KR100269654B1 - 포토크로믹 화합물 - Google Patents

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Abstract

피롤리딘 부분과 벤즈옥사진 부분으로 이루어진 수피로-피롤리디벤즈옥사진 구조를 포함하며 벤즈옥사진 부분이 아미노와 알콕시 성분중에서 선택된 적어도 한가지의 메소머릭 전자 공여기를 포함하고, 한가지 또는 그 이상의 메소머릭 전자 공여기가 연결기를 형성한 불포화 결합이 -C=C-, -C_C-, -C=N- 및 -N=N- 중에서 선택되는 공역계에 결합함으로서 6' 위치에 연결되는 구조을 가진 것이 특징인 포도크로믹 화합물.

Description

포토크로믹 화합물
본 발명은 포토크로믹(photochromic) 화합물 및 화합물이 혼합되어 폴리머 물질에 대한 포토크로믹 특성을 부여하는 폴리머 물질로 제조된 안경 렌즈 및 차량 루프라이트(rooflight)를 비롯한 창과 같은 제품에 관한 것이다.
미국특허 제4913544호에서는 스피로-옥사진으로서 알려진 화합물의 부류에 속하는 진한 색상으로 어두워질 수 있는 일군의 포토크로믹 화합물을 기재하고 있다. 본 명세서에서 개시된 화합물은 청색 또는 자주색으로 어두워지며, 기지의 유기 포토크로믹 화합물보다 그의 암화상태(darkened state)에서 예기치 못한 더욱 짙은 착색을 나타낸다.
미국특허 제4913544호에 개시된 이들 특성을 가진 전형적인 화합물은 다음식의 화합물이다:
이들 화합물은 6' 위치에 치환된 아미노 작용기를 가지고 있다.
빌딩과 차량 모두에 광택을 내기 위한 창의 제조에 있어서, 바람직한 특성은 적외선에서 흡수되며 따라서 창을 통해 열전달을 제어하는 능력이다. 미국특허 제4913544호에 개시된 형태의 화합물의 발색단 구조를 확장함(extending)으로서 어두운 상태에서 만족스런 녹색을 나타내며 그 상태에서 근적외선 영역 약780㎚에서 유용한 적외선 흡광도를 가질 수 있는 화합물을 제조할 수 있다는 것을 발견한 바 있다.
발색단 구조가 확장될 수 있는 한가지 방법은 스피로-벤즈옥사진 구조에서 6' 위치에 직접 치환된 아미노 작용기를 가진 기가 더이상 존재하지 않으나, 아민 작용기를 가진 적어도 한가지의 기가 존재하고, 그러나 콘쥬게이티드 시스템(conjugated system)을 통해 6' 위치에 연결되는 화합물을 합성하는 것이다.
유사한 결과를 얻는 다른 방법은 콘쥬게이티드 시스템에 의해 스피로-벤즈옥사진 구조에서 6' 위치로부터 분리된 알콕시 치환체를 사용하는 것이다. 이들 치환체가 개환 상태 또는 어두운 상태에서 메소머릭(mesomeric) 전자 공여기로서 작용한다고 믿어진다.
본 발명에 따라, 새로운 포토크로믹 화합물이 제공되며 그들은 피롤리딘 부분과 벤즈옥사진 부분으로 이루어지며 벤즈옥사진 부분은 아미노 및 알콕시 성분 중에서 선택된 메소머릭 전자 공여기 한 가지 이상을 포함하며, 한 가지 이상의 메소머릭 전자 공여기는 연결기(linkage)를 형성하는 불포화 결함이 -C=C-, -C=N- 및 -N=N- 중에서 선택되는 콘쥬게이티드 시스템에 결합에 의해 6' 위치에 연결되는 구조를 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 새로운 포토크로믹 화합물은 피롤리딘 부분이 벤젠 및 나프탈렌 중에서 선택된 카르보시클릭 고리로서 환상화되는(annualated) 구조를 가지며 그 구조는 각각 스피로인돌리노 벤즈옥사진 및 스미로벤즈인돌리노벤즈옥사진이다. 피롤리딘 부분은 헤테로시클릭 성분으로서 환상화될 수 있다. 벤즈옥사진 부분은 7' 및 8' 위치에 접합된(fused) 카르보시클릭 또는 헤테로시클릭 성분을 함유할 수 있다. 브릿지(bridge)는 피롤리딘의 N1위치와 환상화된 성분의 일부 사이에서 설정될 수 있다.
