WO1991012279A1 - Compose spiropyranique a poids moleculaire eleve - Google Patents

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WO1991012279A1
WO1991012279A1 PCT/JP1991/000131 JP9100131W WO9112279A1 WO 1991012279 A1 WO1991012279 A1 WO 1991012279A1 JP 9100131 W JP9100131 W JP 9100131W WO 9112279 A1 WO9112279 A1 WO 9112279A1
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atom
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PCT/JP1991/000131
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Akira Miyashita
Original Assignee
Otsuka Kagaku Kabushiki Kaisha
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    • C07D495/00Heterocyclic compounds containing in the condensed system at least one hetero ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms
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    • C08F20/00Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride, ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F20/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms, Derivatives thereof
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    • C08F20/00Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride, ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F20/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms, Derivatives thereof
    • C08F20/10Esters
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    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S430/00Radiation imagery chemistry: process, composition, or product thereof
    • Y10S430/163Radiation-chromic compound

Definitions

  • the present invention relates to a novel buttocks mouth high molecular compound, and more particularly to a polymer spiropyran compound that develops a color when irradiated with ultraviolet light or left in a dark place, and that is decolorized when irradiated with visible light.
  • Spirobilane derivatives are best known as typical organic compounds that reversibly develop and discolor by light or heat energy.
  • G.H. Brown C Photochromism John
  • a conventional spiropyran derivative when put into practical use, for example, as a photoresponsive material, (1) the color-developing or decoloring species lacks light or thermal stability even in a solution or in a polymer binder, so the decoloring system is immediately used. Or it returns to a coloring system. (2) The spiropyran derivative is decomposed and deteriorated due to side reactions caused by instability of the metastable system in the process of repeated color development and erasure due to light and heat, and a sufficient repetition life cannot be obtained.
  • a spirobenzopyran compound represented by The photochromic properties of a polymer obtained by homopolymerizing the compound or a polymer obtained by copolymerizing the compound with styrene or methyl methacrylate were investigated. Have been.
  • the stability of the coloring species increases when the polymer is polymerized, for example, the coloring species of the copolymer of the compound and styrene is very unstable, and the benzene The half-life is very short, about 1 minute. In other words, since it immediately returns to a stable state (decolors) at room temperature, it has a major disadvantage in practical use as a photoresponsive material.
  • An object of the present invention is to provide a compound that eliminates the above-mentioned disadvantages of the conventional spiropyran derivative.
  • an object of the present invention is to provide a compound exhibiting stable photochromism.
  • the inventors of the present invention have conducted intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, a homopolymer of a polymerizable spirobenzothiovirane compound or a benzoselenazoline-based spiropyran compound having a specific structure, or a homopolymer of the compound and a polymerizable vinyl compound
  • the present inventors have found that a copolymer with the above achieves the above objects, and has completed the present invention.
  • R 1 represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or an aralkyl group.
  • R 2 , R 3 , R 4 and R 5 are the same or different and are each a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aryl group, an aralkyl group, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, a halogen atom, cyano, Group, trichloromethyl group, trifluoromethyl group or nitro group.
  • R 6 and R 7 are the same or different and represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aryl group, an aralkyl group, a halogen atom, a cyano group or a nitro group.
  • X represents an oxygen atom or a sulfur atom.
  • Y represents a hydrogen atom or a methyl group
  • represents a carboxyl group, an alkoxycarbonyl group, a cyano group, a carbamoyl group, a ⁇ , ⁇ -dithymercarbamoyl group, an acetoxyl group, a phenyl group or Indicates a methylphenyl group.
  • the compound of the present invention is a compound showing stable photochromism.
  • the compound of the present invention has a spiropyran skeleton introduced into a polymer chain by a chemical bond.
  • a medium such as a film having responsiveness can be formed, and a photoresponsive polymer compound can reversibly extract properties such as structural change, polarity, viscosity, and solubility.
  • high-density optical recording materials, optical filters, image forming materials, photosensitive materials, non-linear optical elements, or dynamic energy of light energy It is a compound that can be expected to be used in fields such as conversion to gi.o
  • the aralkyl group is a C, -C6 alkyl group as a substituent on a benzene ring; 6 alkoxy group, a halogen atom, shea Anomoto, Application Benefits chloromethyl group, Application Benefits Furuoromechiru group or amino 1-5 the two Toro group (especially 1, 2 or 3) which may have Fuweniru C ⁇
  • the aryl group include a C i -C 6 alkyl group, a -C 6 alkoxy group, a halogen atom, a cyano group, a trichloromethyl group, and a trifluoromethyl group.
  • a phenyl group which may have 1 to 5 (particularly 1, 2 or 3) nitro groups can be exemplified.
  • the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
  • examples of the alkoxy group of the alkoxycarbonyl group represented by Z include those having about 1 to 8 carbon atoms.
  • R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 and R 7 are the same as above.
  • a polymer which comprises 0.01 to 100 mol% of a spirobenzothiovirane structural unit represented by the following formula and 0 to 99.999 mol% of a structural unit represented by the above general formula ( ⁇ ).
  • GPC gel permeation chromatography
  • There lxl O 3 ⁇ 1 X 1 0 6 about a favored properly is 5 X 1 0 3 ⁇ 3 xl 0 5 mm
  • the weight average molecular weight of 1 X 1 0 3 ⁇ lxl 0 6 about by the GPC method, lay preferred is a 5 X 1 0 3 ⁇ 5 xl 0 5 about.
  • the compound of the present invention has a structural unit represented by the general formula (I-1): Or a copolymer containing a structural unit of the general formula (I-1) and a structural unit of the general formula (II).
  • a copolymer containing a structural unit of the general formula (I-1) and a structural unit of the general formula (II).
  • the spirothiopyran structural unit represented by the general formula (I-1) is too small, a desired photochromism cannot be obtained.
  • This compound is a compound in which the coloring species (unstable system) is greatly stabilized and the life is extended, as compared with the above-mentioned conventionally known spiropyran derivative. That is, the compound of the present invention containing the structural unit of the above general formula (I-1) is capable of transitioning from colorless (stable) to a colored species (unstable) upon irradiation with ultraviolet light. It does not return to the complete decoloring system, and the color state is fixed. More specifically, the chromogenic species attenuates a little after irradiation with ultraviolet light, but the decay becomes extremely slow. After several months or more, the extremely slow decay disappears. As a result, the coloration is maintained for a very long time, at least on the order of years.
  • this colored species completely disappears by irradiation with visible light, Upon irradiation with ultraviolet light again, the state changes to the coloring species, and the coloring state is fixed again as described above.
