KR100333578B1 - Diarylethene compounds - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하기 화학식 2의 디아릴에텐 화합물에 관한 것으로서, 빠른 광변색 속도 및 우수한 기계적 강도를 갖는 광변색성 디아릴에텐계 중합체 제조용 단량체로서 사용된다.The present invention relates to a diarylethene compound represented by the following Chemical Formula 2, and is used as a monomer for preparing a photochromic diarylethene polymer having a high photochromic speed and excellent mechanical strength.

[화학식 2][Formula 2]

[상기식에서, R1은 수소원자 또는 C1-22알킬기, 또는 플루오르기, 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 페닐알킬기를 나타내고; R2는 불소로 치환 또는 비치환된 C1-22알킬렌기를 나타내고; R3는 결합선, 산소원자 또는 불소로 치환 또는 비치환된 C1-3알킬렌기를 나타내며; X 및 Y 는 각각 독립적으로 산소, 질소 또는 황 원자를 나타내며; Z는 불소로 치환 또는 비치환된 메틸렌기 또는 카르보닐기를 나타낸다.][Wherein, R 1 represents a hydrogen atom or a C 1-22 alkyl group or a fluorine group, a substituted or unsubstituted phenyl group, a substituted or unsubstituted phenylalkyl group; R 2 represents a C 1-22 alkylene group unsubstituted or substituted with fluorine; R 3 represents a C 1-3 alkylene group unsubstituted or substituted with a bond line, an oxygen atom, or fluorine; X and Y each independently represent an oxygen, nitrogen or sulfur atom; Z represents a methylene group or a carbonyl group unsubstituted or substituted with fluorine.]

Description

디아릴에텐 화합물 {DIARYLETHENE COMPOUNDS}Diaryethene Compound {DIARYLETHENE COMPOUNDS}

본 발명은 디아릴에텐 화합물에 관한 것으로서, 이것은 접착성이 우수하며, 광변색 속도가 빠르고, 접착성이 우수하고, 가공성이 우수한 디아릴에텐이 치환된 스티렌계 공중합체의 제조에서 단랑체로서 사용될 수 있다.The present invention relates to a diaryl ethene compound, which is excellent in adhesiveness, has a fast photochromic speed, excellent adhesion, and excellent workability. Can be used as.

디아릴에텐계 광변색 화합물은 1985년에 합성된 이래 광조사후 열에 의한 변색이 일어나지 않으면서 안정한 광변색성 화합물로 알려져 왔다 (Japan Kokai Tokkyo Koho; JP 86263935 A2, J. Org. Chem., 1991, 49, 373). 이에 따라 다양한 유도체들의 합성 방법이 연구되어 왔으며 이를 가역적 광디스크, 소거가능형 광디스크, 광집적 소자용 광 스위치, 유기 감광체, 광전극 등에 이용하려는 연구가 많이 발표되고 있다 (Japan Kokai Tokkyo Koho; JP 91261782 A2, ; JP 91261781 A2, JP 91261762 A2, JP 92178383 A2, JP 92178382 A2, JP 94199846 A2,, JP 91135977 A2, JP 9359025 A2, JP 93169820 A2, JP 9311406 A2, JP 93301873 A2, JP 94267071 A2, JP 9572567 A2, JP 9669083 A2, JP 96245579 A2, JP 9761647 A2, JP 9780681 A2 ; Takeshita, M; Uchida, K.; Irie, M. Chem. Commun, 1996, 1807-1808 등).Since diarylethene-based photochromic compounds have been synthesized in 1985, they have been known as stable photochromic compounds without heat discoloration after irradiation (Japan Kokai Tokkyo Koho; JP 86263935 A2, J. Org. Chem., 1991, 49, 373). Accordingly, the synthesis method of various derivatives has been studied, and many studies have been published to use it for reversible optical disks, erasable optical disks, optical switches for optical integrated devices, organic photoreceptors, photoelectrodes, etc. (Japan Kokai Tokkyo Koho; JP 91261782 A2 ,; JP 91261781 A2, JP 91261762 A2, JP 92178383 A2, JP 92178382 A2, JP 94199846 A2 ,, JP 91135977 A2, JP 9359025 A2, JP 93169820 A2, JP 9311406 A2, JP 93301873 A2, JP 94267071 A67 , JP 9669083 A2, JP 96245579 A2, JP 9761647 A2, JP 9780681 A2; Takeshita, M; Uchida, K .; Irie, M. Chem. Commun, 1996, 1807-1808, etc.).

상기의 디아릴에텐계 화합물은 자외선에 노출 될 때 색이 변하고, 이어서 다른 파장의 광을 조사하면 화합물의 본래의 색으로 되돌아오는 화합물로서 광에 의한 색 변화 또는 압색화가 유발되는 용도에 사용하기 위한 여러 가지 유형의 광호변성 화합물이 제안되어 왔다 (Japan Kokai Tokkyo Koho; JP 9589954 A2, JP 9771585 A2, JP 9777743 A2, JP 9777767 A2 , JP 05-301873 A2,등).The diarylethene-based compound changes color when exposed to ultraviolet light, and then returns to the original color of the compound when irradiated with light of a different wavelength. Several types of photochromic compounds have been proposed (Japan Kokai Tokkyo Koho; JP 9589954 A2, JP 9771585 A2, JP 9777743 A2, JP 9777767 A2, JP 05-301873 A2, etc.).

그 중 불소 치환된 디아릴에텐이나 말레산 무수물로 치환된 디아릴에텐은 암안정성이 높으면서 광변색성이 빠르고, 고분자 수지와의 상용성이 있어서, 고분자 수지와 함께 용해하여 용액 코팅법에 의하여 광기록막을 제조하는 방법이 발표되었다 (J. Org. Chem., 1991, 49, 373).Among them, fluorine-substituted diarylethene and maleic anhydride-diarylethene have high dark stability, fast photochromic properties, and are compatible with polymer resins. Has been published (J. Org. Chem., 1991, 49, 373).

그러나 저분자량의 디아릴에텐 화합물을 고분자 수지에 도입하게 되면, 상용성이 충분하지 못하여 장시간 보존 중에 디아릴에텐 광변색 화합물이 고분자 매체로부터 용출되어 나와 상분리가 일어난다. 이에 따라 장시간 사용할 때 광기록의 신뢰성 및 보존안정성이 결여되는 문제가 있다. 특히 광학적으로 응용될 때 가역적으로 광변색성이 일어나면서 굴절률 변화를 동반하게 되는데, 저분자량의 디아릴에텐의 상분리 문제는 광변색도나 굴절률 변화가 반복될 때마다 다르게 나오므로신호처리 및 해독에 오차를 가져오게 된다.However, when the low molecular weight diarylethene compound is introduced into the polymer resin, the compatibility is not sufficient, and the diarylethene photochromic compound is eluted from the polymer medium during long-term storage and phase separation occurs. Accordingly, there is a problem in that the reliability and storage stability of the optical record is poor when used for a long time. In particular, when applied optically, photochromic reversibly occurs and accompanied by refractive index change. The problem of phase separation of low molecular weight diaryethene is different every time the photochromicity or refractive index change is repeated. It will lead to an error.

이러한 문제를 해결하기 위하여 디아릴에텐이 폴리메타크릴 주쇄에 곁사슬로 치환되어있는 중합체가 개발되어왔다 (Japan Kokai Tokkyo Koho; JP 06/240242 A2). 그러나 디아릴에텐 메타크릴레이트 단량체 합성이 저온 반응을 사용하여 까다롭고, 제조된 고분자가 기계적 특성이 열악하며, 유리판, PC, PMMA, PE 등의 플라스틱판 위에 접착력이 떨어지는 단점이 있다.In order to solve this problem, polymers in which diarylethene is substituted with a side chain in the polymethacryl main chain have been developed (Japan Kokai Tokkyo Koho; JP 06/240242 A2). However, the synthesis of diaryethene methacrylate monomers is difficult using low temperature reaction, the polymer produced has poor mechanical properties, and the adhesive strength on the plastic plate, such as glass plate, PC, PMMA, PE has a disadvantage.