본 발명에 따른 바람직한 포토크로믹 화합물은 다음식(Ⅰ)의 구조를 갖는다:
상기식에서 R1은 아미노기 또는 알콕시기 중에서 선택된 메조머릭 전자 공여기 한 가지 이상과 결합을 형성하는 아릴, 헤테로아릴, 헤테로시클릭, 알켄일, 알켄일아릴, 시클로알켄일, 시클로알켄일아릴, 알킨일, 알킨일아릴, 이미노아릴 및 아조아릴 중에서 선택된 기이며; R2는 수소, 알킬, 알콕시, 아릴, 헤테로아릴 또는 아미노 중에서 선택된 기이며; R3는 각각 C1-C10의 분지상 또는 선형 알킬, 카르보시클릭 또는 헤테로시클릭 고리 중에서 선택되거나, 함께 카르보시클릭 또는 헤테로시클릭 고리의 일부를 형성하며; R4는 수소, 알킬, 알콕시, 알켄일, 알킨일, 이미노, 아조, 아미노, 카르복시 에스테르, 아미드, 시아노, 할로겐, 트러플루오로메틸, 니트로, 아릴 또는 헤테로아릴 중에서 선택되며; R5는 분지상, 선형 또는 알리시클릭의 C1-C20 알킬, 알켄일, 알킨일, 알콕시알킬, 알킬아릴, 헤테로아릴 또는 알킬헤테로아릴 중에서 선택된 기이며; Z는 존재하는경우에 카르보시클릭 또는 헤테로시클릭 성분을 나타내며; Y는 존재하는 경우에 카르보시클릭 또는 헤테로시클릭 성분을 나타낸다.
또한 바람직한 포토크로믹 화합물은 다음식(Ⅱ)으로 나타내는 구조를 갖는다.
여기서 R1, R2, R3, R4, Z 및 Y는 상기에 정의된 바와같고, X는 헤테로시클릭 성분을 형성한다.
특히 바람직한 포토크로믹 화합물은 식(Ⅲ)으로 나타내는구조를 갖는다:
상기식에서 R1은 다음식 중에서 선택되며;
여기서 Ar은 그 구조의 옥사진 부분에 결합하는 지점을 나타내며, R5는 C1-C18 선형 또는 측쇄 알킬, 이를테면 메틸, 에틸, 이소부틸 및 네오펜틸 중에서 선택된다.
식(Ⅳ)에서 제시된 구조를 가진 화합물이 또한 제조될 수 있다:
여기서, R1은 상기에 정의된 바와 같다.
본 발명의 상기 명명법에 있어서 화합물의 원자 중앙의 숫자는 전세계적으로 채택된 기준, 즉 IUPAC 또는 Chemical Abstracts 에 엄밀히 일치하지 않는다. 다루기 쉬운(이해되는) 용어에 대한 상기 명명법을 유지하는 이유로 화합물 모두가 숫자화된 바 있으며 그 결과 옥사진 성분의 질소가 항상 1'로서 지정되었기 때문이다.
대다수의 경우, 예를들어 나프트옥사진에서 이것은 IUPAC계에 따른다. 그러나, 일부의 경우, 예를들어 연구에서 채택된 벤즈옥사진 화합물은 엄격히 IUPAC와 다르다.
이들 화합물의 제조에 있어서, 중간체로서 신규 물질을 합성할 필요가 있다는 것을 발견한 바 있다. 이들 물질은 1-니트로소-2-히드록시나프탈렌 유도체이며 히드록실아민 히드로클로라이드 또는 히드록실아민-o-술폰산과 같은 히드록실아민의 산염과 나프토퀴논 유도체를 반응시켜 형성된다.
