtained. Yield (total from the synthesis reaction of chloromethyl spirobenzopyran): 16% 1 H-NMR; (CDCl 3 ) δ: 1.20 (3H, s,
-CH 3), 1.28 (3H, s, -CH 3), 2.70
(3H, s, -N-CH 3), 3.4~3.8 (25
H, m, -OCH 2 -, - OCH =), 4.30 (2
H, s, Ph-CH 2 -), 5.86 (1H, d, = C
H-), 6.54 (1H, d, ArH), 6.87 (1
H, t, ArH), 6.93 (1H, d, = CH-),
7.07 (1H, d, ArH), 7.18 (1H, t,
ArH), 7.94 (1H, s, ArH), 8.18
(1H, s, ArH) Experiment 1 A 1 × 10 −4 M acetonitrile solution of SBP-OM12C4 obtained in Example 1 was prepared, and lithium perchlorate, sodium perchlorate or The absorption spectrum of the solution to which potassium perchlorate was added to a concentration of 1 × 10 −4 M was measured. FIG. 1 shows the measurement results.

【0029】図1から明らかなように、ナトリウムイオ
ンを含む溶液とカリウムイオンを含む溶液は、これらの
イオンが存在しない系であるブランク溶液とほぼ同じ吸
収スペクトルを与えたことより、スピロ環はほとんど開
環していないことが確認された。一方でリチウムイオン
溶液では、リチウムイオンとクラウンエーテルの錯形成
によって一部のスピロ環が開環していることが見いださ
れた。実験2 実施例1で得たSBP−OM12C4の1×10-4Mア
セトニトリル溶液を調製し、この溶液及びこの溶液に更
にリチウム過塩素酸塩、ナトリウム過塩素酸塩又はカリ
ウム過塩素酸塩を濃度1×10-4Mとなるように添加し
た溶液について、365nmのUV光を3分間照射し
た。これらの溶液についての吸収スペクトルを図2に示
す。
As is apparent from FIG. 1, the solution containing sodium ions and the solution containing potassium ions gave almost the same absorption spectrum as the blank solution in which these ions did not exist. It was confirmed that the ring had not opened. On the other hand, in the lithium ion solution, it was found that some spiro rings were opened due to complex formation between lithium ions and crown ether. Experiment 2 A 1 × 10 −4 M acetonitrile solution of SBP-OM12C4 obtained in Example 1 was prepared, and this solution and this solution were further concentrated with lithium perchlorate, sodium perchlorate or potassium perchlorate. The solution added to 1 × 10 −4 M was irradiated with 365 nm UV light for 3 minutes. The absorption spectra for these solutions are shown in FIG.

【0030】図2から明らかなように、全ての溶液にお
いてスピロ環が開環し、ブランク、ナトリウムイオン含
有溶液、カリウムイオン含有溶液では約560nmに吸
収を持つ吸収スペクトルが得られ、リチウムイオン含有
溶液では525nmに吸収を持つ吸収スペクトルが得ら
れた。この結果から、クラウン環とリチウムイオンとの
相互作用によって吸収が短波長側にシフトした一方で、
カリウム、ナトリウム、リチウムイオンという順にクラ
ウン環との錯形成寄与が大きくなるにつれてモル吸光係
数が小さくなるという傾向が認められた。実験3 実施例2で得たSBP−OM15C5の1×10-4Mア
セトニトリル溶液を調製し、この溶液及びこの溶液に更
にリチウム過塩素酸塩、ナトリウム過塩素酸塩又はカリ
ウム過塩素酸塩を濃度1×10-4Mとなるように添加し
た溶液について、365nmのUV光を3分間照射し
た。これらの溶液についての吸収スペクトルを図3に示
す。
As is apparent from FIG. 2, the spiro ring is opened in all the solutions, and the blank, sodium ion-containing solution and potassium ion-containing solution obtain an absorption spectrum having an absorption at about 560 nm. As a result, an absorption spectrum having an absorption at 525 nm was obtained. From this result, while the absorption shifted to the shorter wavelength side due to the interaction between the crown ring and the lithium ion,
It was recognized that the molar extinction coefficient tended to decrease as the contribution of complex formation with the crown ring increased in the order of potassium, sodium, and lithium ions. Experiment 3 A 1 × 10 −4 M acetonitrile solution of SBP-OM15C5 obtained in Example 2 was prepared, and this solution and this solution were further concentrated with lithium perchlorate, sodium perchlorate or potassium perchlorate. The solution added to 1 × 10 −4 M was irradiated with 365 nm UV light for 3 minutes. The absorption spectra for these solutions are shown in FIG.