또한 디아릴에텐과 메타크릴기 사이에 수소 또는 불소로 치환된 알킬렌으로 치환되어 있으므로 디아릴에텐기가 광에 의해 조사되어 여기될 때 생성되는 극성의 여기상태 구조를 안정화시키지 못하여 극초단시간 내에서 빠른 굴절률 변화를 응용하는것과 같은 여기상태의 극성을 이용하는 광변색 박막에 응용하는데 한계가 있다.In addition, since it is substituted with alkylene substituted with hydrogen or fluorine between diarylethene and methacryl group, it cannot stabilize the polarized excited state structure generated when the diarylethene group is irradiated by light and excited within an extremely short time. There is a limit to the application to the photochromic thin film using the polarity of the excited state, such as the application of a fast refractive index change.

상기의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명자들은 카르복시기와 같은 극성기로 연결되고 합성과 분리가 용이하며, 광변색성이 우수하면서 기계적 특성이 우수하고, 상분리나 화합체 생성의 문제를 해결할 수 있는 디아릴에텐계 중합체를 합성하는 방법에 대하여 연구하게 되었다. 그 결과, 화학식 2와 같이 디아릴에텐의 벤젠환에 X-R2OC(=O)- (여기서 X는 메타크릴기)로 치환된 디아릴에텐 단량체를 하기 화학식 3의 스티렌계 단량체 및 하기 화학식 4의 화합물을 포함하는 조성물로 부터 개시제의 존재 하에 중합시키면, 기계적 특성이 우수하고, 광변색 속도가 빠르며,가공성이 우수한 화학식 1의 광변색 중합체가 제조되며, 중합체를 유기용매에 녹인 조성물로부터 광변색 박막을 형성하게 되는 것을 발견하고 본 발명을 완성하게 되었다.In order to solve the above problems, the present inventors are connected to a polar group such as a carboxyl group, and are easily synthesized and separated, have excellent photochromic properties, excellent mechanical properties, and a diaryl which can solve the problem of phase separation or compound formation. A method for synthesizing ten-based polymers has been studied. As a result, the styrene-based monomer of the formula (3) and the following formula are substituted with a diarylethene monomer substituted with XR 2 OC (= O)-(where X is a methacryl group) in the benzene ring of the diaryl ethene as shown in the formula (2) Polymerization from the composition comprising the compound of 4 in the presence of an initiator produces a photochromic polymer of formula 1 having excellent mechanical properties, fast photochromic speed, and excellent processability, and from the composition in which the polymer is dissolved in an organic solvent. It has been found to form a discolored thin film to complete the present invention.

도 1은 실시예 5에서 제조된 디아릴에텐-스티렌의 공중합체의 열에 대한 무게감소를 나타내는 TGA 이며;1 is a TGA showing the weight loss with respect to the heat of the copolymer of diarylethene-styrene prepared in Example 5;

도 2는 실시예 11에서 제조된 박막에 310 nm의 단파장을 조사할 때 나타나는 분광흡수 스펙트럼의 변화 (점선: 빛조사전, 실선: 빛조사 1분후)를 나타내는 도면이다.FIG. 2 is a graph showing changes in the spectrum absorption spectrum (dotted line: before light irradiation and solid line: 1 minute after light irradiation) that appear when irradiating a short wavelength of 310 nm to the thin film prepared in Example 11. FIG.

따라서, 본 발명의 첫 번째 목적은 우수한 광변색 특성을 가지는 디아릴에텐계 중합체를 제공하는 것이다. 본 발명에 따른 디아릴에텐계 중합체는 하기 화학식 4에 대응한다.Accordingly, it is a first object of the present invention to provide a diarylethene-based polymer having excellent photochromic properties. Diaryl ethene-based polymer according to the invention corresponds to the formula (4).

[상기식에서,[In the above formula,

R1은 수소원자 또는 C1-22알킬기, 또는 플루오르기, 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 페닐알킬기를 나타내고;R 1 represents a hydrogen atom or a C 1-22 alkyl group or a fluorine group, a substituted or unsubstituted phenyl group, a substituted or unsubstituted phenylalkyl group;

R2는 불소로 치환 또는 비치환된 C1-22알킬렌기를 나타내고;R 2 represents a C 1-22 alkylene group unsubstituted or substituted with fluorine;

R3는 결합선, 산소원자 또는 불소로 치환 또는 비치환된 C1-3알킬렌기를 나타내며;R 3 represents a C 1-3 alkylene group unsubstituted or substituted with a bond line, an oxygen atom, or fluorine;

X 및 Y 는 각각 독립적으로 산소, 질소 또는 황 원자를 나타내며;X and Y each independently represent an oxygen, nitrogen or sulfur atom;

Z는 불소로 치환 또는 비치환된 메틸렌기 또는 카르보닐기를 나타내며;Z represents a methylene group or a carbonyl group unsubstituted or substituted with fluorine;

R4는 R1과 같거나, 불소로 치환 또는 비치환된 C1-22알킬렌 또는 알킬렌옥시 알킬 에스테르기를 나타내며, 전술한 알킬렌기 또는 알킬렌옥시알킬 에스테르기는 메타크릴기, 아크릴기, 디플루오로아크릴기 등에서 선택된 하나 이상으로 치환될 수 있으며;R 4 is the same as R 1 or represents a C 1-22 alkylene or alkyleneoxy alkyl ester group unsubstituted or substituted with fluorine, and the alkylene group or alkyleneoxyalkyl ester group described above is a methacryl group, an acryl group, a It may be substituted with one or more selected from fluoroacryl groups and the like;

R5는 R2와 같거나, 불소로 치환 또는 비치환된 C1-22알킬렌옥시기를 나타내며;R 5 is the same as R 2 or represents a C 1-22 alkyleneoxy group unsubstituted or substituted with fluorine;

o, p, q 및 r 은 몰분율을 나타내는 수로서, o+ p+ q + r =1을 만족하며 각각 0 이상 1 이하의 수를 나타낸다.]o, p, q and r are numbers representing mole fractions, satisfying o + p + q + r = 1 and each representing a number of 0 or more and 1 or less.]

본 발명에 따른 화학식 1의 디아릴에텐계 중합체는 우수한 광변색 특성, 예를들면 빠른 광변색 속도를 가지고 있다.The diarylethene-based polymer of the formula (1) according to the present invention has excellent photochromic properties, such as fast photochromic speed.

상기의 화학식 1로 표현되는 디아릴에텐계 중합체는, 하기 화학식 2의 디아릴에텐 화합물, 하기 화학식 3의 스티렌계 단량체 및 하기 화학식 4의 화합물로부터 제조될 수 있다.The diarylethene-based polymer represented by Formula 1 may be prepared from a diarylethene compound of Formula 2, a styrene monomer of Formula 3, and a compound of Formula 4.

따라서 본발명의 두 번째 목적은 하기 화학식 2의 디아릴에텐 화합물, 하기 화학식 3의 스티렌계 단량체 및 하기 화학식 4의 화합물로부터 화학식 1의 디아릴에텐계 중합체의 제조방법을 제공하는 것이다.Accordingly, a second object of the present invention is to provide a method for preparing a diaryethene-based polymer of Formula 1 from a diarylethene compound of Formula 2, a styrene monomer of Formula 3, and a compound of Formula 4.

[화학식 1][Formula 1]

[상기식에서, R1, R2, R3, R4, R5, X, Y, Z, o, p, q 및 r 은 상기 정의된 바이다.][Wherein R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , X, Y, Z, o, p, q and r are as defined above.]