상기식에서 R1과 R2는 각각 탄소원자수 1-4 개를 함유한 알킬, 알킬알콕시, 탄소원자수 1-4개를 함유한 히드록실릭알킬, 아릴 및 카르보시클릭 중에서 선택되거나, R1과 R2가 함께 헤테로시클릭기의 일부를 형성하거나 한 가지 이상의 R1과 R2가 NR1R2기가 결합된 페닐기와 접합된 헤테로시클릭기의 일부를 형성한다.
바람직하게도, 한 가지 이상의 R1과 R2는 페닐 또는 시클로헥실이거나, R1과 R2가 결합하여 피페리딘기를 형성하거나, NR1R2가 다음 식을 갖는 줄로리딘(Julolidine)기의 일부가 된다.
나프트퀴논 출발 물질은 공지된 물질이며, 그들의 합성이 J. Chem. Soc., Chem. Commun., 1989, 708-710; JACS, 1944, 66, 125-130; Organic Synthesis 1937, 17, 68에 기재된 바 있다.
다음의 실시예 1, 2 및 3은 본 발명의 스피로옥사진 화합물에 대한 경로를 예시하고 있다. 실시예 4-9는 동일한 경로에 의해 제조되었다.
본 발명의 포토크로믹 스피로-옥사진은 그들의 포토크로믹 특성을 상실함이 없이 고체 폴리머 매트릭스에 분산될 수 있다.
적합한 플라스틱 호스트(host) 물질의 일례로는 폴리올(알릴 카보네이트)-모노머의 폴리머, 폴리아크릴레이트, 폴리메틸메타아크릴레이트와 같은 폴리(알킬아크릴레이트) 셀룰로스 아세테이트, 셀룰로스 트리아세테이트, 셀룰로스 아세테이트 프로피오네이트, 셀룰로스 아세테이트 부티레이트, 폴리(비닐 아세테이트), 폴리(비닐 알코올), 폴리우레탄, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리스티렌, 폴리(스티렌 메틸메타아크릴레이트) 코폴리머, 폴리(스티렌 아크릴로니트릴) 코폴리머, 및 폴리비닐부티랄중에서 선택된 광학적으로 투명한 플라스틱을 들 수 있다. 또한, 투명 코폴리머와 투명 폴리머의 배합물이 호스트 물질로서 적합하다.
바람직하게도, 호스트 물질은 트리에틸렌 글리콜 디메타아크릴레이트(TEGDM)와 같은 광학적으로 투명한 폴리머 유기 물질 또는 상표명 CR-39 로 시판된 물질, 즉 디에틸렌 글리콜 비스(알릴 카보네이트)이다.
식 (1)의 포토크로믹 스피로-옥사진 화합물은 본기술에서 공지된 종래의 방법, 예를들어 유럽특허 명세서 제141407 호에서 구체화된 방법에 의해 플라스틱 호스트 물질에 도포되거나 혼합될 수 있다. 전형적으로, 이러한 방법은 호스트 물질에 포토크로믹 화합물을 용해시키거나 분산시키는 것을 포함한다. 포토크로믹 화합물은 침지, 열이동 또는 증기상 이동과 같은 적합한 이동 기구에 의해 호스트 물질로 포토크로믹 화합물의 "팽윤", 즉 확산에 의해 호스트로 분산될 수 있다.
전형적으로 플라스틱 렌즈는 포토크로믹 스피로-옥사졸린 화합물을 혼합한 중합성 조성물을 모울드로 도입한 다음, 가열에 의해 경화시키는 종래의 직접 구조방법을 이용하여 형성된다. 적합한 경화 조건은 예를들어 상온에서 100℃의 온도 범위에서, 일반적으로 약5시간에 걸쳐 가열하는 것이다. 전형적인 경화 스케쥴은 40℃에서 시작하여 80-90℃의 온도까지 상승시키며 약5시간에 걸쳐 경화시키는 것이다.
