JPS6150962A - 重合性ジチゾン化合物 - Google Patents

重合性ジチゾン化合物

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JPS6150962A
JPS6150962A JP17004284A JP17004284A JPS6150962A JP S6150962 A JPS6150962 A JP S6150962A JP 17004284 A JP17004284 A JP 17004284A JP 17004284 A JP17004284 A JP 17004284A JP S6150962 A JPS6150962 A JP S6150962A
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鴨川 博美
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は特に良好なフォトクロミック性能を示す新規な
ジチゾン化合物に関する。
れるジチゾン化合物は一般によく知られている。
この公知化合物は溶媒の存在下に金属塩と加熱反応させ
るとジチゾン金属錯体を形成し、金属の檻類によってベ
ンゼンまたはクロロホルム溶液中で、あるいはその結晶
状態で7オトクロミズムな示すことも公知のJJ笑であ
る。このような金属塩としては硝酸塩、硫化物、塩化物
あるいは酢酸塩が一般に使われ、その金属のm類として
はPd、 Ag、 Hg、 Zn、 4ffd、 Pb
、  Pt。
Biが好適とされ、その他の金属塩によるジチゾン金属
錯体ではフォトクロミズムを示さない       −
とされている。上記の如きジチゾン金属錯体がフォトク
ロミズムを示す機構は、光照射によるシス−トランス異
性化と互変異性によるものと考えられている。したがっ
て、m液中においてジチゾン金属錯体は、この動きの束
縛を受けず、自由度が高いため元による発色および元を
遮断による退色の変化は可逆的にすばやく起こる。
しかしながら、高分子化合物のような固体マトリックス
中におけるジチゾン金属錯体は、この動きの束縛を受け
、自由度をなくし、発色および退色スピードが溶液中で
のそれに比較して極端に遅くなってしまう問題がある。
本発明者は、この種のジチゾン金属錯体の特に高分子固
体中における発色および退色スピードに関するフォトク
占ミンク性能を向上させるために鋭意研究を重ねた結果
、ビニル基あるいはジビニル基をもつジチゾン化合物か
らのラジカル重合性のジチゾン金属錯体と各高分子化合
物を構成するラジカル重合性のモノマーとの共重合体が
′高分子固体中でのジチゾン金属錯体の自由度が増し、
溶液中における発色および退色スピードに近づくことを
見い出し、この知見に基づいてこの発明をなすに至った
。即ち、本発明によれは一般式 (但し、Rは水素原子あるいは核置換基)で示される新
規なビニル基を有するジチゾン化合物が提供される。
本発明の上記した一般式で示されるビニル基を有するジ
チゾン化合物は、一般に常温常圧で暗紫色の固体として
存在する。また、本発明のビニル基を有するジチゾン化
合物は、一般に次のビ)〜ヒ→のような手段で一般式の
各化合物であることを確認できる。
(イ)赤外吸収スペクトル(IR)を測定することによ
り、3200〜3400m  に−NHの伸縮による吸
収、1600α−1付近にアロマティックなC=C結合
の伸縮による吸収、136.0crIL  付近にN 
−Phen、11結合の特有な吸収、1120〜113
ocrIL 付近にN−C−5結合特有な吸収が現われ
る。また910α−1と990傅−1付近に2本の−C
M = CH2結合に特有な2本の強い吸収が現われる