본 발명의 바람직한 하나의 양식에 따르면, 화학식 1의 디아릴에텐계 중합체는, 상기 단량체 화합물들을 테트라히드로푸란, 톨루엔, C1~10알코올, 아세토니트릴, 아세톤, DMSO, DMF, α-메틸나프탈렌, 메톡시나프탈렌, 클로로나프탈렌, 디페닐에탄, 에틸렌글리콜, 퀴놀린, 디클로로벤젠, 디클로로톨루엔, 프로필렌카보네이트, 술폴란 및 크실렌으로 구성된 군에서 선택된 1 종 이상의 용매의 존재 하에 0.5 내지 10 시간동안 30 ℃ 내지 400℃ 의 온도로 반응시킴으로써 제조된다.According to one preferred embodiment of the present invention, the diarylethene-based polymer of Formula 1 may be selected from the group consisting of tetrahydrofuran, toluene, C 1-10 alcohol, acetonitrile, acetone, DMSO, DMF, α-methylnaphthalene, 30 ° C. to 400 hours for 0.5 to 10 hours in the presence of at least one solvent selected from the group consisting of methoxynaphthalene, chloronaphthalene, diphenylethane, ethylene glycol, quinoline, dichlorobenzene, dichlorotoluene, propylenecarbonate, sulfolane and xylene It is manufactured by reacting at the temperature of ° C.

본 발명의 세 번째 목적은, 본 발명에 따른 화학식 1의 디아릴에텐계 중합체를 제조하기 위한 화학식 2의 디아릴에텐 화합물, 화학식 3의 스티렌계 단량체 및 화학식 4의 화합물로 구성된 조성물을 제공하는 것이다.A third object of the present invention is to provide a composition comprising a diarylethene compound of formula (2), a styrene monomer of formula (3) and a compound of formula (4) for the preparation of the diarylethene-based polymer of formula (1) according to the present invention will be.

본 발명에 따른 상기 조성물은 테트라히드로푸란, 톨루엔, C1~10알코올, 아세토니트릴, 아세톤, DMSO, DMF, α-메틸나프탈렌, 메톡시나프탈렌, 클로로나프탈렌, 디페닐에탄, 에틸렌글리콜, 퀴놀린, 디클로로벤젠, 디클로로톨루엔, 프로필렌카보네이트, 술폴란 및 크실렌으로 구성된 군에서 선택된 1 종 이상의 용매를 포함할 수 있다.The composition according to the present invention is tetrahydrofuran, toluene, C 1-10 alcohol, acetonitrile, acetone, DMSO, DMF, α-methylnaphthalene, methoxynaphthalene, chloronaphthalene, diphenylethane, ethylene glycol, quinoline, dichloro It may include one or more solvents selected from the group consisting of benzene, dichlorotoluene, propylene carbonate, sulfolane and xylene.

본 발명의 다섯 번째 목적은 본 발명에 따른 화학식 1의 디아릴에텐계 중합체를 제조하기 위한 화학식 2의 디아릴에텐 화합물을 제공하는 것이다. 화학식 2의 디아릴에텐 화합물은, 디아릴에텐의 벤젠환에 X-R2OC(=O)- (여기서 X는 메타크릴기)로 치환되어 있다.A fifth object of the present invention is to provide a diarylethene compound of formula (2) for preparing a diarylethene-based polymer of formula (1) according to the present invention. The diarylethene compound of the formula (2) is substituted with XR 2 OC (═O) —, where X is a methacryl group, in the benzene ring of diarylethene.

본 발명의 여섯 번째 목적은 화학식 1의 디아릴에텐계 중합체로 된 광변색 박막을 제공하는 것이다. 상기 광변색 박막은 화학식 2의 디아릴에텐 화합물, 화학식 3의 스티렌계 단량체 및 화학식 4의 화합물로 구성된 조성물을 용매의 존재 또는 부재 하에, 개시제의 존재 하에 가열처리하거나 광가교시킴으로써 제조될 수도 있다. 이렇게 제조된 광변색 박막은 광변색 속도가 빠르고 기계적 특성이 우수하다.A sixth object of the present invention is to provide a photochromic thin film of the diarylethene-based polymer of formula (1). The photochromic thin film may be prepared by heat treating or photocrosslinking a composition composed of a diarylethene compound of Formula 2, a styrene monomer of Formula 3, and a compound of Formula 4 in the presence or absence of a solvent and in the presence of an initiator. . The photochromic thin film thus prepared has a fast photochromic speed and excellent mechanical properties.

본 발명의 화학식 2의 디아릴에텐 화합물은 시판되거나 공지의 방법으로 제조되는 디아릴에텐을 아세틸클로라이드와 반응시켜 모노아세틸-치환된 디아릴에텐을 제조하고, 이어서 수화반응 시킨 후 메타크릴-치환된 알킬렌 알콜과 반응시킴으로써 제조되며, 일반적으로 90 % 이상의 수율로 수득될 수 있다.The diarylethene compound of formula (2) of the present invention reacts diarylethene, which is commercially available or prepared by a known method, with acetyl chloride to prepare monoacetyl-substituted diarylethene, followed by hydration, and then methacryl It is prepared by reacting with a substituted alkylene alcohol and can generally be obtained in a yield of at least 90%.

예를들면, 1-[6'-(메타크릴로일옥시에틸옥시카르보닐)-2'-메틸벤조[b]티오펜-3'-일]-2-(2'-메틸벤조[b]티오펜-3'-일)헥사플루오로시클로펜텐은 1,2-비스(2-메틸벤조[b]티오펜-3-일)헥사플루오로시클로펜텐으로부터 제조된다.For example, 1- [6 '-(methacryloyloxyethyloxycarbonyl) -2'-methylbenzo [b] thiophen-3'-yl] -2- (2'-methylbenzo [b] Thiophen-3'-yl) hexafluorocyclopentene is prepared from 1,2-bis (2-methylbenzo [b] thiophen-3-yl) hexafluorocyclopentene.

구체적으로는, 1,2-비스(2-메틸벤조[b]티오펜-3-일)헥사플루오로시클로펜텐 및 아세틸 클로라이드를 니트로벤젠에 녹인 용액에 상온에서 알루미늄 트리클로라이드 (AlCl3)를 천천히 적가한 후, 상온에서 5시간 동안 반응시킨 다음, 물을 가하여 반응을 중지시키고, 클로로포름으로 추출하면 1-[6'-아세틸-2'-메틸벤조[b]티오펜-3'-일]-2-(2'-메틸벤조[b]티오펜-3'-일)헥사플루오로시클로펜텐을 84%의 수율로수득된다. 결과된 생성물을 디옥산에 녹이고, 결과된 용액을 소듐 하이포클로라이트/디옥산 혼합용액에 30 ∼80oC에서 천천히 적가하고, 결과된 반응혼합물을 50 ∼ 110oC에서 0.5 ∼ 10시간 동안 계속 반응시킨 다음 정제하면, 1-(6'-카르복시-2'-메틸벤조[b]티오펜-3'-일)-2-(2'-메틸벤조[b]티오펜-3'-일)헥사플루오로시클로펜텐이 99 % 의 수율로 수득된다.Specifically, aluminum trichloride (AlCl 3 ) is slowly added to a solution of 1,2-bis (2-methylbenzo [b] thiophen-3-yl) hexafluorocyclopentene and acetyl chloride in nitrobenzene at room temperature. After the addition, the mixture was reacted at room temperature for 5 hours, and then water was added to stop the reaction. When extracted with chloroform, 1- [6'-acetyl-2'-methylbenzo [b] thiophen-3'-yl]- 2- (2'-methylbenzo [b] thiophen-3'-yl) hexafluorocyclopentene is obtained in 84% yield. The resulting product is dissolved in dioxane, the resulting solution is slowly added dropwise to the sodium hypochlorite / dioxane solution at 30-80 o C and the resulting reaction mixture is continued at 50-110 o C for 0.5-10 hours. After reaction and purification, 1- (6'-carboxy-2'-methylbenzo [b] thiophen-3'-yl) -2- (2'-methylbenzo [b] thiophen-3'-yl) Hexafluorocyclopentene is obtained in a yield of 99%.

제조된 1-(6'-카르복시-2'-메틸벤조[b]티오펜-3'-일]-2-(2'-메틸벤조[b]티오펜-3'-일l)헥사플루오로시클로펜텐을 2-히드록시에틸 메타크릴레이트, DCC, DMAP 및 디클로로메탄에 용해시키고, 상온에서 교반하여 92%의 수율로 제조된다. 본원 발명의 상기 화학식 2 및 3은 시판되는 화합물을 이용할 수 있다.Prepared 1- (6'-carboxy-2'-methylbenzo [b] thiophen-3'-yl] -2- (2'-methylbenzo [b] thiophen-3'-yl) hexafluoro Cyclopentene is dissolved in 2-hydroxyethyl methacrylate, DCC, DMAP, and dichloromethane and stirred at room temperature to produce a yield of 92% .The above formulas (2) and (3) of the present invention may use commercially available compounds. .