  • the compound of the present invention has a long-wavelength shift of the maximum absorption wavelength ( ⁇ max) of the chromogenic species in the film state to around 670 to 715 nm, and its absorption end is 90 O nm It also has the characteristic of reaching up to the neighborhood. For this reason, for example, it has high absorption performance even for light having a long wavelength of 700 nm or more, such as semiconductor laser light.
  • R 1 has carbon number:!
  • R 2 , R 3 , R 4, and R 5 are the same or different, and each represents a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a phenyl group, a methoxyphenyl group, a methoxy group, or an ethoxyquin.
  • R 6 and R 7 are the same or different and are a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a phenyl group or a naphthyl group, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, a cyano group or a nitrogen atom.
  • R 1 is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms
  • R 2 , R 3 , R 4 and R 5 are the same or different and are a hydrogen atom, a phenyl group, a methoxy group, a chlorine atom, a bromine
  • R 6 and R 7 are the same or different and are each a hydrogen atom, a phenyl group or a naphthyl group, and R 1 is an atom having 1 to 18 carbon atoms.
  • R 7 is a hydrogen atom.
  • R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 and X are the same as above.
  • a polymer comprising:
  • the compound of the present invention may be a homopolymer composed of only the structural unit of the general formula (I-2), or a structural unit of the general formula (1-2) and a structural unit of the general formula ( ⁇ ) And a copolymer containing
  • a copolymer containing if the spirobilane structural unit represented by the general formula (1-2) is too small, the desired photochromism cannot be obtained.
  • This compound usually develops a color (at room temperature), and has the characteristic of exhibiting a so-called reverse photochromism in which the color is erased by irradiation with visible light and returns to the original coloration by irradiation with ultraviolet light or heating.
  • this compound is decolorized by irradiation with visible light, but the obtained colorless compound (decolorized species) is gradually colored by the influence of heat. In this case, the heat half-life is much longer than that of the raw material monomer.
  • the above-mentioned decolorized species does not completely color at least at a temperature around room temperature, and the semi-decolored state is fixed.
  • the compound fixed in the semi-decolored state is again irradiated with visible light, the compound shifts to a decolorized species, and when left at a temperature of about room temperature, a cycle in which the semi-decolored state is maintained can be repeated.
  • R 1 is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms
  • R 2 , R 3 , 4 and R 5 are the same or different, and a hydrogen atom, A methyl group, an ethyl group, a phenyl group, a methoxyphenyl group, a methoxy group, an ethoxy group, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, a cyano group or a nitro group
  • R 6 and R 7 are the same Or a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a phenyl group or a naphthyl group, in particular, wherein R 1 is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and R 2 , R 3 , R A and R 5 is the same or different and is a hydrogen atom, a fuunyl group, a methoxy group, a chlorine atom, a bro
  • the compound of the present invention has the following general formula corresponding to the spiropyran structural unit of the general formula (I):
  • R 7 and X have the same meaning as described above. ]
  • All vinyl monomers of the above general formula (D a) are known Such as, for example, C 1 -C a alkyl ester of methacrylic acid, acrylic acid, methacrylic acid or acrylic acid, acrylonitrile, acrylamide , N, N-dimethylacrylamide, vinyl acetate, styrene, methylstyrene, vinyltoluene and the like are preferably used.
  • the compound represented by —C— is represented by the general formula (I-1) and the 2-methylene-13-dimethylwearnin derivative represented by the general formula (I-1) and the general formula ( ⁇ ) as shown in the following reaction formula 11. It is easily produced by reacting 3-methacryloxymethyl-5-nitrothosalicylaldehyde derivative with heating.
  • R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 and R 7 are as defined above.
  • the 3-methacryloquinmethyl-5-nitrothiosalicylaldehyde derivative represented by the general formula (m) used as a starting material can be obtained, for example, as follows. That is, the general formula (V) OH
  • R 1 is the same as described above
  • the compound represented by the following formula at about 50 to 12 CTC for about 0.5 to 20 hours, and the corresponding iodide 1-substituted 1,2,3,3- Room temperature to 80 by adding aqueous solution of alkali hydroxide to this mixture. It can be manufactured by heating at C for about 0.3 to 18 hours.
  • the 2,3,3-trimethylwearnine derivative is disclosed in Helv. Chini. Acta, 23, 2471 (1940), Japanese Patent Publication No. 58-58654, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 622-232.
  • 3-Methylacryloxymethyl-5-nitrothosalicylaldehyde derivative of the above general formula ( ⁇ ) and 2-methylene-1,3,3-dimethylyndrenine derivative of the general formula (IV-1) May be dissolved in a suitable solvent and heated at a temperature from room temperature to about the boiling point of the solvent for about 1 to 20 hours.
  • the compound of the general formula (m) is preferably used in an amount of about 0.9 to 1.1 mol per 1 mol of the compound of the general formula (I-1).
  • the solvent examples include an organic solvent capable of dissolving the compound of the general formula (m) and the compound of the general formula (IV-1), for example, ketones such as acetone and methylethylketone; Esters such as ethyl acetate and butyl acetate, halogenated hydrocarbons such as dichloromethane, dichloroethane, and curoform, dimethylformamide and the like can be used.
  • ketones such as acetone and methylethylketone
  • Esters such as ethyl acetate and butyl acetate, halogenated hydrocarbons such as dichloromethane, dichloroethane, and curoform, dimethylformamide and the like can be used.
  • a compound in which is one Se— is a benzoselenazolyl represented by the general formula (IV-2) as shown in the following reaction formula-2.
  • the compound is easily produced by a condensation reaction between a rubber derivative and a 3-methacryloxymethyl-5-nitrosalicylic aldehyde derivative represented by the general formula (ffl ') in the presence of an amine catalyst.
  • R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 and X are the same as above
  • A is a halogen atom such as chlorine, bromine or iodine, an R 8 S03 group And so on.
  • R 8 is a lower alkyl group such as a methyl group or an ethyl group, a halogen atom such as fluorine, chlorine, bromine, or iodine as a substituent or a phenyl which may have a C-C ⁇ alkyl group. Represents a group. Represented by the general formula ( ⁇ ) used as a starting material
  • the benzoselenazolium derivative represented by the general formula (IV-2) is at least 1 times, preferably 1.05 to 1.5 times, the molar amount of the corresponding 2-methyl benzoselenazole derivative. of the general formula R 1 a 50 to a compound represented by (R 1 and a in the formula the same as defined above) in 1 20. It can be produced by reacting at about C for about 0.1 to 5 days.