(ロ) プロトン核磁気共鳴スペクトル(H−N、M。
R)を測定することにより、分子中に存在するプロトン
のat類と個数を知ることができる。
すなわち、5.0〜6.lppm付近にビニル基(C)
12=C)i−)のピーク、6.1〜8.1 ppm付
近にフェニル基のプロトンに基ツ(ピークと−NHNH
−結合のプロトンに基づ(ピークが現われる。なお、そ
れぞれのピーク強度を相対的に比較することにより、そ
れぞれの結合基のプロト/の個数を知ることができる。
(ハ)元素分析によって炭素、水素、窒素の各重量%を
求めることができる。以上の(イ)〜←→の手段によっ
て一般式の各化合物であることが確認される。
本発明のビニル基を有するジチゾン化合物はベンゼン、
トルエン、クロロホルム、四塩化炭素、アセトニトリル
など一般の有機溶媒に良く溶ける。このような溶媒に溶
解した本発明のビニル基を有するジチゾン化合物と前記
した如き金属塩のアルコール溶液とを混合し加熱反応さ
せた後、該溶媒を除徐することにより、一般式(但し、
Rは水素原子あるいは核置換基、Mは0価の金属)で示
されるビニル基を有するジチゾン金属錯体が合成される
。かかるビニル基を有するジチゾン金属錯体の新規化合
物は、金属(M )としてPd、 Ag、 Hg、 Z
n、 Cd、 Pb。
Pt、 Biなどで7オトクロ機能を示し、特にHg、
Pd、Zn、Agの金属錯体が明瞭な色調の変化(発色
および退色)を呈し、比較的安定である。これらは通常
、常温および常圧において有色の結晶性の固体であり、
その結晶状態のままでもフォトクロミズムを示す金属錯
体もあり、また有機溶媒にも良く浴げ、例えはベンゼン
クロロホルムなどに溶解した溶液は可視光照射によりフ
ォトクロミズムを示す。
さらに、上記の一般式1)で表わされる新規なビニル基
を有するジチゾン金属錯体は、他の共重合可能な不飽和
モノマーと共重合させることが出来、そのような共重合
組成物の一つとして該ジチゾン金属錯体な高分子マトリ
ックス中に均一に分散させることができる。他の共重合
可能な不飽和モノマーとしては特に制限されず、好まし
くはエチルアクリレート、メチルアクリレート、メチル
メタクリレート、酢酸ビニルなどを用いることにより室
温付近でガラス温度を有する柔かい共重合体を得ること
が出来る。重合開始剤としては、例えばアゾビスイソブ
チロニトリル(A I B N )など非酸化系の開始
剤が好適に用いられる。このようにして高分子マトリッ
クス中にジチゾン金属錯体を分散させることによって、
該ジチゾン金属錯体のシス−トランス異性化や互変異性
に対する自由度が増し、フォトクロミズムの発色および
退色の変化が容易となり、溶液中におけるとその変化と
同等の速さに近づく。なお、上記のビニル基を有するジ
チゾン金属錯体な単独に重合した高分子体も、フォトク
ロ性能を示し、単に従来のジチゾン金属錯体を高分子体
中に練り込みによって分散したもの比べると、はるかに
自由度が高く、フォトクロミズムの発色および退色の変
化が容易に起こる。
本発明のビニル基を有するジチゾン化合物の製造方法は
、特に限定されず如何なる方法によって得ても良い。一
般に好適に採用される代表的な方法を以下に説明する。
即ち、このようなビニル基を有するジチゾン化合物はm
−ヒドラジドスチレンを中間体として製造されるが、ま
ず第一にこのm−ヒドラジドスチレンの一般的な製造方
法を下記に示す。
このm−ヒドラジドスチレンの製法は特に限定されず他
の公知な如何なる方法によって得てもよい。また、必要
に応じてm−ヒドラジドスチレンの核置換体を製造して
用いることも出来る。
次に、上記のm−ヒドラジドスチレンと7エールヒドラ
ジン類、あるいはm−ヒドラジドスチレンをジエチルエ