전술한 바와 같은 본원 발명의 광변색 중합체는 상기 화학식 1 의 디아릴에텐 화합물, 상기 화학식 2 및 3의 화합물에서 선택된 1종이상의 화합물을 유기 용매에 녹이고, 열경화제를 가한 후 30 ℃ 내지 150 ℃, 바람직하게는 40 ℃ 내지 120 ℃ 의 온도에서 0.5 내지 150 시간, 바람직하게는 2 내지 100 시간동안 생성된 혼합물을 서서히 가열하여 반응시키는 것을 특징으로 한다. 그 한 예로 광변색 디아릴에텐의 스티렌 공중합체는 중량비로 38% 의 1-[6'-(메타크릴로일옥시에틸옥시카르보닐)-2'-메틸벤조[b]티오펜-3'-일]-2-(2'-메틸벤조[b]티오펜-3'-일)헥사플루오로시클로펜텐, 40 %의 스티렌, 22 %의 부틸 메타크릴레이트를 THF 에 녹인 후 열경화제를 가하고, 질소 분위기 하에서 가열 환류시켜 제조된다. 제조된 고분자의 중량평균 분자량은 폴리스티렌을 기준으로 하면, 10500 이며, 분산도 (Mw/Mn)는1.49 으로서 용액에 녹아 가공이 쉬운 광변색 고분자가 제조될 수있다.As described above, the photochromic polymer of the present invention dissolves at least one compound selected from the diarylethene compound of Formula 1 and the compounds of Formulas 2 and 3 in an organic solvent, and after adding a thermosetting agent, 30 ° C. to 150 ° C. Preferably, the resulting mixture is heated and reacted at a temperature of 40 ° C. to 120 ° C. for 0.5 to 150 hours, preferably 2 to 100 hours. As an example, the styrene copolymer of photochromic diarylethene may contain 38% of 1- [6 '-(methacryloyloxyethyloxycarbonyl) -2'-methylbenzo [b] thiophen-3' by weight ratio. -Yl] -2- (2'-methylbenzo [b] thiophen-3'-yl) hexafluorocyclopentene, 40% styrene, 22% butyl methacrylate in THF, followed by addition of a thermosetting agent And refluxed under nitrogen atmosphere. The weight average molecular weight of the prepared polymer is 10500, based on polystyrene, and the dispersity (M w / M n ) is 1.49, so that a photochromic polymer can be prepared by dissolving in a solution.

또한 중량비로 22%의 1-[6'-(메타크릴로일옥시에틸옥시카르보닐)-2'-메틸벤조[b]티오펜-3'-일]-2-(2'-메틸벤조[b]티오펜-3'-일)헥사플루오로시클로펜텐으로부터 제조된 공중합체의 열에 대한 무게감소를 나타내는 TGA 로부터 10 % 중량 감소를 나타내는 온도가 350℃ 이상으로서 열안정성이 매우 우수한 것을 나타낸다. 본원 발명에 따라 제공되는 디아릴에텐계 중합체는 톨루엔, 크실렌, 클로로포름, 저급 알코올 등의 통상적인 용매 또는 이들의 혼합물에 용해될 수 있다.Furthermore, 22% by weight of 1- [6 '-(methacryloyloxyethyloxycarbonyl) -2'-methylbenzo [b] thiophen-3'-yl] -2- (2'-methylbenzo [ b] TGA showing a weight loss with respect to heat of the copolymer prepared from thiophen-3'-yl) hexafluorocyclopentene, indicating that the temperature showing a 10% weight loss from the TGA is 350 ° C. or higher, indicating very excellent thermal stability. Diarylethene-based polymers provided in accordance with the present invention can be dissolved in conventional solvents or mixtures thereof, such as toluene, xylene, chloroform, lower alcohols and the like.

본 발명의 또 다른 목적은 열안정성이 우수한 디아릴에텐계 중합체를 주성분으로하는 조성물을 제공하는 것으로서, 본 발명에 따르면 다음과 같은 조성물이 제공된다: 톨루엔, 클로로포름, 헥산, 아세톤, 저급 알코올, 1,2-디클로로에탄, 메틸에틸케톤, 술포란, 크실렌, 3-니트로-α,α, α-트리플루오로니트로 등 통상의 유기용매로 구성된 군에서 선택된 1 종 이상의 용매 또는 이들의 혼합물 및 상기의 방법으로 제조되는 디아릴에텐계 중합체를 포함하는 조성물, 전술한 조성물에 테트라알콕시실란, 트리알콜시글리시딜실란, 테트라알콕시티탄, 염산, 유기산으로 구성된 군에서 선택된 1종 이상의 화합물을 추가로 함유한 조성물; 폴리올레핀, 폴리스티렌, 폴리비닐부티랄, 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 폴리아크릴레이트, 폴리우레탄으로 구성된 군에서 선택된 1 종 이상의 수지 및 상기 화학식 4 의 디아릴에텐계 중합체를 포함하는 조성물.It is still another object of the present invention to provide a composition comprising a diarylethene-based polymer having excellent thermal stability, and according to the present invention, the following composition is provided: toluene, chloroform, hexane, acetone, lower alcohol, 1 At least one solvent selected from the group consisting of conventional organic solvents such as 2-dichloroethane, methyl ethyl ketone, sulfolane, xylene, 3-nitro-α, α, and α-trifluoronitro, or mixtures thereof A composition comprising a diarylethene-based polymer prepared by the method, wherein the composition further contains at least one compound selected from the group consisting of tetraalkoxysilane, trialcohol glycidylsilane, tetraalkoxytitanium, hydrochloric acid and organic acid One composition; A composition comprising at least one resin selected from the group consisting of polyolefins, polystyrenes, polyvinyl butyral, polycarbonates, polyesters, polyacrylates, polyurethanes, and diarylethene-based polymers of the formula (4).

전술한 본 발명의 중합체 조성물은 α-메틸나프탈렌, 메톡시나프탈렌, 클로로나프탈렌, 디페닐에탄, 에틸렌글리콜, 술포란, 퀴놀린, 디클로로벤젠, 디클로로톨루엔, 프로필렌카보네이트, 크실렌으로 구성된 군에서 선택된 1 종 이상의 고비점의 용매를 추가로 함유할 수 있다.The polymer composition of the present invention described above is at least one selected from the group consisting of α-methylnaphthalene, methoxynaphthalene, chloronaphthalene, diphenylethane, ethylene glycol, sulfolane, quinoline, dichlorobenzene, dichlorotoluene, propylene carbonate and xylene It may further contain a high boiling point solvent.

본 발명의 상기 조성물의 각 성분의 성분비는 조성물의 사용 용도에 따라 상이할 수 있으나, 상기 조성물을 후술하는 바와 같이 광변색성 박막제조에 사용하는 경우, 상기 화학식4 의 디아릴에텐계 중합체를 조성물 총 중량의 0.01내지 100 중량 % 의 비율로 사용하고, 기타 성분을 0 내지 99 중량 % 의 비율로 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명의 상기 조성물의 각 성분이 상기 성분비를 벗어나는 경우, 생성되는 박막의 기계적 특성이 좋지 않게 되므로 바람직하지 못하다. 또한 본 발명의 디아릴에텐계 중합체를 화장품, 섬유, 점토, 및 기타 조성물에 광안정제나 기타의 목적으로 사용하는 경우 중량 % 의 비율은 0.01 에서 수 피피엠 단위까지 사용할 수 있다.The component ratio of each component of the composition of the present invention may be different depending on the use of the composition, but when the composition is used to produce a photochromic thin film as described below, the arylethene-based polymer of the formula (4) Preference is given to using in a proportion of 0.01 to 100% by weight of the total weight and using other components in a proportion of 0 to 99% by weight. When each component of the composition of the present invention is out of the component ratio, it is not preferable because the mechanical properties of the resulting thin film is not good. In addition, when the diarylethene-based polymer of the present invention is used in cosmetics, fibers, clays, and other compositions for light stabilizers or other purposes, the ratio of weight% may be used from 0.01 to several FPM units.