플라스틱 호스트 물질로 혼합된 포토크로믹 화합물의 양은 통상적으로 호스트 물질의 부피를 기초로 0.05-5중량%의 차수이다. 그러나, 포토크로믹 회합물의 양은 한정되지 않으며 포토크로믹 화합물을 도포하거나 혼합하는데 사용되는 방법에 따라 달라질 수 있다. 특히, 스피로-옥사진 화합물이 제품의 표면에 도포되거나 팽윤될 때, 사용량은 통상적으로 중요하게도 0.05 중량% 이하일 것이다.
본 발명에 따른 제품은 전형적으로 사용된 화합물의 특성에 따라 희미한(faded) 상태에서 엷은 색상을 나타내며 어두운 상태에서 녹색을 나타낸다.
필요하다면, 제품의 색상은 종래의 수성 염료 또는 착색제(tints)로서 변형될 수 있다. 예를들어, 희미한 상태에서 회색 또는 갈색이고 햇빛에 노출될 때 청색/회색으로 어두워지는 제품을 제조할 수 있다.
다음의 실시예가 예시되나 본 발명을 한정하지는 않는다.
[실시예 1]
1,2-나프토퀴논-4-술폰산 소디움 염(13.0g: 0.05㏖)을 상온에서 교반함으로서 10% 메탄올 수용액 (300㏖)에 용해시켰다. 혼합물을 N,N-디에틸아닐린(7.45g; 0.05㏖)으로서 처리하고 용액을 상온에서 5시간 교반하였다.
반응물을 여과하고 수집된 진한 고체를 소량의 물로서 세척하고 공기 건조하여 진한 청색 고체로서 4-(p-디에틸아미노)페닐-1,2-나프토퀴논(다음에 제시됨)(12.9g; 85%)을 제공하였다. M.Pt. 160-196℃(분해)
4-(p-디에틸아미노)페닐-1,2-나프토퀴논(4.7g; 0.015㏖)을 무수 에탄올(250㎖)에 용해시키고 상온에서 교반한 다음 히드록실아민 히드로클로라이드(2.09g; 0.03㏖)로서 처리하였다. 1시간후에 혼합물을 여과시켜 적갈색 고체로서 4-(p-디에틸아미노)페닐-1-니트로소-2-히드록시나프탈렌(2.97g; 56%)을 얻었다. M.Pt. 201-204℃
질소 분위기 하에서, 메탄올 (60㎖)내 4-(p-디에틸아미노)페닐-1-니트로소-2-히드록시나프탈렌 (0.85 g; 0.0027㏖)과 1,3-디히드로-1,3,3-트리메틸-2-메틸렌인돌린(0.5g; 0.0029㏖)의 용액을 가열하여 24시간 동안 환류시켰다. 용액을 증발시키고 실리카(석유 에테르 10부에 대해 디에틸 에테르 1부)에서 크로마토그래피하여 황색 고체 (식Ⅴ)로서 1,3-디히드로-1,3,3-트리메틸-6'-(p-디에틸아미노)페닐스피로[2H-인돌-2,3'-[3H]나프트[2,1-b], [1,4]옥사진] (0.47g; 36%)을 얻었다.
M.Pt. 157-8℃
흡광도; λmax626㎚(폴리우레탄)
[실시예 2]
1,2-나프토퀴논-4-술폰산 소디움 염(13.0g; 0.05㏖)을 상온에서 교반함으로서 10% 메탄올 수용액(300㎖)에 용해시켰다. 혼합물을 N,N-디메틸아닐린(7.45g; 0.062㏖)으로서 처리하고 용액을 상온에서 4시간 동안 교반하였다.