  • the above 0 2-methylbenzoselenazole derivative is, for example;
  • ketones such as methanol, acetate, and methylethylketone, ethyl acetate
  • Esters such as butyl acetate
  • halogenated hydrocarbons such as dichloronorethane, dichloronorethane, and cromouth form, dimethylformamide and the like
  • amine catalyst examples include piperidine, morpholine, triethylamine, pyridine, lutidine, 1,4-diazabicyclo [2,2,2] octane, 1,5 —Diazabicyclo [4,3,0] none, 1,8-Diazabicyclo [5,4,0] ⁇ decene and the like can be used in an amount of 1 mol of the compound represented by the general formula (IV-2). Should be about 1 to 10 moles.
  • the above-mentioned homopolymerization method and copolymerization method can be carried out under the same method and conditions as those of a general synthesis reaction of a vinyl resin or the like.
  • the compound of the general formula (la) which is a monomer
  • the compound of the general formula (Ila) is dissolved alone or together with the compound of the general formula (Ila) in an organic solvent, and the compound is dissolved at 50 to 100 ° C. in the presence of a radical polymerization initiator.
  • degree A method of heating while stirring at the same temperature can be exemplified.
  • the reaction time is as follows: ⁇ , 1 to when using the monomer of the general formula (I—, la): about L00 hours; usually 1 to 5 when using the monomer of the general formula (I—2a) It may be about 0 hours.
  • the organic solvent include those which are inert to the monomers used and the resulting polymer compound, for example, amide-based polar organic solvents such as N, N-dimethylformamide, and other organic solvents.
  • Ether solvents such as tenore and tetrahydrofuran, hydrocarbon solvents such as toluene, ester solvents such as ethyl acetate and butyl acetate, ketone solvents such as acetate and methylisobutyl ketone, etc. Can be used.
  • a hydrocarbon solvent such as toluene is preferable, and
  • an amide polar organic solvent such as N, N-dimethylformamide is preferred.
  • the radical initiator any of the commonly used radical initiators can be used, and typical examples thereof are benzoyl peroxide, di-t-butyl peroxide, and t-butyl chloride. Peroxides such as oxy-12-ethylhexanoate and azo compounds such as azobisisobutyronitrile and azobisdimethylvaleronitrile can be mentioned.
  • Polymerization can also be performed using a Grignard reagent such as a amide as an initiator.
  • the ratio (copolymerization ratio) of both structural units in the copolymer is represented by the following general formula: It is determined by the charge ratio of the spiropyrane compound of the formula (Ia) and the vinyl compound of the general formula (Ha), the copolymerization method, and the like. If required, a copolymer having a desired copolymerization ratio can be easily produced.
  • the polymer spirobenzopyran compound of the present invention thus obtained can be isolated by a known and commonly used method. For example, methanol, ether, etc. This can be carried out by dropping the poor solvent into a solid to precipitate out as a solid, and separating the solid by a method such as filtration.
  • FIG. 1 shows the visible absorption spectrum at 27 of the green film obtained in Example 1.
  • FIG. 2 shows the green film obtained in Example 3.
  • FIG. 3 shows the green film 28 obtained in Example 4.
  • the visible absorption spectrum in C is shown.
  • FIG. 4 shows the visible absorption spectrum at 28 ° C. of the green film obtained in Example 6.
  • (1) is before UV light irradiation, (2) is immediately after UV light irradiation is completed, (3) is when decolorization occurs gradually after UV light irradiation, and when color density does not decrease, That is, it shows the spectrum at the time of achieving the fixation of the coloring species.
  • FIG. 5 shows the visible absorption spectrum of the film obtained in Example 8 at room temperature.
  • FIG. 6 shows a visible absorption spectrum of the film obtained in Example 11 at room temperature.
  • FIG. 7 is a visible absorption spectrum at room temperature of the film obtained in Example 13.
  • (1) is the time of film production
  • (2) is immediately after the end of visible light irradiation
  • (3) is the final coloring after visible light irradiation Shows the spectrum at the time when the increase in concentration is no longer observed (immobilization of the decolorable species is achieved).
  • Reference Examples 1 to 7 Examples of the production of the spirobenzothiovirane compound represented by the general formula (I-11a) are shown in Reference Examples 1 to 7.
  • Reference Examples 8 to 19 show production examples of the benzoselenazoline spiropyran compound represented by the general formula (I-2a).
  • Reference example 1 50.0-Nitrosalicylic aldehyde, 20.0 g, was mixed with 200 ml of chloromethyl methyl ether, cooled in an ice bath, and 80 g of aluminum chloride was added. The mixture was added at room temperature for 1 hour and then at 63 ° C for 17 hours. Allowed to react for hours. After cooling the reaction solution in an ice bath, ice water (300 ml3) was added, and the resulting white precipitate was separated and recrystallized from hexane to obtain 18.6 g of 3-chloromethyl-15-tolosalityl aldehyde ( Yield 72%).
  • reaction solution was extracted with ethyl acetate, and the extract was washed with saturated saline and concentrated under reduced pressure to give 2-0- (N, N-dimethylthiolrubamoyl) —3-methacryloxymethyl-5-ni 17.6 g of troben's aldehyde was obtained (crude yield 96%).
  • the weight average molecular weight, Mw, was 4.2 s.
  • the elemental analysis values were as follows: C 59.48%, H 7.15 %, N was 1.56%, and from this result, the content of spirothiopyran;! ⁇ Nit corresponding to the general formula (I-11) was 5.5 mol%.
  • This polymer 1 Om was dissolved in benzene 2 ⁇ , and cast on a quartz plate to obtain a pale yellow thin film.
  • this thin film was irradiated with UV light near 350 nm for 1 minute using an ultra-high pressure mercury lamp ( ⁇ Shio US ⁇ -500D) and an ultraviolet bandpass filter (Genko U-350), it turned green.
  • the maximum absorption wavelength ⁇ max was 670 nm.
  • the absorption end extended to around 90 O nm.
  • the green film was not completely erased at 23 ° C., but was completely immobilized at a coloring species immobilization rate of 53% and maintained a colored state.
  • coloring species fixing rate used here was defined as the following equation (the same applies to the following Examples and Comparative Examples).
  • ABSimum absorbance-Absorbance when decolorized “Absorbance when immobilized” depends on the sample to be tested, but usually measures the visible absorption spectrum for about 24 hours, and the decrease in absorbance is substantial. Refers to the absorbance at ⁇ ⁇ when no longer observed.
  • the “absorbance at decolorization” is This refers to the absorbance at ⁇ max measured in a state where the thin film immediately after production is irradiated with visible light having a wavelength of 500 nm or more and decolored.
  • FIG. 1 shows the green film 27 obtained in this example. 3 shows the visible absorption spectrum in C.