전술한 본 발명의 중합체 조성물에는 내열 특성, 기계적 특성, 가공 특성 등을 개선하기 위해 당업자에게 명백한 각종 첨가제, 윤활제 및 증점제 등이 첨가 될 수 있다.The above-described polymer composition of the present invention may be added various additives, lubricants and thickeners and the like apparent to those skilled in the art in order to improve heat resistance, mechanical properties, processing properties and the like.

본 발명의 또 다른 목적은 전술한 조성물을 이용하여 200 ~ 800 nm 영역의 자외선, 가시광 및 근적외선에 감광성을 가지는 감광성 박막을 제공하는 데에 있다.Still another object of the present invention is to provide a photosensitive thin film having photosensitivity to ultraviolet light, visible light and near infrared light in the region of 200 to 800 nm using the above-described composition.

전술한 바와 같이 제조되는 디아릴에텐계 중합체를 포함하는 조성물을 플라스틱수지, 유리판, 알미늄판이나 마일러 필름, 전도성 유리 등의 일반적 지지체 위에 코팅하면 200 ~ 500 nm 의 파장영역에서 우수한 흡수도를 나타내는 디아릴에텐계 중합체 박막이 제공된다. 또한 제조된 박막에 햇빛이나 자외선과 같은 광을 조사하면, 300 ~ 800 nm 의 파장영역에서 양호한 흡수도를 나타내는 디아릴에텐계 중합체 박막이 제공된다. 이 때 코팅은 로울 코팅 또는 스핀 코팅, 바 코팅, 스프레이코팅, 딥 코팅 등의 방법을 사용할 수 있다.When the composition containing the diarylethene-based polymer prepared as described above is coated on a general support such as a plastic resin, a glass plate, an aluminum plate, a mylar film, or a conductive glass, it exhibits excellent absorption in a wavelength range of 200 to 500 nm. Diarylethene-based polymer thin films are provided. In addition, when the thin film is irradiated with light such as sunlight or ultraviolet rays, there is provided a diaryl ethene-based polymer thin film showing good absorption in the wavelength range of 300 ~ 800 nm. In this case, the coating may be a method such as roll coating or spin coating, bar coating, spray coating, dip coating, or the like.

또한, 본 발명의 상기 화학식 1의 디아릴에텐계 중합체를 에테르, 알코올, 방향족 탄화수소, 모노테르펜 탄화수소 및 액체파라핀으로 구성된 군에서 선택된 1 종 이상의 용매로 용해하여 가공하거나 폴리비닐부티랄(PVB), 폴리카보네이트(PC) 등의 범용 중합체와 함께 혼합하여 밀링(milling)한 후 상기의 지지체위에 도포하는 방법으로도 광변색 박막이 제공된다.In addition, the diarylethene-based polymer of the formula (1) of the present invention is processed by dissolving in one or more solvents selected from the group consisting of ether, alcohol, aromatic hydrocarbon, monoterpene hydrocarbon and liquid paraffin or polyvinyl butyral (PVB), A photochromic thin film is also provided by mixing with a general purpose polymer such as polycarbonate (PC) and milling and then applying it onto the support.

본 발명에서 제공되는 디아릴에텐계 중합체는 용액 가공이 가능하면서도 200 ~ 800 nm 영역에서 흡수 피크를 나타내고 열안정성이 350 ℃ 이상이 되므로 표시소자나 광스위치 소자, 광집적 소자, 태양전지, 센서 등과 기타 기록 소자 및 광학 소자에 응용 가능성이 매우 높으며 이들 또한 본 발명의 범위에 속한다.The diaryl ethene-based polymer provided in the present invention is capable of solution processing but exhibits an absorption peak in the range of 200 to 800 nm and thermal stability of 350 ° C. or higher, so that the display device, the optical switch device, the light integrated device, the solar cell, the sensor, etc. The possibility of application to other recording elements and optical elements is very high and these also belong to the scope of the present invention.

상기 설명된 바와 같은 본 발명의 특징 및 기타 장점은 후술되는 실시예를 참고로 하여 보다 명백하게 기술될 것이나, 본 발명의 범위가 하기 실시예에만 한정되는 것은 아니다.Features and other advantages of the present invention as described above will be more clearly described with reference to the following examples, but the scope of the present invention is not limited only to the following examples.

실시예 1~4 치환된 디아릴에텐 단량체의 제조Examples 1-4 Preparation of Substituted Diarylethene Monomers

실시예 1:Example 1: 1-(6'-아세틸-2'-메틸벤조[b]티오펜-3'-일)-2-(2'-메틸벤조[b]티오펜-3'-일)헥사풀루오르시클로펜텐의 합성Of 1- (6'-acetyl-2'-methylbenzo [b] thiophen-3'-yl) -2- (2'-methylbenzo [b] thiophen-3'-yl) hexafulocyclopentene synthesis

공지의 방법으로 합성되는 1,2-비스(2-메틸벤조[b]티오펜-3-일)헥사플루오로시클로펜텐 2.67g과 아세틸 클로라이드 0.8ml을 니트로벤젠 40ml에 녹인 후, 상온에서 2.28g 의 AlCl3을 천천히 가한다. 반응혼합물을 상온에서 5시간동안 반응시킨 후 H2O로 반응을 중지시키고 클로로포름으로 추출한다. 유기층을 MgSO4로 수분을 제거한 후 감압 하에서 용매를 제거하고 컬럼 크로마토그래피 (20% 에틸 아세테이트-헥산)으로 분리하면 2.44g의 1-(6'-아세틸-2'-메틸벤조[b]티오펜-3'-일)-2-(2'-메틸벤조[b]티오펜-3'-일)헥사플루오로시클로펜텐이 제조된다.수율84%.2.67 g of 1,2-bis (2-methylbenzo [b] thiophen-3-yl) hexafluorocyclopentene and 0.8 ml of acetyl chloride synthesized by a known method were dissolved in 40 ml of nitrobenzene, and then 2.28 g at room temperature. AlCl 3 is slowly added. After reacting the reaction mixture at room temperature for 5 hours, the reaction was stopped with H 2 O and extracted with chloroform. The organic layer was dried with MgSO 4 , removed with solvent under reduced pressure and separated by column chromatography (20% ethyl acetate-hexane) to give 2.44 g of 1- (6'-acetyl-2'-methylbenzo [b] thiophene. -3'-yl) -2- (2'-methylbenzo [b] thiophen-3'-yl) hexafluorocyclopentene is prepared. Yield 84%.

m.p=62oCmp = 62 o C

IR(KBr, Cm-1); 1684(-CO group)IR (KBr, Cm −1 ); 1684 (-CO group)

1H-NMR(300MHz, CDCl3) δ8.29-7.54(4H), 7.39-7.17(3H), 2.63(3H), 2.56-2.46(3H), 2.24,2.20(3H) 1 H-NMR (300 MHz, CDCl 3 ) δ 8.29-7.54 (4H), 7.39-7.17 (3H), 2.63 (3H), 2.56-2.46 (3H), 2.24,2.20 (3H)

13C-NMR δ15.6, 15.9, 27.1, 119.3, 119.7, 122.3, 122.4, 122.6, 123.2, 123.5, 124.7, 124.9, 125.1, 133.7, 138.5, 138.6, 142.0, 143.1, 147.9, 197.6 13 C-NMR δ15.6, 15.9, 27.1, 119.3, 119.7, 122.3, 122.4, 122.6, 123.2, 123.5, 124.7, 124.9, 125.1, 133.7, 138.5, 138.6, 142.0, 143.1, 147.9, 197.6