반응물을 여과하고 수집된 진한 고체를 소량의 물로 씻어주고 공기 건조하여 진한 청색 고체로서 4-(p-디메틸아미노)페닐-1,2-나프토퀴논 (다음에 제시됨)(12.92g; 93%)을 얻었다. M.Pt. 181-84℃
4-(p-디메틸아미노)페닐-1,2-나프토퀴논(12.9 g; 0.047㏖)을 무수 에탄올(300㎖)에 용해시키고, 상온에서 교반한 다음 히드록실아민 히드로 클로라이드(6.58g; 0.094㏖)로 처리하였다. 1시간후에 혼합물을 여과하여 적갈색 고체로서 4-(p-디메틸아미노)페닐-1,2-나프토퀴논 (다음에 제시됨)(7.47g; 59%)을 얻었다. M.Pt 201-207℃
메탄올 (60㎖)내 4-(p-디메틸아미노)페닐-1-니트로소-2-히드록시나프탈렌 (0.70g; 0.0024㏖)과 1,3-디히드로-3,3-디메틸-1-네오펜틸-2-메틸렌인돌린(0.46g; 0.002㏖)의 용액을 질소하에서 가열하여 48시간 동안 환류시켰다. 용액을 증발시키고 실리카(석유 에테르 5부에 대해 디에틸 에테르 1부)에서 크로마토그래피하여 황색 고체 (식Ⅵ)로서 1,3-디히드로-3,3-디메틸-1-네오펜틸-6'-(p-디메틸아미노)페닐스피로[2H-인돌-2,3'-[3H]나프트[2,1-b][1-4]옥사진] (0.47g; 36%)을 얻었다.
mp 198-202℃
흡광도; λmax626㎚(PU)
[실시예 3]
가열 메탄올(50㎖)내 용해된 1,2-나프토퀴논(4.74g; 0.03㏖)을 교반하고 1.1-비스(p-디메틸아미노)페닐에틸렌 (3.89g; 0.015㏖)으로 처리하였다. 얻어진 청록색 용액을 5분간 가열 환류한 다음 상온으로 냉각시켜 18 시간 동안 방치하였다. 여과하여 진한 청색 고체로서 2-(1,2-나프토퀴논-4-일)-1,1-비스(p-디메틸아미노페닐)에틸렌(3.93g; 64%)을 얻었다.
M.Pt 197℃ 분해(문헌*199-201℃)
*M. Gates, J. Amer. Chem. Soc., 1944, 66, 124-130
2-(1,2-나프토퀴논-4-일)-1,1-비스(p-디메틸아미노페닐)에틸렌 (1.63g; 0.004㏖)을 가열을 통해 무수 에탄올(100㎖)에 용해시켰다. 상온에서 용액에 히드록실아민 허드로클로라이드(37g; 0.053㏖)을 첨가하고 생성된 용액을 5시간 동안 교반하였다. 이 혼합물을 증발 건조시키고 물로 처리하고 CH2Cl2로 추출하였다. 유기 추출물을 건조후에, 증발 건조시킨 다음, 실리카(용리액; 디에틸 에테르)에서 크로마토그래피하여 진한 갈색 고체로서 2-(1-니트로소-2-히드록시나프탈렌-4-일)-1,1-비스(p-디메틸아미노페닐)에틸렌(0.83g; 49%)을 얻었다. M.Pt 186℃(분해)
메탄올 (30㎖)내 2-(1-니트로소-2-히드록시나프탈렌-4-일)-1,1-비스(p-디에틸아미노페닐)에틸렌 (4.0g; 0.009㏖)과 1,3-디히드로-1,3,3-트리메틸-2-메틸렌인돌린 (1.73g; 0.010㏖)의 용액을 질소 하에서 가열하며 6시간 동안 환류시켰다. 생성된 용액을 증발 건조시키고 실리카 (석유 에테르 5부에 대해 디에틸 에테르 1부)에서 크로마토그래피하여 녹색 고체(식Ⅶ)로서 1,3-디히드로-1,3,3-트리메틸-6'-(1,1-비스[p-디메틸아미노페닐]에틸렌-2-일)스피로[2H-인돌-2,3'-[3H]나프트[2,1-b][1,4]옥사진] (0.92g; 17%)을 얻었다. 흡광도 λmax656㎚(PU)
[실시예 4-9]
실시예 4-9로서 다음에 나타낸 화합물을 실시예 1,2 또는 3에 기재한 것과 동일한 방법으로 제조하여, 융점을 측정하였다.