  • the thin film which was fixed and maintained in a colored state, was irradiated with visible light, the thin film was decolorized and returned to the color before irradiation with ultraviolet light. Furthermore, the cycle of immobilization of the colored species by ultraviolet light and decolorization by visible light could be repeated with reproducibility.
  • This polymer 1 Onig was dissolved in benzene 2 ⁇ , and cast on a quartz plate to obtain a pale yellow film.
  • the green film did not completely lose color at room temperature, but was completely fixed at a coloring species fixing rate of 21%.
  • the thin film which was fixed and maintained in a colored state, was irradiated with visible light, the thin film was decolorized and returned to the color before irradiation with ultraviolet light. Furthermore, the cycle of immobilization of colored species by ultraviolet light and decolorization by visible light is repeated with reproducibility. could be returned.
  • the polymerization reaction was carried out for 70 hours. Thereafter, the same treatment as in Example 1 was carried out to obtain 967 rag of a yellow powdery polymer.
  • This polymer 10 was dissolved in benzene 2 ⁇ , and cast on a quartz plate to obtain a pale yellow film. Ultraviolet light near 350 ⁇ was applied to this film for 1 minute in the same manner as in Example 1. During irradiation for a while, it turned green and its maximum wavelength was Imax at 691 nm. The green film did not completely lose color at room temperature, but was completely fixed at a coloring species fixing ratio of 46%.
  • the thin film which was fixed and maintained in a colored state, was irradiated with visible light, the thin film was decolorized and returned to the color before irradiation with ultraviolet light. Furthermore, the cycle of immobilization of the colored species by ultraviolet light and decolorization by visible light could be repeated with reproducibility.
  • Fig. 2 shows the visible absorption spectrum of the above green film at 28.5 ° C.
  • This polymer was converted into a pale yellow thin film in the same manner as in Example 1, and irradiated with ultraviolet light near 350 nm for 1 minute, whereby a green film was obtained.
  • the maximum absorption wavelength ⁇ max was 66 mm. This green film did not completely lose color at room temperature, but was completely fixed at a coloring species fixing rate of 81%.
  • Fig. 3 shows the visible absorption spectrum of the green film at 28 ° C.
  • Example 2 590 mg (3.2 niniol) was added, and polymerization was carried out at 70 ° C for 19 hours. Thereafter, the same treatment as in Example 1 was carried out to obtain 2.24 g of a pale yellow powdery polymer.
  • This polymer was formed into a pale yellow thin film in the same manner as in Example 1, and irradiated with ultraviolet light near 350 ⁇ for 1 minute, whereby a green film was obtained. Its maximum absorption wavelength; Imax was 659 nm. This green film did not completely lose its color at room temperature, and maintained its colored state. The solidification rate of the colored species was 38%.
  • the thin film which was fixed and maintained in a colored state, was irradiated with visible light, the thin film was decolorized and returned to the color before irradiation with ultraviolet light. Furthermore, the cycle of immobilization of the colored species by ultraviolet light and decolorization by visible light could be repeated with reproducibility.
  • This polymer was turned into a pale yellow thin film by the same method as in Example 1, and then irradiated with ultraviolet light near 350 for 1 minute to change to a green film. Its maximum absorption wavelength ⁇ max was 693 nm. This green film did not completely lose its color at room temperature but maintained its colored state. The fixing ratio of the coloring type was 31%.
  • the thin film which was fixed and maintained in a colored state, was irradiated with visible light, the thin film was decolorized and returned to the color before irradiation with ultraviolet light. Furthermore, the cycle of immobilization of the colored species by ultraviolet light and decolorization by visible light could be repeated with reproducibility.
  • Fig. 4 shows 28 of the green film. Visible absorption in C Indicates the collection spectrum.
  • 3,3-Dimethyl-8′-methacryloxymethyl 6 ′ used in Example 4 for poly (methyl atalylate) 1-octadecylspiro [indolin-1,2 ′ (2′H) -1′-benzothiopyran] was mixed at 9.5 mol% to form a thin film in the same manner as in Example 1 and irradiated with ultraviolet light.
  • the resulting purple film immediately loses color at room temperature, and after standing overnight, the immobilization rate of the colored species is almost 0%. I got it.
  • the “absorbance at the time of immobilization” refers to the peak in which no increase in absorbance is substantially observed after about 24 hours, usually from visible light irradiation, depending on the sample to be tested. Refers to the absorbance at the large absorption wavelength.
  • the term "absorbance at the time of decolorization” refers to the absorbance at the above-mentioned maximum absorption wavelength immediately after decolorization by irradiation with visible light.
  • Example 9 Reference Example 8 to 11 ′ separately synthesized according to the general method of 8 to 11′-methacryloxymethyl-1 5-methoxy1-3-methylyl and the like.
  • This polymer was formed into a purple thin film in the same manner as in Example 8. However, when visible light with a wavelength of 530 nm or more was irradiated, the maximum absorption peak at 534 nm, which was first observed, disappeared, and the film became a colorless and transparent film. This film gradually colored at room temperature and had a heat half-life ( ⁇ 1/2) at 21 ° C of 6.4 hours, indicating that the raw material monomer (closed-hole form solution) had a half-life of heat. The lifespan was 58 times longer than in the previous period.
  • the thin film which has maintained a semi-decolored state, is colored by ultraviolet light irradiation, returns to its original color, changes to colorless (decolorized) by visible light irradiation again, and continues to be at room temperature.
  • the cycle of maintaining the semi-decolored state when left at temperature could be repeated.
  • the thin film which maintains the semi-decolored state, Irradiation causes the color to return to its original color, and then to a colorless (decoloring) color again by irradiating with visible light, and to continue to maintain a semi-decolored state if left at room temperature.
  • Irradiation causes the color to return to its original color, and then to a colorless (decoloring) color again by irradiating with visible light, and to continue to maintain a semi-decolored state if left at room temperature.
  • this compound has a strong ester-type carbonyl group (17735 to 1748 cm “ 1 ) and the absorption originated from the nitro group (152 0, 13 65 cm- 1 ).
  • the elemental analysis values were as follows: C 87.47%, H 7.37 %, And N was 1.06%. From the results, it was found that the content of the spiropyran unit represented by the general formula (I-12) in the polymer was 3.6 mol%.
  • the thin film which maintains a semi-decolored state, is colored by ultraviolet light irradiation, returns to its original color, changes to colorless (decolorized) by visible light irradiation again, and continues to be at room temperature.
  • This polymer 10 was dissolved in benzene 2 ⁇ , and cast on a quartz plate to obtain a purple thin film.