MS(m/z); 510(M+, 100), 495(67), 452(10), 419(13), 84(71)MS (m / z); 510 (M + , 100), 495 (67), 452 (10), 419 (13), 84 (71)

high-resolution MS; 이론값 C25H16OF6S2: 510.0547 실험값: 510.0529high-resolution MS; Theoretical value C 25 H 16 OF 6 S 2 : 510.0547 Experimental value: 510.0529

실시예 2:Example 2: 1-(6'-카르복시-2'-메틸벤조[b]티오펜-3'-일)-2-(2'-메틸벤조[b]티오펜-3'-일)헥사플루오로시클로펜텐의 합성Of 1- (6'-carboxy-2'-methylbenzo [b] thiophen-3'-yl) -2- (2'-methylbenzo [b] thiophen-3'-yl) hexafluorocyclopentene synthesis

실시예 1에 의해 제조되는 1-(6'-아세틸-2'-메틸벤조[b]티오펜-3'-일)-2-(2'-메틸벤조[b]티오펜-3'-일)헥사플루오로시클로펜텐 0.11g을 디옥산 0.7ml에 녹인 용액을 소듐하이포클로라이트 2.8ml(10% 용액)와 디옥산 0.4ml 혼합용액에 50oC에서 천천히 교반하면서 적가한다. 반응혼합물을 80oC에서 2시간 더 교반시킨 다음 포화 탄산나트륨으로 반응을 중지시킨 후 클로로포름으로 추출한다. 유기층을 MgSO4로 수분을 제거한 후 감압 하에서 용매를 제거고 진공 오븐 (60oC)에서 24시간 건조시키면 무색의 1-(6'-카르복시-2'-메틸벤조[b]티오펜-3'-일)-2-(2'-메틸벤조[b]티오펜-3'-일)헥사플루오로시클로펜텐이 수율 99 %로 제조된다. 제조된 화합물의 융점은 98oC 이며, 적외 분광 흡수 스펙트럼에서 (KBr펠렛) 1692 Cm-1에 특징적인 -COOH 기가 나타난다.1- (6'-acetyl-2'-methylbenzo [b] thiophen-3'-yl) -2- (2'-methylbenzo [b] thiophen-3'-yl prepared by Example 1 A solution of 0.11 g of hexafluorocyclopentene in 0.7 ml of dioxane is added dropwise to 2.8 ml (10% solution) of sodium hypochlorite and 0.4 ml of dioxane with stirring at 50 ° C. The reaction mixture is further stirred at 80 ° C. for 2 hours, and then the reaction is stopped with saturated sodium carbonate and extracted with chloroform. The organic layer was dried with MgSO 4 , the solvent was removed under reduced pressure, and dried in a vacuum oven (60 o C) for 24 hours. The colorless 1- (6'-carboxy-2'-methylbenzo [b] thiophene-3 ' -Yl) -2- (2'-methylbenzo [b] thiophen-3'-yl) hexafluorocyclopentene is prepared in a yield of 99%. The melting point of the prepared compound is 98 ° C., and the -COOH group is characteristic of 1692 Cm −1 (KBr pellet) in the infrared spectral absorption spectrum.

1H-NMR(300MHz, CDCl3) δ8.46-7.53(4H), 7.34-7.19(3H), 2.52,2.48(3H), 2.27,2.22(3H) 1 H-NMR (300 MHz, CDCl 3 ) δ 8.46-7.53 (4H), 7.34-7.19 (3H), 2.52,2.48 (3H), 2.27,2.22 (3H)

13C-NMR δ15.6, 15.9, 119.3, 119.8, 122.3, 122.6, 124.9, 125.1, 125.4, 125.7, 126.3, 126.4, 138.3, 138.5, 138.7, 142.7, 143.2, 148.2, 172.5 13 C-NMR δ15.6, 15.9, 119.3, 119.8, 122.3, 122.6, 124.9, 125.1, 125.4, 125.7, 126.3, 126.4, 138.3, 138.5, 138.7, 142.7, 143.2, 148.2, 172.5

MS(m/z); 512(M+, 100), 482(11), 464(5), 445(11), 419(24)MS (m / z); 512 (M + , 100), 482 (11), 464 (5), 445 (11), 419 (24)

high-resolution MS; 이론값: C24H14O2F6S2: 512.0339 실험값: 512.0352high-resolution MS; Theoretical value: C 24 H 14 O 2 F 6 S 2 : 512.0339 Experimental value: 512.0352

실시예 3:Example 3: 1-(6'-메타크릴로일옥시에틸옥시카르복시-2'-메틸벤조[b]티오펜-3'-일)-2-(2'-메틸벤조[b]티오펜-3'-일)헥사플루오로시클로펜텐의 합성1- (6'-methacryloyloxyethyloxycarboxy-2'-methylbenzo [b] thiophen-3'-yl) -2- (2'-methylbenzo [b] thiophen-3'-yl Synthesis of Hexafluorocyclopentene

실시예 2에서 제조된 1-(6'-카르복시-2'-메틸벤조[b]티오펜-3'-일)-2-(2'-메틸벤조[b]티오펜-3'-일)헥사플루오로시클로펜텐 2.3 g, 메타크릴산 2-히드록시 에스테르 0.69ml, DCC 1.2g, DMAP 60mg을 디클로로메탄 50ml에 넣고 상온에서 5시간 교반시킨다. 여기에 50ml의 디클로로메탄을 가하여 희석시킨 후 물로 세척하고 디클로로메탄층을 분리하였다. MgSO4로 수분을 제거한후 플래쉬 크로마토그래피 (10% 에틸 아세테이트-헥산)으로 정제하면 무색의 1-(6'-메타크릴로일옥시에틸옥시카르복시-2'-메틸벤조[b]티오펜-3'-일)-2-(2'-메틸벤조[b]티오펜-3'-일)헥사플루오로시클로펜텐가 수율 92 %로 제조된다.1- (6'-carboxy-2'-methylbenzo [b] thiophen-3'-yl) -2- (2'-methylbenzo [b] thiophen-3'-yl) prepared in Example 2 2.3 g of hexafluorocyclopentene, 0.69 ml of methacrylic acid 2-hydroxy ester, 1.2 g of DCC, and 60 mg of DMAP are added to 50 ml of dichloromethane and stirred at room temperature for 5 hours. 50 ml of dichloromethane was added thereto, diluted with water, washed with water, and the dichloromethane layer was separated. Purification by flash chromatography (10% ethyl acetate-hexane) after removal of water with MgSO 4 was carried out to yield colorless 1- (6'-methacryloyloxyethyloxycarboxy-2'-methylbenzo [b] thiophene-3. '-Yl) -2- (2'-methylbenzo [b] thiophen-3'-yl) hexafluorocyclopentene is prepared in a yield of 92%.

m.p=52oCmp = 52 o C

IR(KBr, Cm-1); 1723(-COO- group)IR (KBr, Cm −1 ); 1723 (-COO- group)

1H-NMR(300MHz, CDCl3) δ8.41-7.54(4H), 7.37-7.17(3H), 6.15(s, 1H), 5.59(s, 1H), 4.63-4.49(m, 4H), 2.51,2.47(3H), 2.24,2.20(3H), 1.95(s, 1H) 1 H-NMR (300 MHz, CDCl 3 ) δ 8.41-7.54 (4H), 7.37-7.17 (3H), 6.15 (s, 1H), 5.59 (s, 1H), 4.63-4.49 (m, 4H), 2.51 , 2.47 (3H), 2.24, 2.20 (3H), 1.95 (s, 1H)

13C-NMR δ15.6, 15.9, 18.7, 62.8, 63.3, 119.3, 119.7, 122.3, 122.6,124.8, 124.9, 125.1, 126.0, 126.3, 126.6, 136.3, 138.2, 138.3, 138.6, 142.1, 143.1, 166.4, 167.6 13 C-NMR δ15.6, 15.9, 18.7, 62.8, 63.3, 119.3, 119.7, 122.3, 122.6, 124.8, 124.9, 125.1, 126.0, 126.3, 126.6, 136.3, 138.2, 138.3, 138.6, 142.1, 143.1, 166.4, 167.6