ーテル中で、それぞれ二硫化炭素と共に室温で反応させ
、得られた沈殿物をメタノールに溶解し、重合禁止剤を
少量加えて100℃以下で2〜3hr加熱した後、得ら
れた反応液中に少量のメタノールと苛性アルカリを入れ
て溶解し、その溶液を数分間還流する。′その後、その
溶液を急冷し、弱酸性溶液な加えて沈殿を析出させ、そ
の沈殿を再結晶化することにより、目的とするとビニル
基を有するジチゾン化合物を好収率で得られる。この製
法に用゛いられる重合禁止剤としては、一般に用いられ
る重合禁止剤であれば特に限定されず使用することが出
来るが、一般的にはp−、tert−ブチルカテコール
などが好適に用いられる。また、前記の反応条件は、特
に限定されるものではなく。
原料の種類、触媒の種類、溶媒の有・無又は種類によっ
て異なる場合があるので、予め好適な条件を選定して実
施するのが好ましい。
また、上記のm−ヒドラジドスチレンと反応させるフェ
ニルヒドラジン類は%フェニルヒト核置換基孔としては
例えばメタ位のビニル基。
パラ位のフッ素以外のハロゲン原子、パラ位の炭素数1
〜5のアルコキシ基、オルト位のトリクロロメチル基な
とでもよい。したがって1本発明によれば一般式 (式中、Rは水素原子または上記した如き核置換基)で
表わされるビニル基を有するジチゾン化合物が得られる
。なお、上記の7エニルヒドラジン類はその製法に限定
されず例えば公知の製法で得られるものが特に制限され
ずに使用出来る。
このようにして得られた、本発明の新規なビニル基をも
つジチゾン化合物をベンゼン、あるいはクロロホルムな
どの溶媒に溶かして、アルコール溶液の金属塩と40〜
100℃で10〜60分加熱混合することにより、一般
式(但し、几は水素原子または上記した如き核置換基、
Mはn価の金属)で表わされる新規なビニル基な有する
ジチゾン金属錯体が製造される。上記の金属塩としては
、一般罠硝酸塩、硫化物、酢酸塩などが使用され、金属
(M)として例えばPd、 Ag、 Hg、 Zn、 
cct、 pb、 Pt。
Biなど、特にHg s A g v P d + Z
 nが好適である。即ち、この新規な化合物を単独ある
いは不飽和モノマーと重合させることに7オトクロミツ
ク性能を有する高分子材料が得られる。また、上記の式
中におけるRを変化させることによりこの7オトクロ化
合物の発色および退色時の色調を変化、すなわち吸収波
長をシフトさせることができる。例えば几がアルコキシ
基やハロゲンなどの電子供与性の基は、このフォトクロ
化合物の吸収波長を長波長側ヘシフトさせることができ
る。
以上、不発明の化合物は、所定の金属塩と反応させ、新
規な重合性のジチゾン金属錯体とし、それ単独あるいは
他の共重合可能な不飽和モノマーと重合した場合、高分
子固体マトリックス中でのジチゾン金属錯体のシス−ト
ランス異性化や互変異性に対する自由度が増大し、発色
および退色スピードが速くなる優れた効果を発揮する。
以下、実施例および応用例によってこの発明をさらに詳
細に説明するが、本発明は、これらの実施例に限定され
るものではない。
g・、0.194モル)、テトラヒドロフランT)iF
N a BH4の溶解性を増す為に無水エタノールを5
0cc加えた。これを室温で約12hr攪拌する。反、
 石板を50m7+程度まで眞縮して、その後INの水
 ゛酸化ナトリウム溶IQi l 50 ml加え、5
分間攪拌して加水分解した。これをエチルエーテルで2
〜3回抽出し、ポク硝加えて脱水した後エチルエーテル
をとり除くとm−アミノフェニルメチルカルと(融点6
6〜67’C)が25.3g(収率95.2%)得られ
た。次に、得られたm−アミノフェニルカルビノール2
5.310.184モル)の4倍量の中性粉末アルミナ