  • This product had a maximum absorption at 562 nm for the first time, but when it was irradiated with visible light using a 500 w ultra-high pressure mercury lamp equipped with a cut-off filter that transmits visible light of 500 nm or more, The maximum absorption peak disappeared, and a colorless transparent film was obtained.
  • This colorless film was gradually colored at room temperature (25 ° C), but did not completely color, and was stably fixed at a decoloring species fixing rate of 61% to maintain a semi-decolored state did.
  • FIG. 7 shows the visible absorption spectrum indicating this.
  • This film becomes colored by irradiation with ultraviolet light, changes to colorless (decolored type) again by irradiation with visible light, and is left semi-decolored with a fixed rate of 61% when left standing at 25 C. Maintain Then the cycle was repeated.
  • This film becomes colored by irradiation with ultraviolet light, changes to colorless (decolorized) again by irradiation with visible light, and is left in a semi-decolored state with an immobilized rate of 61% when left untreated. Cycles could be repeated.
  • This film becomes a colored species by irradiation with ultraviolet light, changes to colorless (decolored type) again by irradiation with visible light, and if left at 25, it is semi-decolorized with an immobilized rate of 85%. The cycle of maintaining the state was repeated.
  • This film becomes a colored species by irradiation with ultraviolet light, changes to colorless (decolored type) again by irradiation with visible light, and is semi-decolorized with a fixed rate of 76% of the decolored type when left to stand for 25%. When the state was maintained, the cycle was repeated.

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Description

高分子スピロビラン化合物
技術分野
本発明は、 新規なブォ トク口 ミ ツク高分子化合物に関 し、 更に詳しく は、 紫外光照射又は暗所放置により発色 し、 可視光照射により消色する高分子スピロピラ ン化合 物に関する。
従来の技術
光又は熱エネルギーにより可逆的に発消色する典型的 な有機化合物と してスピロ ビラン誘導体が最もよく知ら れており、 伊 jえば G. H. Brown C Ph o t o c h r om i s m (John
Wiley & Sons, Inc. 1 7 1年) にこれら誘導体の具体 例や物性がまとめられている。
しかしながら、 従来のスピロピラン誘導体を、 例えば 光応答性材料と して実用化する場合、 ①発色種又は消色 種が溶液中でも高分子バイ ンダ一中でも光又は熱安定性 に欠けるため、 直ちに消色系又は発色系に戻る。 ②光及 び熱による発消色を繰返す過程で準安定系が不安定なた めに起こる副反応によってスピロピラン誘導体が分解劣 化し、 充分な繰返し寿命が得られない、 ③材料として媒 体化する手段と して高分子物質中に分散させる方法が通 常行なわれるが、 スピロ ピラン誘導体と高分子物質との 相溶性が一般に良く ないため、 高分子物質中からスピロ ピラ ン誘導体が溶出したり、 相分離を起して析出する等 の難点がある。
スピロビラン骨格を高分子鎖に化学結合で導入したい わゆる高分子スピロビラン系化合物はフオ トクロ ミ ック 材料と して最も有用なものとなり得ると考えられる。 し かしながら、 その研究例は低分子スピロビラン系化合物 のそれと比較して極めて少なく 、 例えば日本化学会誌 1 323 ( 1 972) 、 J. Polym. Sc i. Polym. Chem. Ed. , 1 2, 2 5 1 1 ( 1 974 ) 、 特開昭 53— 888 9 5号公報、 特開昭 6 1 - 765 14号公報などに開示 されているにすぎない。 これらに開示されている例はい ずれもィ ン ドリ ン系もしく はべンゾチアゾリ ン系のスピ 口ビラン化合物を高分子鎖に化学結合で導入した高分子 化合物である。
上記日本化学会誌 1 323 ( 1 972) に一般式
CHa CH3
Figure imgf000004_0001
0 CH3
で表わされるスピロベンゾピラン化合物が開示されてお り、 該化合物を単独重合させて得られる重合体又は該化 合物とスチレンも しく はメ タク リル酸メチルとを共重合 させて ί尋られる重合体のフ オ トクロ ミ ツ ク特性が検討さ れている。
しかしながら、 一般に高分子化すると発色種の安定性 は増大するものと考えられているにも拘らず、 例えば該 化合物とスチレンとの共重合体の発色種は非常に不安定 であり、 このもののベンゼン中での半減期は約 1分程度 と極めて短い。 即ち、 常温で直ちに安定状態に戻る (消 色する) ので、 光応答材料と して実用化する上で大きな 欠点を有している。
発明の開示
本発明は、 従来のスピロピラ ン誘導体の前記欠点を解 消する化合物を提供することを目的とする。 特に、 本発 明は、 安定なフ オ トクロ ミズムを示す化合物を提供する ことを目的とする。
本発明者は、 上記課題を解決すべく鋭意研究した結果 特定構造の重合可能なスピロベンゾチォビラ ン化合物も しく はべンゾセレナゾリ ン系スピロ ピラ ン化合物の単独 重合体又は該化合物と重合性ビニル化合物との共重合体 が上記目的を達成することを見出し、 本発明を完成する に至った。 本発明は、