【0031】図3から明らかなように、全ての溶液にお
いてスピロ環が開環し、対応する吸収スペクトルが与え
られた。中でもナトリウムイオンが存在する系では、吸
収がもっとも短波長側に現れナトリウムイオンとの錯形
成が示唆される一方で、モル吸光係数が小さくなるとい
う実験2と同様の傾向が認められた。実験4 実施例3で得たSBP−OM18C6の1×10-4Mア
セトニトリル溶液を調製し、この溶液及びこの溶液に更
にリチウム過塩素酸塩、ナトリウム過塩素酸塩又はカリ
ウム過塩素酸塩を濃度1×10-4Mとなるように添加し
た溶液について、365nmのUV光を3分間照射し、
吸収スペクトルを測定した。その結果、SBP−OM1
2C4を用いた場合と比べると選択性の程度は低いもの
の、リチウムイオンに対して、クラウンのイオン選択性
を反映したフォトクロミック機能の発現が認められた。実験5 実験1と同様にして調製したSBP−OM12C4の1
×10-4Mアセトニトリル溶液について、1×10-4
のリチウムイオンが存在するときと存在しないときのフ
ォトクロミック機能の変化を365nmのUV光を3分
間照射した後の525nmの吸収の経時変化を測定する
ことによって検討した。結果を図4に示す。
As is evident from FIG. 3, the spiro ring was opened in all the solutions and the corresponding absorption spectra were given. Above all, in a system in which sodium ions are present, while absorption appears on the shortest wavelength side, suggesting complex formation with sodium ions, the same tendency as in Experiment 2 in which the molar extinction coefficient is reduced was recognized. Experiment 4 A 1 × 10 −4 M acetonitrile solution of SBP-OM18C6 obtained in Example 3 was prepared, and this solution and this solution were further concentrated with lithium perchlorate, sodium perchlorate or potassium perchlorate. The solution added to 1 × 10 −4 M was irradiated with 365 nm UV light for 3 minutes,
The absorption spectrum was measured. As a result, SBP-OM1
Although the degree of selectivity was lower than when 2C4 was used, the expression of a photochromic function reflecting the ion selectivity of the crown with respect to lithium ions was observed. Experiment 5 1 of SBP-OM12C4 prepared in the same manner as in Experiment 1
1 × 10 −4 M for a × 10 −4 M acetonitrile solution
The change in the photochromic function in the presence and absence of lithium ions was examined by measuring the change over time in the absorption at 525 nm after irradiating with 365 nm UV light for 3 minutes. FIG. 4 shows the results.

【0032】この結果から、リチウムイオンが存在しな
いブランク溶液では30分以内にスピロ環が再形成され
るのに対して、リチウムイオン溶液ではスピロ環の再形
成速度が大幅に遅くなることより、クラウン環とリチウ
ムイオンの錯形成によって開環体であるメロシアニンが
安定化されていることが判る。実験6 実施例2で得たSBP−OM15C5を用いて、実験5
と同様にしてリチウムイオンが存在するときと存在しな
いときのフォトクロミック機能の経時変化を求めた。結
果を図5に示す。
From these results, it was found that the spiro ring was reformed within 30 minutes in the blank solution containing no lithium ion, whereas the spiro ring was regenerated much slower in the lithium ion solution. It can be seen that ring-opened merocyanine is stabilized by complex formation of the ring and lithium ions. Experiment 6 Experiment 5 was performed using SBP-OM15C5 obtained in Example 2.
The time-dependent change of the photochromic function in the presence and absence of lithium ions was determined in the same manner as in. FIG. 5 shows the results.