によって、このm−アミノフエそルカルビノールを20
〜30冨mI(,9,270″C〜^00℃で脱水蒸留
した。得られた液体を再び真空蒸留によって8IMして
、12關1(,9です、p、 65〜67℃の無色の芳
香臭の液体である、m−アミン47、33 % )を得
た。このm−アミノスチレン10.410.087モル
)に3℃以下で105.7rILlの濃塩酸を加え47
.7 mlの水に溶解“し、亜硝酸ナトリウム6.24
1!(0,09モル)加え、数分間攪拌後、0〜2℃で
34.1 mlの濃塩酸に溶解した塩化第一スズの2水
和物8 n C12・2H2039,2,9(0,17
3モル)を−滴づつ加えた1°O〜15分間攪゛拌し、
生じた沈殿を口過し、35℃の170m1の水に溶解し
、全体を136.4mノの水に溶解した水酸化ナトリウ
ムNaOH27,31の溶液中に注いだ。得られた反応
混合液について水蒸気蒸留を行ない、得られた留分なベ
ンゼンで抽出し、ボウ硝で脱水した後、ベンゼンを取り
除くと、赤黄色の液体5.3.!9(収率44.7%ン
を得た。
赤外吸収スペクトルを測定したところ3000〜350
0cm  に−NF2の伸縮に基づく吸収、1600c
rIV1にアロマチイックな共役21結合の伸縮に基づ
く吸収、990 an−”と900 cm−’ IC−
CH=CH2の伸縮に基づく吸収を示した。またプロト
ン核磁気共鳴スペクトルを測定したところ、3.0〜4
.3ppmに−NH2に基づ<2Hのピーク、5.1〜
5.8ppmにCH2−に基づ(2Hのピーク、6.3
〜7.5ppmに一0H−芳香環プロトンに基づ<5H
のピークを示し・た。さらに、その元素分析値はC71
,52係、N7.54%、N  21.22%であって
、C3)118N2(134,18)に対する計算値で
ある。C71,64%、N7.46%、N20.90%
に極めてよ(一致した。
上記の結果から、単離生成物は、m−ヒドラジドスチレ
ンであることが明らかとなった。収率は用いたm−アミ
ノアセトフェノンに対して20.14係であった。
上記で得られたm−ヒドラジドスチレン(26511、
0,019mol )をジエチルエーテル8.6mlに
溶解し、室温で0.74mノの二硫化炭素を加え、攪拌
した。得られた沈殿を口過し、少量のジエチルエーテル
で洗浄後、約50 ccのメタノールに溶解し、重合禁
止剤としてp−tert−ブチルカテコールを約0.2
.9加え、2〜3hr還流した。
得られた反応液中に8.8mlのメタノールに。、81
の水叡化カリウムを溶解した溶液を加え、約5分間還流
した。その後、その溶液を急冷し、INの硫酸を約15
m1加え、vc殿を析出させる得られた沈殿を口過して
、ヘキサン/ジエチルエーテル−猶の混合溶液に溶かし
、カラムな通じて副生成物と分離し、溶媒を除去した。
さらに、この分離生成物化ベンゼン/ヘキサンの混合液
を用いて再結晶化させて、精製すると暗紫色の結晶性の
固体生成物(0,9s3J?)を得た。赤外吸収スペク
トルを測定したところ3320 an ”付近に−NH
−伸縮に基j<吸収、1600cm−’ト1580α 
付近に70マチイツクな共役2H結合の伸縮に基づく吸
収、1120cm−’付近1cN−C−8(D吸収、9
55cm1と905cR付近に=C)i=CH2の伸縮
に基づく吸収を示した。またプロトン核磁気共鳴スペク
トルを測定したところ、5.0〜6.2ppmにCH2
−K基づ<2I(のピーク、6.3〜8. lppmに
=CH+、  −NHNH−t  芳香環プロトンに基
づ<12Hのピークを示した。さらに、その元゛素p析
値は、C66,42%、N5.41%、 N 18.3
3%−C−あってC17H16N481 (308,4
1)  K対する計算値であるC66.21%、N5.