( a ) 一般式
Figure imgf000006_0001
- C - C H2 -
C H 3 し H 3 CH;
\ /
〔式中、 Wは一 C 一 又は— S e—を示す。 R1 は炭 素数 1〜 20のアルキル基又はァラルキル基を示す。 R2 、 R3 、 R4 及び R5 は、 同一又は異なって、 水素 原子、 炭素数 1〜 6のアルキル基、 ァリール基、 ァラル キル基、 炭素数 1〜 5のアルコキシ基、 ハロゲン原子、 シァノ基、 ト リ ク ロロメチル基、 ト リ フルォロメ チル基 又はニトロ基を示す。 R6 及び R7 は、 同一又は異なつ て、 水素原子、 炭素数 1〜 6のアルキル基、 ァリール基 ァラルキル基、 ハロゲン原子、 シァノ基又はニトロ基を 示す。 Xは酸素原子又は硫黄原子を示す。 C H 3 C K 3
\ /
但し、 Wが一 C 一 である場合、 Xは硫黄原子を示す, で表わされる構造単位 0. 00 1〜 1 00モル%及び (b ) —般式
Y
I
-6C H2 - C^- (Π)
I
Z
〔式中、 Yは水素原子又はメチル基を示し、 Ζはカルボ キシル基、 アルコキシカルボニル基、 シァノ基、 力ルバ モイル基、 Ν, Ν—ジチメルカルバモイル基、 ァセ トキ シ基、 フヱニル基又はメチルフヱニル基を示す。 〕 で表わされる構造単位 0〜 9 9. 9 99モル%を含む重 合体を提供するものである。 本発明の化合物は安定なフ オ トクロ ミズムを示す化合 物である。 本発明の化合物はスピロピラン骨格が高分子 鎖に化学結合で導入されている。 その結果ス ピロ ピラ ン 化合物の発色状態及び消色状態の安定性が増大するのみ ならず、 高分子物質中からの溶出乃至析出という前記従 来の問題が解消され、 本発明の化合物単独で光応答性を 有するフ ィ ルム等の媒体が形成できる し、 光応答性高分 子化合物と して構造変化や極性、 粘性、 溶解性等の性能 を光可逆的に引き出すことが可能となる。 その結果高密 度光記録材料、 光学フ ィ ルター、 画像形成材料、 感光材 料、 非線型光学素子、 或いは光エネルギーの力学エネル ギ一への変換等の分野での利用が期待できる化合物であ る o
本発明の高分子スピロピラ ン化合物において、 一般式 ( I ) で示されるスピロピラ ン構造単位中、 ァラルキル 基としては、 ベンゼン環上に置換基と して C, - C 6 ァ ルキル基、 d — c 6 アルコキシ基、 ハロゲン原子、 シ ァノ基、 ト リ クロロメチル基、 ト リ フルォロメチル基又 はニ トロ基を 1〜 5個 (特に 1、 2又は 3個) 有してい てもよいフヱニルー C〗 - C 6 アルキル基を例示でき、 ァリール基としては、 置換基と して C i - C 6 アルキル 基、 - C 6 アルコキシ基、 ハロゲン原子、 シァノ基、 ト リ クロロメチル基、 ト リフルォ口メチル基又は二 ト口 基を 1〜 5個 (特に 1、 2又は 3個) 有していてもよい フエ二ル基を例示できる。 また、 ハロゲン原子と しては、 フッ素原子、 塩素原子、 臭素原子、 ヨウ素原子等を例示 できる。
—般式 (Π ) の構造単位において、 Zで示されるアル コキシカルボニル基のアルコキシ基と しては、 炭素数 1 〜8程度のものが例示できる。
また、 一般式 (Π ) の構造単位のうちでも、 特に、 Y がメチル基であり、 Zがメ トキシカルボニル基であるも の、 Yが水素原子であり、 Zがフヱニル基であるもの等 が好ま しい。
本発明の一実施態様によれば、 一般式
Figure imgf000009_0001
-ec - c H2 -
I
Figure imgf000009_0002
〔式中、 R 1 、 R2 、 R3 、 R4 、 R5 、 R 6 及び R7 は前記に同じである。 〕
で表わされるス ピロベンゾチォビラ ン構造単位 0. 0 0 1〜 1 0 0モル%と前記一般式 (Π) で表わされる構造 単位 0〜 99. 999モル%を含む重合体が提供される。
上記本発明の高分子スピロベンゾチォピラ ン化合物は、 ゲル透過ク口マ トグラフィ ー (G P C ) 法 (溶媒-テ ト ラ ヒ ドロフラ ン、 温度 = 40。C、 ポ リスチレン換算) に よる数平均分子量が l x l O3 〜 1 X 1 0 6 程度、 好ま しく は 5 X 1 03 〜3 x l 05 程度であり、 同 G P C法 による重量平均分子量が 1 X 1 03 〜 l x l 0 6 程度、 好ま しく は 5 X 1 03 〜 5 x l 05 程度である。
本発明の化合物は、 前記一般式 ( I - 1 ) の構造単位 のみからなる単独重合体であってもよく 、 また、 一般式 ( I - 1 ) の構造単位と一般式 (Π ) の構造単位とを含 む共重合体であってもよい。 このような共重合体である 場合、 一般式 ( I — 1 ) で表わされるスピロチォピラ ン 構造単位が少なすぎると所望のフオ トクロ ミズムを得る ことができないので、 該スピロチォビラン構造単位が、 該共重合体中に、 0 . 0 0 1〜 5 0モル%程度、 好ま し く は 0 . 0 1〜 2 5モル%程度、 より好ま しく は 0 . 1 〜 1 0モル%程度存在し、 残部が一般式 (Π ) の構造単 位であるのがよい。
この化合物は前記従来から知られているスピロピラン 誘導体と比べて、 発色種 (不安定系) が大巾に安定化さ れ長寿命化されたものである。 即ち、 上記一般式 ( I ― 1 ) の構造単位を含む本発明の化合物は紫外光照射によ り無色 (安定系) から発色種 (不安定系) に移行する力 この発色種は熱的に完全な消色系に戻ることはなく、 着 色状態が固定化される。 より詳しく述べると、 該発色種 は紫外光照射の後若千減衰するが、 その減衰も極めて緩 慢となり、 数か月以上経過すると、 上記極めて緩慢な減 衰も認められなく なる。 その結果、 着色状態は、 少なく とも年のオーダ一で極めて長期間維持される。
また、 この発色種は可視光照射により完全に消色し、 再度紫外光照射すると発色種に移行した後再び上記のよ うに着色状態が固定化される。
さ らに本発明の化合物はその発色種のフィ ルム状態に 於ける極大吸収波長 ( λ max ) が 67 0〜 7 1 5 nm付近 まで長波長シフ ト しており、 その吸収末端は 90 O nm付 近にまで至るという特徴をも有している。 そのため、 例 えば、 半導体発振レーザー光のような 7 0 0 n m以上の 長波長の光に対しても高い吸収性能を有している。
上記一般式 ( I 一 1 ) の構造単位のうちでも、 R 1 が 炭素数 :!〜 20のアルキル基であり、 R2 、 R3 、 R4 及び R5 が同一又は異なって、 水素原子、 メチル基、 ェ チル基、 フエニル基、 メ トキシフエ二ル基、 メ トキシ基、 エ トキン基、 フ ッ素原子、 塩素原子、 臭素原子、 シァノ 基又はニ トロ基であり、 R 6 及び R7 が同一又は異なつ て水素原子、 メチル基、 ェチル基、 フヱニル基又はナフ チル基であるもの、 特に R1 が炭素数 1〜 20のアルキ ル基であり、 R2 、 R3 、 R4 及び R5 が同一又は異な つて水素原子、 フ ニニル基、 メ トキシ基、 塩素原子、 臭 素原子、 シァノ基又は二 トロ基であり、 R 6 及び R7 が 同一又は異なって、 水素原子、 フ ヱニル基又はナフチル 基であるもの、 が好ま しく 、 R 1 が炭素数 1〜 1 8のァ ルキル基であり、 R2 、 R§ 、 R4 、 R5 、 R 6 及び 0