[실시예 4]
1,3-디히드로-5-클로로-1,3,3-트리메틸ㅡ6'-(p-디에틸아미노)페닐스피로[2H-인돌-2,3'-[3H]나프트[2,1-b][1,4]옥사진] (식Ⅷ)
mp 217-8℃
흡광도 λmax620㎚(PU)
[실시예 5]
1,3-디히드로-5-메톡시-1,3,3-트리메틸-6'-(p-디에틸아미노)페닐스피로[2H-인돌-2,3'-[3H]나프트[2,1-b][1,4]옥사진]. (식Ⅸ).
mp 202-3℃
흡광도; λmax648㎚(PU)
[실시예 6]
1,3-디히드로-1,3,3-트리메틸-6'-(p-디에틸아미노)페닐스피로[2H-벤즈[e]인돌-2,3'-[3H]나프트[2,1-b][1,4]옥사진] (식Ⅹ).
mp 2017-15℃
흡광도: λmax648㎚(PU)
[실시예 7]
1,3-디히드로-3,3-디메틸-1-네오펜틸-6'-(p-디에틸아미노)페닐스피로[2H-인돌-2,3'-[3H]나프트[2,1-b][1,4]옥사진]. (식ⅩⅠ).
mp 188-191℃
흡광도; λmax626㎚(PU)
[실시예 8]
1,3-디히드로-5-메톡시-1,3,3-트리메틸-6'-(1,1-비스[p-디메틸아미노)페닐] 에틸렌-2-일)스피로[2H-인돌-2,3'-[3H]나프트[2,1-b]옥사진]. (식 XⅡ).
흡광도; λmax670㎚(PU)
[실시예 9]
1,2,5,6-테트라히드로-1,1,4-트리메틸-6'-(p-디에틸아미노)페닐스피로[4H-피롤로[3,2,1-ij]퀴놀린-2,3'-[3H]나프트[2,1-b][1,4]옥사진. (식 ⅩⅢ).
mpt 216-224℃
포토크로믹 물질의 특성을 측정하기 위하여 실시예 1, 5, 6 및 8에서 제조된 포토크로믹 화합물을 각각 폴리우레탄 호스트에 혼합하여 라미네이트를 제조하였다. 다음의 표 1의 결과는 희미하거나 희어진(bleached) 상태 및 어두워진 상태 모두에서 렌즈의 집중 가시광 투과율 (intergrated visible transmission, IVT)을 포함하는 것이다. 이 값들은 얻어질 수 있는 포토크로믹의 시각상의 범위를 보여주며, 선-렌즈와 자동차 루프라이트에서 사용하기 위한 물질의 적합성을 보여준다. λmax에 대한 값은 여러가지 화합물이 스펙트럼의 적외선 영역에서 중요한 흡광도를 보여주며, 그에 따라 열전달을 제어할 필요가 있는 자동차 루프라이트와 건축의물 창과 같은 응용에서 라미네이트로 사용될 수 있다는 것을 나타내고 있다. 어두워질 때 a, b 값의 차이와 유도광학 밀도(induced optical density)가 또한 제공된다. 유도 광학 밀도(IOD)는 다음과 같은데,
식중, BT와 DT는 발색단의 최대 흡광 지점에서 희어지고 어두워진 상태의 투과율이다. a, b 값은 화합물의 녹색을 예시한다.
[표 1]
모든 샘플 폴리우레탄(1㎜) 라미네이트에서 0.2% W/W

Claims (29)

  1. 피롤리딘 부분과 벤즈옥사진 부분으로 이루어진 스피로-피롤리딘벤즈옥사진 구조를 포함하며, 이 벤즈옥사진 부분이 아미노와 알콕시 성분 중에서 선택된 메소머릭 전자 공여기 한 가지 이상을 포함하고, 이 한가지 이상의 메소머릭 전자 공여기가, 결합을 형성하는 불포화 결합이 -C=C, -C_C-, -C=N- 및 -N=N- 중에서 선택되는 콘쥬게이티드시스템과 결합함으로써 6' 위치에 연결되는 구조를 가진 것이 특징인 포토크로믹 화합물.
  2. 제1항에 있어서, 콘쥬게이티드 시스템이 방향족 또는 헤테로시클릭 고리 한 가지 이상을 포함하는 포토크로믹 화합물.