19%、N18.18係に極めてよ(一致した。上記の
結果から、単離生成物は、次の構造式で示されるジビニ
ル基をもイH C,、S つジチゾン化合物であることが明らかとなった。
収率は用いたm−ヒドラジドスチレンに対して33.4
%であった。
実施例2 m−ヒドラジドスチレン(1,28、P、、 9.55
  ミーチルに溶解し、その混合物につき実施例1と同
様の反応ならびに後処理を行ない、黒紫色の結晶性の固
体(0,931)を得た。赤外吸収スペクトルを測定し
たところ328oc!IL−1付近に−NH−の伸縮に
基づく吸収、1600cm  付近にアロマチイックな
共役21結合の伸縮に基づく吸収、1130α 付近に
N −C−8に基づく吸収、990c77L−1−ト9
05 cm  付近に=CH−CH2ノ伸arcsづく
吸収を示した。またプロトン核磁気共鳴スペクトルを測
定したところ5.0〜6.2ppmにCH2=、に基づ
<2Hのピーク、6.3〜8.1 ppmに=C)I 
、 −NHNH−芳香環プロトンに基づく11Hのピー
クを示した。
さらに、その元素分析値はC63,21%、N5.01
%、 N 19.52%テアッl:、C,5H14N4
S (28J、36 )      −に対する計算値
であるC63.Z4%p H4,95%。
から単離生成物は、次の構造式で示されるビニル面 基をもつジチゾン化合物であることが明らかとなった。
収率は用いたm−ヒドラジドスチレンに対して34.2
%であった。
実施例3 m−ヒドラジドスチレy (1,28y、、 9.55
ミ8.82m1ジエチルエーテルに溶解し、その混合物
につき実施例1と同様の反応ならびに後処理を行ない、
黒紫色の結晶性の固体(1,192,9)を得た。赤外
吸収スペクトルを測定したところ3280cnL”付近
に−NH−の伸縮に基づく吸収、1600α 付近にア
ロマチインクな共役21結合の伸縮に基づく吸収、11
20の一1付近にN −C−8に基づく吸収、990 
cm ’と905crIL″1付近に−CH=CH2の
伸縮に基づく吸収?示した。またプロトン核磁気共鳴ス
ペクトルを測定したところ、5、0〜6.2 ppmに
CH2=に基づ<2)iのピーク、6、2〜8.1 p
J)mに=CH+−,−NHNH+、 芳香環プロトン
に基づ<IOHのピークを示した。さらに、その元素分
析値はC49,96%、 H3,42係、NN13.5
g%に極めてよく一致した。上記の結果から単離生成物
は次の構造式で示されるビニル基面 C=8 をもつジチゾン化合物であることが明らかとなった。収
率は用いたm−ヒドラジドスチレンに対して34.6係
であった。
くジチゾン金属の合成例〉 和となるまで無水エタノールに溶解する。これる。この
混合液を65〜70°Cで1hrlJ7ラツクスさせる
。冷却後、エバポレーターで各課を除去し、残存物をク
ロロホルムで再結晶化し、vt製すると、水銀ジチゾン
0.34.Pが得られた。
収率は、用いたジチゾンに対して、48.1%であった
合成例2〜3 合成例1において、ジチゾンの代わりに他の重合性のジ
チゾンな用いた以外は合成例1と同様に行なった。結果
を表1に示す。
合成例4 合成例1において0.22.9 (1,#ミリモル)の
酢飯亜鉛を酢酸第二水銀の代わりに用い、ジで示される
ジチゾン化合物0.6F(2ミリモル〕を用いた以外は
合成例1と同様に行なった。結果を表1に示す。
合成例5 合成例4に示されたジチゾン化合物の代わりされろジチ
ゾン化合物0.65J15ミリモN)を用いた以外は合
成例4と同様に行なった。結果を表1に示す。
応用例1 チルアクリレ−)1.OOJとN、 N−ジメチルホル
ムアミド’D M F 4 ml中でAIBNo、02
.9を重合開始剤として、N2封管中で50’Cx72
hrアンプル重合した。得られた暗赤色の7オトクロミ
ツクボリマーを蒸留水で洗浄した。収率は92.5%で
あった。したがってポリマー鎖中に含まれるビニル基を
もつジチゾン水銀の量は、4m#X0.925=3.7
mJ(0,0045ミリモル〕である。その後スライド