R7 が水素原子であるものがより好ましい。
また、 本発明の他の実施態様に.よれば、 一般式
Figure imgf000012_0001
- C-CH2
CH;
〔式中、 R 1 、 R2 、 R3 、 R4 、 R5 、 R 6 、 R7 及 び Xは前記に同じである。 〕
で表わされるベンゾセレナゾリ ン系ス ピロ ピラ ン構造単 位 0. 0 ◦ 1〜: L ◦ 0モル%と前記一般式 (Π) で表わ される構造単位 0〜99. 9 9 9モル%を含む重合体が 提供される。
上記本発明の高分子べンゾセレナゾリ ン系スピロビラ ン化合物は、 ゲル透過ク 口マ ト グラフ ィ 一 (G P C) 法 (溶媒 =テ トラ ヒ ドロフラ ン、 温度 == 40。C、 ポ リ スチ レン換算) による数平均分子量が 1 X 1 03 〜 1 X
1 06 程度、 好ま しく は 5 X 103 〜3 X 105 程度で あり、 同 G P C法による重量平均分子量が 1 X 1 03 〜 2 X 1 06 程度、 好ま しく は 5 X 103 〜 5 x l 05 程 度である。
本発明の化合物は、 前記一般式 ( I - 2 ) の構造単位 のみからなる単独重合体であってもよく 、 また、 一般式 ( 1 - 2 ) の構造単位と一般式 (Π ) の構造単位とを含 む共重合体であってもよい。 このような共重合体である 場合、 一般式 ( 1 — 2 ) で表わされるスピロビラン構造 単位が少なすぎると前記所望のフオ トクロ ミズムを得る こ とができないので、 該スピロピラ ン構造単位が、 該共 重合体中に、 0 . 0 0 1〜 5 0モル%程度、 好ま しく は 0 . 0 1 〜 2 5モル%程度、 より好ま しく は 0 . 1 〜 1 ◦モル%程度存在し、 残部が一般式 (Π ) の構造単位 であるのがよい。
この化合物は通常 (室温下) 発色しており、 可視光の 照射により消色し、 紫外線照射又は加熱により元の発色 種に戻るという所謂逆フオ トクロ ミズムを示すという特 徴を有している。
より具体的には、 この化合物は、 可視光照射により消 色するが、 得られた無色の化合物 (消色種) は、 熱の影 響で徐々に着色する。 この場合の熱半減期は原料のモノ マーに比し極めて長いものになっている。 上記消色種は 少なく とも室温程度の温度において完全に着色すること はなく 、 半消色状態が固定される。 またこの半消色状態に固定された化合物を再度可視光 照射すると消色種に移行し、 引き続き室温程度の温度に 放置すると半消色状態を維持するというサイクルが繰り 返し行なえる。
上記一般式 ( 1 — 2 ) の構造単位のうちでも、 : R 1 が 炭素数 1〜 2 0のアルキル基であり、 R2 、 R34 及び R5 が同一又は異なって、 水素原子、 メ チル基、 ェ チル基、 フエニル基、 メ トキシフエ二ル基、 メ トキシ基、 エ トキシ基、 フッ素原子、 塩素原子、 臭素原子、 シァノ 基又は二 トロ基であり、 R 6 及び R7 が同一又は異なつ て水素原子、 メチル基、 ェチル基、 フエニル基又はナフ チル基であるもの、 特に R 1 が炭素数 1〜 2 0のアルキ ル基であり、 R2 、 R3 、 RA 及び R5 が同一又は異な つて水素原子、 フユニル基、 メ トキシ基、 塩素原子、 臭 素原子、 シァノ基又は二 トロ基であり、 R 6 及び R7 が 同一又は異なって、 水素原子、 フヱニル基又はナフチル 基であるものが好ま しく、 R 1 が炭素数 1〜 2 0のアル キル基であり、 R2 及び R5 が水素原子であり、 R 3 が 水素原子又は炭素数 1〜 5のアルコキシ基であり、 R4 が水素原子、 炭素数 1〜 6のアルキル基又は炭素数 1〜 5のアルコキシ基であり、 R 6 及び R7 が水素原子であ り、 Xが酸素原子であるもの、 特に R 1 がメチル基又は 3 ォクタデシル基、 23 、 1 5 、 1 6 及び1 7 が水 素原子であり、 R4 が水素原子、 メ チル基又はメ トキシ 基であり、 Xが酸素原子であるものがより好ま しい。
本発明化合物は、 前記一般式 ( I ) のスピロピラ ン構 造単位に対応する下記一般式
R
Figure imgf000015_0001
0 CH3
〔式中、 w、 R 1 、 R2 、 R3 、 R4 、 R5 、 R 6
R7 及び Xは前記と同一の意味を有する。 〕
で表わされるスピロビラン化合物を単独重合させるか又 は一般式 (Π) の構造単位に対応する一般式
Y
C H P = C ( Π a )
Z
〔式中、 Y及び Zは前記と同一の意味を有する。 〕 で表 わされる重合性ビニルモノマーと共重合させるこ とによ り製造される。
上記一般式 (D a ) のビニルモノマ一はいずれも公知 のものであり、 例えば、 メ タク リル酸、 ァク リル酸、 メ タク リル酸又はアク リル酸の C 1 - C a アルキルエステ ノレ、 ァク リ ロ二 ト リル、 ァク リル酸ァ ミ ド、 N , N—ジ メチルァク リルァ ミ ド、 酢酸ビニル、 スチレン、 ーメ チルスチ レ ン、 ビニルトルエン等が好適に使用される。
—般式 ( l a ) の化合物のうち、 Wが
レ H 3 レ H s
\ /
— C — である化合物は、 下記反応式一 1に示すよ うに、 一般式 (I — 1 ) で表わされる 2 —メチレン一 3 3―ジメチルイ ン ドレニン誘導体と一般式 (ΠΓ ) で表わ される 3—メ タク リ ロキシメチルー 5—ニ トロチォサリ チルアルデヒ ド誘導体とを加熱下で反応させることによ り容易に製造される。
5
反応式 -
CH2
o
Figure imgf000017_0001
0 C H3
( I - 1 a)
〔式中 R 1 、 R2 、 R3 、 R4 、 R5 、 R 6 及び R7 は 前記に同じ。 〕
出発原料と して用いられる一般式 (m ) で表わされる 3—メ タ ク リ ロキンメ チルー 5—ニ ト ロチォサリ チルァ ルデヒ ド誘導体は、 例えば次のようにして得られる。 即 ち、 一般式 (V) OH
Figure imgf000018_0001
〔式中 R 6 及び R7 は前記に同じ。 〕 で表わされるサリチルアルデヒ ド誘導体を、 5〜 20倍 モル量程度のクロルメチルメチルエーテルと、 塩化アル ミニゥムの存在下に室温〜 7 0 °(程度で2〜 2 5時間反 応させて一般式 (VI)
0H
Figure imgf000018_0002
〔式中 R 6 及び R7 は前記に同じ。 〕 で表わされる 3—クロロメチルー 5—ニ トロサリチルァ ルデヒ ド誘導体とする。 次に一般式 (VI) の化合物に 1 〜 2倍モル量程度のメ タク リル酸銀を トルェン等の溶媒 中で 1 0 0〜 1 2 0で程度で2〜 20時間反応させて一 般式 (VO
Figure imgf000018_0003
7
〔式中 R 6 及び R7 は前記に同じ。 〕
で表わされる 3—メ タク リ ロキシメチルー 5—二 トロサ リチルアルデヒ ド誘導体とする。 次に一般式 ( π) の化 合物に、 例えば特開昭 60— 54388号記載の方法と 同様にして、 Ν, Ν—ジメチルチオカルバモイルクロラ ィ ドを反応させて一般式 (!)