【0033】この結果から、リチウムイオンが存在しな
いブランク溶液と比較すればリチウムイオン溶液でのス
ピロ環再形成速度は遅いものの、SBP−OM12C4
のリチウムイオン溶液よりも遙かにスピロ環再形成速度
は速いことから、クラウン環とイオンとの錯形成がメロ
シアニン安定化に大きく寄与していることが確認でき
る。
From these results, although the spiro ring re-formation rate in the lithium ion solution was lower than that in the blank solution containing no lithium ion, SBP-OM12C4
Since the spiro ring re-formation rate is much higher than that of the lithium ion solution, it can be confirmed that the complex formation between the crown ring and the ion greatly contributes to the stabilization of merocyanine.

【0034】以上の各実験の結果より、本発明のオキシ
メチルクラウン化スピロベンゾピランは、クラウン環の
イオン選択性を反映したイオン感応性フォトクロミック
分子であることが確認できる。
From the results of the above experiments, it can be confirmed that the oxymethyl crown spirobenzopyran of the present invention is an ion-sensitive photochromic molecule reflecting the ion selectivity of the crown ring.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実験1における吸収スペクトルを示すグラフ。FIG. 1 is a graph showing an absorption spectrum in Experiment 1.

【図2】実験2におけるUV光照射後の吸収スペクトル
を示すグラフ。
FIG. 2 is a graph showing an absorption spectrum after UV light irradiation in Experiment 2.

【図3】実験3におけるUV光照射後の吸収スペクトル
を示すグラフ。
FIG. 3 is a graph showing an absorption spectrum after UV light irradiation in Experiment 3.

【図4】実験5におけるUV光照射後の吸収スペクトル
の経時変化をを示すグラフ。
FIG. 4 is a graph showing a temporal change in an absorption spectrum after UV light irradiation in Experiment 5.

【図5】実験6におけるUV光照射後の吸収スペクトル
の経時変化をを示すグラフ。
FIG. 5 is a graph showing a temporal change in an absorption spectrum after UV light irradiation in Experiment 6.

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】一般式(I) 【化1】 (式中、Rは水素原子又は炭素数1〜20のアルキル基
であり、nは0〜5の整数である)で表されるオキシメ
チルクラウン化スピロベンゾピラン。
1. A compound of the general formula (I) (Wherein, R is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and n is an integer of 0 to 5) oxymethyl crowned spirobenzopyran.
【請求項2】上記一般式(I)において、Rが低級アル
キル基であり、nが1〜3の整数である請求項1に記載
のオキシメチルクラウン化スピロベンゾピラン。
2. The oxymethyl crowned spirobenzopyran according to claim 1, wherein in the general formula (I), R is a lower alkyl group and n is an integer of 1 to 3.
【請求項3】上記一般式(I)において、Rがメチル基
であり、nが1である請求項1に記載のオキシメチルク
ラウン化スピロベンゾピラン。
3. The oxymethyl crowned spirobenzopyran according to claim 1, wherein in the general formula (I), R is a methyl group and n is 1.
【請求項4】上記一般式(I)において、Rがメチル基
であり、nが2である請求項1に記載のオキシメチルク
ラウン化スピロベンゾピラン。
4. The oxymethyl crowned spirobenzopyran according to claim 1, wherein in the general formula (I), R is a methyl group and n is 2.
【請求項5】上記一般式(I)において、Rがメチル基
であり、nが3である請求項1に記載のオキシメチルク
ラウン化スピロベンゾピラン。
5. The oxymethyl crowned spirobenzopyran according to claim 1, wherein in the general formula (I), R is a methyl group and n is 3.
【請求項6】請求項1〜5のいずれかに記載のオキシメ
チルクラウン化スピロベンゾピランを含有する光機能材
料。
6. An optically functional material containing the oxymethyl crowned spirobenzopyran according to claim 1.
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