MS(m/z); 624(M+, 100), 593(3), 495(43), 479(7), 419(4), 248(9), 113(55), 69(24)MS (m / z); 624 (M + , 100), 593 (3), 495 (43), 479 (7), 419 (4), 248 (9), 113 (55), 69 (24)

high-resolution MS; 이론값 C30H22O4F6S2: 624.0864 실험값: 624.0862high-resolution MS; Theoretical value C 30 H 22 O 4 F 6 S 2 : 624.0864 Experimental value: 624.0862

실시예 4:Example 4: 1-(6'-메타크릴로일옥시폴리에틸렌옥시카르복시-2'-메틸벤조[b]티오펜-3'-일)-2-(2"-메틸벤조[b]티오펜-3'-일)헥사플루오로시클로펜텐의 합성1- (6'-methacryloyloxypolyethyleneoxycarboxy-2'-methylbenzo [b] thiophen-3'-yl) -2- (2 "-methylbenzo [b] thiophen-3'-yl Synthesis of Hexafluorocyclopentene

실시예 2에서 제조된 1-(6'-카르복시-2'-메틸벤조[b]티오펜-3'-일)-2-(2'-메틸벤조[b]티오펜-3'-일)헥사플루오로시클로펜텐 2.3g, 메타크릴레이토폴리에틸렌옥시카르복시산 (중량 평균 분자량 350) 1 g, DCC 1.5g, DMAP 79mg을 디클로로메탄 60ml에 넣고 상온에서 5시간 교반시킨다. 여기에 60ml의 디클로로메탄을 가하여 희석시킨 후 물로 세척하고 디클로로메탄층을 분리하였다. 용매를 제거하고 정제하면 무색의 1-(6'-메타크릴로일옥시폴리에틸렌옥시카르복시-2'-메틸벤조[b]티오펜-3'-일)-2-(2"-메틸벤조[b]티오펜-3'-일)헥사플루오로시클로펜텐이 수율 90 %로 제조된다.1- (6'-carboxy-2'-methylbenzo [b] thiophen-3'-yl) -2- (2'-methylbenzo [b] thiophen-3'-yl) prepared in Example 2 2.3 g of hexafluorocyclopentene, 1 g of methacrylatopolyethyleneoxycarboxylic acid (weight average molecular weight 350), 1.5 g of DCC, and 79 mg of DMAP were added to 60 ml of dichloromethane and stirred at room temperature for 5 hours. 60 ml of dichloromethane was added thereto, diluted with water, washed with water, and the dichloromethane layer was separated. Removal of solvent and purification afforded colorless 1- (6'-methacryloyloxypolyethyleneoxycarboxy-2'-methylbenzo [b] thiophen-3'-yl) -2- (2 "-methylbenzo [b ] Thiophen-3'-yl) hexafluorocyclopentene is prepared in a yield of 90%.

실시예 5-7 치환된 스피로벤조피란화합물의 공중합체의 제조Example 5-7 Preparation of Copolymers of Substituted Spirobenzopyran Compounds

실시예 5Example 5

실시예 3에서 제조된 디아릴에텐 유도체 0.4 g, 스티렌 0.89 g, 부틸 메타크릴레이트 0.52 g을 THF에 용해시킨 다음, 전체 단분자의 1 wt %의 AIBN을 첨가한다. 반응물을 질소 분위기 하에서 72시간동안 환류시킨 후, 상온으로 냉각하고 감압 하에서 용매를 제거하면 고형의 중합체가 제조된다. 에틸 에테르와 헥산으로 재침전시키고 감압하, 60oC에서 24시간동안 건조시키면, 40%의 수율로 디아릴에텐스티렌 공중합체가 제조된다. 제조된 중합체의 유리전이 온도는 66도이며, 무게평균 분자량은 11500 이고, 분산도 (Mw/Mn)는 1.60 으로서 용액에 녹아 가공이 쉬운 광변색 고분자가 제조된다. 열분해 온도를 나타내는 열중량 분석도가 도면 1에 나타나 있다.0.4 g of the diarylethene derivative prepared in Example 3, 0.89 g of styrene, and 0.52 g of butyl methacrylate are dissolved in THF, followed by addition of 1 wt% of AIBN of the total single molecule. The reaction is refluxed for 72 hours under a nitrogen atmosphere, then cooled to room temperature and the solvent is removed under reduced pressure to give a solid polymer. Reprecipitation with ethyl ether and hexane and drying under reduced pressure for 24 hours at 60 ° C. yielded a diarylethene styrene copolymer in a yield of 40%. The glass transition temperature of the prepared polymer is 66 degrees, the weight average molecular weight is 11500, the dispersity (M w / M n ) is 1.60 to dissolve in the solution to prepare a photochromic polymer easy to process. A thermogravimetric analysis showing the pyrolysis temperature is shown in FIG. 1.

실시예 6Example 6

실시예 3에서 제조된 디아릴에텐 유도체 0.93 g, 스티렌 0.91 g, 부틸 메타크릴레이트 0.57 g을 THF에 용해시킨 다음, 전체 단분자의 1 Wt %의 AIBN을 첨가한다. 반응물을 질소 분위기 하에서 72시간동안 환류시킨 후, 상온으로 냉각하고 감압하에서 용매를 제거하면 고형의 중합체가 제조된다. 에틸에테르와 헥산으로 재침전시키고 감압하, 60oC에서 24시간동안 건조시키면, 60%의 수율로 디아릴에텐스티렌 공중합체가 제조된다. 제조된 중합체의 유리전이온도는 77도이며, 무게평균 분자량은 10500 이고, 분산도 (Mw/Mn)는 1.49 으로서 용액에 녹아 가공이 쉬운 광변색 고분자가 제조된다.0.93 g of the diarylethene derivative prepared in Example 3, 0.91 g of styrene, and 0.57 g of butyl methacrylate are dissolved in THF, followed by addition of 1 Wt% of AIBN of the total single molecule. The reaction was refluxed for 72 hours under a nitrogen atmosphere, then cooled to room temperature and the solvent removed under reduced pressure to prepare a solid polymer. Reprecipitation with ethyl ether and hexane and drying under reduced pressure at 60 ° C. for 24 hours yields a diarylethene styrene copolymer in a yield of 60%. The glass transition temperature of the prepared polymer is 77 degrees, the weight average molecular weight is 10500, the dispersity (M w / M n ) is 1.49 to dissolve in a solution to prepare a photochromic polymer easy to process.

실시예 7Example 7

실시예 3에서 제조된 디아릴에텐 유도체 대신 실시예 4에서 제조된 디아릴에텐 유도체를 사용하여, 실시예 5에서와 같이 처리하고, 90시간 교반시켜 공중합체를 제조한다. 제조된 공중합체의 수율은 56 %이다.The diarylethene derivatives prepared in Example 4 were used instead of the diarylethene derivatives prepared in Example 3, and the copolymer was prepared as in Example 5 and stirred for 90 hours. The yield of the copolymer produced is 56%.

실시예 8Example 8

실시예 3에서 제조된 디아릴에텐 유도체 0.69 g, 비스알릴카르보네이트 (CR-39, 3% IPP 포함) 0.35 g, 스티렌 0.12 g 을 THF 2 mL에 녹인 용액을 40 ℃ 에서 4 시간 교반시킨 후 상온으로 냉각하고, 헥산을 가하여 침전시키면 0.5 g 의 디아릴에텐계 중합체가 제조된다. 제조된 중합체는 DMF 에 높은 용해성을 보인다.0.69 g of the diarylethene derivative prepared in Example 3, 0.35 g of bisallylcarbonate (CR-39, including 3% IPP), and 0.12 g of styrene in 2 mL of THF were stirred at 40 ° C. for 4 hours. After cooling to room temperature, and precipitated by addition of hexane, 0.5 g of diarylethene-based polymer is prepared. The polymer produced shows high solubility in DMF.

실시예 9Example 9

실시예 5의 과정에서, 폴리에틸렌글리콜 모노메타크릴레이트 (분자량 350) 0.6g 첨가하고, 동일한 방법을 반복하여, 공중합체를 수율 60 %로 제조한다.In the course of Example 5, 0.6 g polyethylene glycol monomethacrylate (molecular weight 350) was added, and the same procedure was repeated to prepare a copolymer in a yield of 60%.