  3. 제1항에 있어서, 피롤리돈 부분이 벤젠과 나프탈렌중에서 선택된 카르보시클릭 고리와 환상화되는 구조를 가지며, 이 구조가 각각 스피로 인돌린벤즈옥사진 및 스피로벤즈인돌린 벤즈옥사진인 포토크로믹 화합물.
  4. 제1항에 있어서, 피롤리딘 부분이 헤테로시클릭 성분과 환상화되는 포토크로믹 화합물.
  5. 제1-4항 중 어느 한 항에 있어서, 벤즈옥사진 부분이 7', 8' 위치에서 접합된 카르보시클릭 또는 헤테로시클릭 성분을 함유한 포토크로믹 화합물.
  6. 제3항 또는 제4항에 있어서, 피롤리딘부분의 N1위치와 환상화된 부분 사이에 브릿지가 설정되어 있는 포토크로믹 화합물.
  7. 다음식(Ⅰ)으로 표시되는 구조를 갖는 포토크로믹 화합물.
    상기식에서 R1은 아미노 또는 알콕시기 중에서 선택된 메조머릭 전자 공여기 한 가지 이상과 결합을 형성하는 아릴, 헤테로아릴, 헤테로시클릭, 알켄일, 알켄일아릴, 시클로알켄일, 시클로알켄일아릴, 알킨일, 알킨일아릴, 이미노아릴 및 아조아릴 중에서 선택된 기이며; R2는 수소, 알킬, 알콕시, 아릴, 헤테로아릴 또는 아미노 중에서 선택된 기이며; R3는 각각 C1-C10의 분지상 또는 선형 알킬, 카르보시클릭 또는 헤테로시클릭 고리 중에서 선택되거나, 함께 카르보시클릭 또는 헤테로시클릭 고리의 일부를 형성하며; R4는 수소, 알킬, 알콕시, 알켄일, 알킨일, 이미노, 아조, 아미노, 카르복시 에스테르, 아미드, 시아노, 할로겐, 트리플루오로메틸, 니트로, 아릴 또는 헤테로아릴 중에서 선택되며; R5는 분지상, 선형또는알리시클릭의 C1-C20 알킬, 알켄일, 알킨일, 알콕시알킬, 알킬아릴, 헤테로아릴 또는 알킬헤테로아릴 중에서 선택된 기이며; Z는 존재하는 경우에 카르보시클릭 또는 헤테로시클릭 성분을 나타내며; Y는 존재하는 경우에 카르보시클릭 또는 헤테로시클릭 성분을 나타낸다.
  8. 제7항에 있어서 다음식(Ⅱ)으로 표시되는 구조를 갖는 포토크로믹 화합물:
    상기식에서 R1, R2, R3, R4, Z 및 Y는 제7항에 정의된 바와같고, X는 헤테로시클릭 성분을 형성한다.
  9. 제6항에 있어서, 다음식(Ⅲ)으로 표시되는 구조를 갖는 포토크로믹 화합물:
    상기식에서 R1은 다음식 중에서 선택되며;
    여기서, Ar은 상기 식(Ⅲ)을 갖는 구조의 옥사진 부분에 결합하는 지점을 나타내며, R5는 C1-C18의 분지상 또는 선형 알킬 중에서 선택된다.
  10. 제9항에 있어서, R5가 메틸, 에틸, 이소부틸 또는 네오펜틸인 포토크로믹 화합물.
  11. 제7항에 있어서, 다음식(Ⅳ)으로 표시되는 구조를 갖는 포토크로믹 화합물;
    상기식에서 R1은 제7항에서 정의된 바와 같다.
  12. 1,3-디히드로-1,3,3-트리메틸-6'-(p-디에틸아미노)페닐스피로[2H-인돌-2,3'-[3H]나프트[2,1-b][1,4]옥사진].
  13. 1,3-디히드로-3,3-디메틸-1-네오펜틸-6,'-(p-디에틸아미노)페닐스피로[2H-인돌-2,3'-[3H]나프트[2,1-b][1,4]옥사진].