グラス(11,2X 3.7cm)を使ってキャストフ
ィルムをつくった。このフォトクロミックフィルムに東
芝の陽光う、ンプDR−400/T■を25℃±1℃で
距離10crILで90秒間照射し、このフィルムを発
色させ、フォトクロミック特性を測定した。フォトクロ
ミック特性は次のようなもので表わした。
最大吸収波長(λmax);■日立製作所製分光光度計
22OAよりこの発色フィル ムのλmaxを求めた。
ε(90秒);最大吸収波長におげろ、このフィルムの
上記条件下での光照射90 秒間のフィルムの厚み補正をした 吸光度。
ε(0秒) ;光照射時の最大吸収波長における、未照
射フィルムの厚み補正をした a光度。
土 半減期t2 ;90秒間の光照射後、このフィルムの吸
光度が(g(90秒)−ε(0 秒))の172まで低下するのに要 する時間。
以上のλmax、  ε(90秒)、ε(0秒〕、t2
でフォトクロミック特性を表わした。結果を表2に示す
応用例2 をエチルアクリレート1.09と応用例1と同様にして
共重合させた。その時の収率は93.5%でありポリマ
ー側鎖中に含まれるジビニル基をもつジチゾン水銀の量
は、4.26 ml X O,9’35 = 3.98
m#(0,0046ミリモル)である。このポリマーを
用いて応用例1と同様にしてフォトクロミックフィルム
をつくった。このフィルムについて、応用例1で示した
フォトクロミック特性を測定した。
結果を表2に示す。
比較例1 午 ジチゾン水銀3.80m、G’(0,005Eミリモル
)をポリエチルアクリレート1.Olとクロロホルム中
に溶解し、スライドグラスな使ってキャストフィルムを
つくり、このフィルムについて応用例1に示したフォト
クロミック特性を測定した。結果を表2に示す。
表   2 注) ポリマーマトリックス中に含まれるジチゾン金属量は、
応用例1;O,0O=i4ミリモル/10.925(ジ
チゾン金M/ポリエチノしリレート)午 比較例3i0.005aミリモルフ1.0!1(ジチゾ
ン金属/ポリエチルアクリレート)であり、ポリマーマ
トリックス中に含まれるジチゾン金属量の差は少な(、
吸光度に対する誤差内として吸光度の変化を測定した。
応用例3 を酢酸ビニル1.OQ#と応用例1と同様にして共重合
させた。その時の収皐は、93.5%であった。
このフィルムについて厄用例1で示したフォトクロミッ
ク特性を測定した。結果を表3に示す。
比較例2 亜鉛3.67 mli (0,0059ミリモル)をポ
リ酢酸ビニル1.0gとクロロホルム中に溶解し、比較
例1と同様にしてキャストフィルムを作り、このフィル
ムについてフォトクロミック特性を測定した。
結果を表3に示す。
比較例3 ジチゾン亜鉛3.18m、9(0,005fミリモル)
を゛ポリ酢酸ビニル1.Ot/とクロロホルム中に溶解
し、比較例1と同様にしてキャストフィルムなつくっ、
このフィルムについてフォトクロミック特性を測定した
。結果を表3に示す。
表   3

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (但し、Rは水素原子あるいは核置換基)で示されるビ
    ニル基を有する重合性ジチゾン化合物。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63308014A (ja) * 1987-06-09 1988-12-15 Toray Ind Inc 水溶性フォトクロミックポリマ−

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS63308014A (ja) * 1987-06-09 1988-12-15 Toray Ind Inc 水溶性フォトクロミックポリマ−

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JPH032147B2 (ja) 1991-01-14

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