실시예 10 내지 13 광변색 박막의 제조Examples 10 to 13 Preparation of Photochromic Thin Films

실시예 10Example 10

실시예 5에서 제조된 디아릴에텐 공중합체 0.5 g 을 크실렌 5 ml와 톨루엔 2 ml에 용해시킨 후 상온에서 1시간 교반한 다음 무게 변화로 30 % 감소될 때까지 농축한다. 제조된 용액을 0.45 미크론 주사기필터를 이용하여 거른 후 용액을 스핀 코팅기를 사용하여 유리판 위에 도포하고 50 ℃의 오븐에서 감압하에 12시간 건조시키면 유리판 위에 우수한 접착성을 보이고 강도가 우수한 투명한 광변색 박막이제조된다. 제조된 박막에 300 nm이상의 빛을 조사하면 붉은색으로 변화되며 빛을 차단하고 암실에서 보관하면 붉은색이 유지된다. 암실에서 6개월 이상 보관하여도 상분리가 일어나지 않으며 회합체의 생성은 발견되지 않았다. 또한 반복적으로 광조사할 때 상분리 현상이 발견되지 않았으며 도 2는 310 nm의 단파장을 조사시 박막의 흡수 스펙트럼의 변화를 나타낸다.0.5 g of the diarylethene copolymer prepared in Example 5 was dissolved in 5 ml of xylene and 2 ml of toluene, and then stirred at room temperature for 1 hour, and then concentrated until the weight change was reduced by 30%. The prepared solution was filtered using a 0.45 micron syringe filter, and then the solution was applied onto a glass plate using a spin coater and dried under reduced pressure in an oven at 50 ° C. for 12 hours. Are manufactured. When light of 300 nm or more is irradiated on the manufactured thin film, the color turns red. Phase separation did not occur even after 6 months of storage in the dark, and no association was found. In addition, no phase separation phenomenon was observed when repeatedly irradiated with light. FIG. 2 shows a change in absorption spectrum of a thin film when irradiated with a short wavelength of 310 nm.

실시예 11Example 11

실시예 6에서 제조된 디아릴에텐 공중합체 0.1 g 을 크실렌 0.8 ml와 톨루엔 0.2 ml에 용해시킨 후 상온에서 1시간 교반한 다음 0.45 미크론 주사기필터를 이용하여 거른 후 용액을 바코터를 사용하여 PC 판 위에 도포하고 50도의 오븐에서 감압 하에 12시간 건조시키면 PC 판 위에 우수한 접착성을 보이고 강도가 우수한 투명한 광변색 박막이 제조된다. 제조된 박막에 340 nm의 단파장을 조사하면 붉은색으로 변화되며 빛을 차단하고 암실에서 보관하면 붉은색이 유지된다. 암실에서 6개월 이상 보관하여도 상분리가 일어나지 않으며 회합체의 생성은 발견되지 않았다.0.1 g of the diarylethene copolymer prepared in Example 6 was dissolved in 0.8 ml of xylene and 0.2 ml of toluene, stirred at room temperature for 1 hour, and then filtered using a 0.45 micron syringe filter. Coating on a plate and drying for 12 hours under reduced pressure in an oven at 50 degrees yields a transparent photochromic thin film having excellent adhesion and strength on a PC plate. Irradiation of short wavelength of 340 nm to the prepared thin film turns red and blocks the light and keeps red when stored in dark room. Phase separation did not occur even after 6 months of storage in the dark, and no association was found.

실시예 12 [비교예]Example 12 [Comparative Example]

공지의 방법(Japan Kokai Tokkyo Koho; JP 06/240242 A2)으로 1-(6'-메타크릴로일옥시에틸-2'-메틸벤조[b]티오펜-3'-일)-2-(2'-메틸벤조[b]티오펜-3'-일)헥사플루오로시클로펜텐 (중량비로 40 %)과 메타아크릴산 메틸 에스테르 (중량비로 60 %)를 반응시켜 폴리케틸메타크릴산 중합체를 제조하였다. 제조된 공중합체를 클로로포름에 용해시킨 후 유리판에 도포한 결과 기계적 특성이 열악하였고, 접착력이떨어지는 문제가 있었다.1- (6'-methacryloyloxyethyl-2'-methylbenzo [b] thiophen-3'-yl) -2- (2 by known method (Japan Kokai Tokkyo Koho; JP 06/240242 A2) A polyketylmethacrylic acid polymer was prepared by reacting '-methylbenzo [b] thiophen-3'-yl) hexafluorocyclopentene (40% by weight) with methacrylic acid methyl ester (60% by weight). The resultant copolymer was dissolved in chloroform and applied to a glass plate, resulting in poor mechanical properties and poor adhesion.

실시예 13Example 13

실시예 8에서 제조된 디아릴에텐 공중합체 0.2 g 을 DMF 0.8 ml, THF 0.2 ml 및 에틸렌 글리콜의 혼합용매에 용해시킨 후 상온에서 1 시간 교반한 다음 0.45 미크론 주사기필터를 이용하여 거른 후 용액을 바코터를 사용하여 폴리에스테르 필름 위에 도포하고 50도의 오븐에서 감압 하에 12시간 건조시키면 폴리에스테르 필름 위에 우수한 접착성을 보이고 강도가 우수한 투명한 광변색 박막이 제조된다. 제조된 박막에 340 nm의 단파장을 조사하면 붉은색으로 변화되며 빛을 차단하고 암실에서 보관하면 붉은색이 유지된다. 암실에서 6개월 이상 보관하여도 상분리가 일어나지 않으며 회합체의 생성은 발견되지 않았다.0.2 g of the diaryethene copolymer prepared in Example 8 was dissolved in a mixed solvent of 0.8 ml of DMF, 0.2 ml of THF and ethylene glycol, stirred at room temperature for 1 hour, and filtered using a 0.45 micron syringe filter. Coating on a polyester film using a bar coater and drying for 12 hours under reduced pressure in an oven at 50 degrees produces a transparent photochromic thin film having excellent adhesiveness and excellent strength on the polyester film. Irradiation of short wavelength of 340 nm to the prepared thin film turns red and blocks the light and keeps red when stored in dark room. Phase separation did not occur even after 6 months of storage in the dark, and no association was found.

전술한 바와 같이 본 발명에 따르면 광변색 속도가 빠르고, 접착력이 우수하며, 가공성이 우수한 디아릴에텐-스티렌의 공중합체와 이를 이용한 광변색 조성물 및 광변색 박막을 제조할 수 있게 해주는 디아릴에텐 화합물을 제조할 수 있다.As described above, according to the present invention, a copolymer of diaryethene-styrene having a high photochromic speed, excellent adhesion, and excellent workability, and a diaryl which enables the preparation of a photochromic composition and a photochromic thin film using the same Ten compounds can be prepared.

Claims (1)

하기 화학식 2로 표시되는 디아릴에텐 화합물.Diaryl ethene compound represented by the following formula (2). [화학식 2][Formula 2] [상기식에서, R1은 수소원자 또는 C1-22알킬기, 또는 플루오르기, 페닐기, 페닐알킬기를 나타내고;[Wherein, R 1 represents a hydrogen atom or a C 1-22 alkyl group or a fluorine group, a phenyl group, a phenylalkyl group; R2는 불소로 치환 또는 비치환된 C1-22알킬렌기를 나타내고;R 2 represents a C 1-22 alkylene group unsubstituted or substituted with fluorine; R3는 결합선, 산소원자 또는 불소로 치환 또는 비치환된 C1-3알킬렌기를 나타내며;R 3 represents a C 1-3 alkylene group unsubstituted or substituted with a bond line, an oxygen atom, or fluorine; X 및 Y 는 각각 독립적으로 산소, 질소 또는 황 원자를 나타내며;X and Y each independently represent an oxygen, nitrogen or sulfur atom; Z는 불소로 치환 또는 비치환된 메틸렌기 또는 카르보닐기를 나타낸다.]Z represents a methylene group or a carbonyl group unsubstituted or substituted with fluorine.]
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