  14. 1,3-디히드로-1,3,3-트리메틸-6'-(1,1-비스[p-디에틸아미노페닐]에틸렌-2-일)스피로[2H-인돌-2,3'-[3H]나프트[2,1-b][1,4]옥사진].
  15. 1,3-디히드로-5-클로로-1,3,3-트리메틸-6'-(p-디에틸아미노)페닐스피로[2H-인돌-2,3'-[3H]나프트[2,1-b][1,4]옥사진].
  16. 1,3-디히드로-5-메톡시-1,3,3-트리메틸-6'-(p-디에틸아미노)페닐스피로[2H-인돌-2,3'-[3H]나프트[2,1-b][1,4]옥사진].
  17. 1,3-디히드로-1,1,3-트리메틸-6'-(p-디에틸아미노)페닐스피로[2H-벤즈[e]인돌-2,3'-[3H]나프트[2,1-b][1,4]옥사진].
  18. 1,3-디히드로-3,3-디메틸-1-네오펜틸-6'-(p-디에틸아미노)페닐스피로[2H-인돌-2,3'-[3H]나프트[2,1-b][1,4]옥사진]
  19. 1,3-디히드로-5-메톡시-1,3,3-트리메틸-6'-(1,1-비스[p-디에틸아미노페닐]에틸렌-2-일)스피로[2H-인돌-2,3'-[3H]나프트[2,1-b][1,4]옥사진].
  20. 1,2,5,6-테트라히드로-1,1,4-트리메틸-6'-(p-디에틸아미노)페닐스피로[4H-피롤[3,2,1-ij]퀴놀린-2,3'-[3H]나프트[2,1-b][1,4]옥사진.
  21. 폴리머 호스트 물질에 고정되거나 봉입된 전항중의 어느 한항의 포토크로믹 화합물로 이루어진 플라스틱 재료로서 폴리머 호스트 물질이 폴리올(알릴 카보네이트)-모노머의 폴리머, 폴리아크릴레이트, 폴리메틸메타아크릴레이트를 비롯한 폴리(알킬아크릴레이트), 셀룰로스 아세테이트, 셀룰로스 트리아세테이트, 셀룰로스 아세테이트 프로피오네이트, 셀룰로스 아세테이트 부티레이트, 폴리(비닐 아세테이트), 폴리(비닐 알코올), 폴리우레탄, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리스티렌 폴리(스티렌 메틸메타아크릴레이트) 코폴리머, 폴리(스티렌 아크릴로니트릴) 코폴리머, 폴리비닐부티랄, 및 그의 배합물중에서 선택된 광학적으로 투명한 플라스틱으로 이루어진 플라스틱 재료.
  22. 제21항에 있어서, 호스트 물질이 트리에틸렌 글리콜 디메타아크릴레이트(TEGDM)의 형태로 광학적으로 투명한 폴리머 유기 물질인 플라스틱 재료.
  23. 제21항에 있어서, 호스트 물질이 디에틸렌 글리콜 비스(알릴 카보네이트)인 플라스틱 재료.
  24. 제21항에 있어서, 재료가 라미네이트 형태인 플라스틱 재료.
  25. 다음 일반식 (Ⅴ)의 화합물
    상기식에서 R1과 R2는 각각 탄소원자수 1-4 개를 함유한 알킬, 알킬알콕시 탄소원자수 1-4개를 함유한 히드록실릭알킬, 아릴 및 카르보시클릭 중에서 선택되거나,
    R1과 R2가 함께 헤테로시클릭기의 일부를 형성하거나 한 가지 이상의 R1과 R2가 NR1R2기가 결함되어 있는 페닐기와 접합된 헤테로시클릭기의 일부를 형성한다.
  26. 제25항에 있어서, 한 가지 이상의 R1과 R2가 아릴이고, 이 아릴기가 페닐기인 화합물.
  27. 제25항에 있어서, 한가지 이상의 R1과 R2가 카르보시클릭이고, 이 카르보시클릭기가 시클로헥실기인 화합물.
  28. 제25항에 있어서, R1과 R2가 결합하여 피페리딘기를 형성하는 화합물.
  29. 제25항에 있어서, NR1R2기가 줄로리딘기의 일부인 화합물.
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