S
II O H。(YE)
Figure imgf000019_0001
〔式中 R 6 及び R7 は前記に同じ。 〕
で表わされる 2— 0— (N, N—ジメチルチオカルバモ ィル) ベンズアルデヒ ド誘導体とする。 引き続きこれを エタノール、 トルェン等の溶媒中で 2〜 24時間程度還 流温度にて加熱して異性化して一般式 (K)
0
II O H2
Figure imgf000019_0002
〔式中 R 6 及び R7 は前記に同じ。 〕 で表わされる 2— S— (N, N—ジメチルチオカルバモ ィル) ベンズアルデヒ ド誘導体に導き、 引き続いてメ タ ノール中室温にてアル力 リ加水分解処理することにより 一般式 (ΠΙ) の化合物が製造される。
一方、 一般式 (IV— 1 ) で表わされる 2—メチレン— 3 , 3—ジメ チルイ ン ドレニン誘導体は、 対応する 2,
3, 3— ト リ メ チルイ ン ドレニン誘導体と等モル量以上、 好ま しく は 1. 0 5〜: L . 5モル倍量の一般式 R 1 I
(式中 R 1 は前記に同じ) で表わされる化合物とを 5 0 〜 1 2 CTC程度で 0. 5〜 2 0時間程度反応させて対応 するヨウ化 1 —置換一 2, 3 , 3— ト リ メチルイ ン ドレ ニゥムとし、 これに水酸化アルカ リ水溶液を加えて室温 〜80。Cにて 0. 3〜 1 8時間程度加熱することにより 製造できる。 上記 2, 3, 3— ト リメチルイ ン ドレニン 誘導体は、 Helv. Chini. Acta, 2 3 , 24 7 1 ( 1 94 0 ) 、 特公昭 58— 586 54号、 特開昭 6 2 - 2 3 2
4 6 1号、 特公昭 6 2— 2 1 780号、 特開昭 6 3 - 2 6 7 783号等に記載される公知化合物であるか、 また はこれら文献に記載の方法に従い製造できる。
上記一般式 (Π) の 3—メ タク リ ロキシメチル— 5— ニ トロチォサリチルアルデヒ ド誘導体と一般式 (IV— 1 ) の 2—メ チレン一 3, 3—ジメ チルイ ン ドレニン誘導体 との反応は、 これら両者を適当な溶媒中に溶解し、 室温 〜該溶媒の沸点程度の温度にて 1〜 20時間程度加熱す ればよい。 一般式 (m) の化合物は、 一般式 (I — 1 ) の化合物 1モルに対し、 0. 9〜 1. 1モル程度使用す るのが好ま しい。 上記溶媒と しては、 一般式 (m) の化 合物及び一般式 (IV— 1 ) の化合物を溶解し得る有機溶 媒、 例えば、 アセ ト ン、 メチルェチルケ ト ン等のケ ト ン 類、 酢酸ェチル、 酢酸プチル等のエステル類、 ジクロメ タ ン、 ジク ロルェタ ン、 ク ロ口ホルム等のハロゲン化炭 化水素類、 ジメチルホルムア ミ ド等が使用できる。
以上の一般式 (m) の化合物及び一般式 (IV— 1 ) の 化合物の製造法並びに一般式 (m) の化合物と一般式
(IV- 1 ) の化合物との反応による一般式 ( I — 1 a ) の化合物の製造法の詳細を後記参考例 1〜 7に示す。
—方、 前記一般式 ( I a ) のモノマーのうち、 が 一 S e —である化合物は、 下記反応式— 2に示すように、 —般式 (IV— 2) で表わされるベンゾセレナゾリ ゥム誘 導体と一般式 (ffl' ) で表わされる 3—メ タク リ ロキシ メチル— 5—二 トロサリチルアルデヒ ド誘導体とをァ ミ ン触媒の存在下で縮合反応させることにより容易に製造 される。 反応式一 2
CH:
H3 C一 C
Figure imgf000022_0001
R1
(IV— 2) (HT' )
Figure imgf000022_0002
0 CH
(I一 2 a)
〔式中 R 1 、 R2 、 R3 、 R4 、 R5 、 R 6 、 R7 及び Xは前記に同じであり、 Aは塩素、 臭素又は沃素等のハ ロゲン原子、 R8 S 03 基等を表わす。 ここで、 R8 は、 メチル基、 ェチル基等の低級アルキル基、 置換基と して フッ素、 塩素、 臭素、 沃素等のハロゲン原子又は C〗 一 C ^ アルキル基を有していてもよいフヱニル基を示す。 〕 出発原料と して用いられる一般式 (ΠΓ ) で表わされ
υ Λ
2 る 3ーメ タク リ ロキシメチルー 5一二 トロサリチルアル デヒ ド誘導体は、 前記反応行程式一 1における一般式
(m) の化合物の製法と同様にして製造できる。
—方、 一般式 (IV— 2) で表わされるベンゾセレナゾ リ ウム誘導体は、 対応する 2—メ チルべンゾセレナゾー ル誘導体と 1倍モル量以上、 好ま しく は 1. 0 5〜 1. 5倍モル量の一般式 R 1 A (式中 R 1 及び Aは前記に同 じ) で表わされる化合物とを 50〜 1 20。C程度で 0. 1〜 5日程度反応させることにより製造できる。 上0 記 2—メチルベンゾセレナゾ一ル誘導体は、 例えば】.
Amer. C era. Soc. , 68, 1 536 ( 1 94 6) 又は英 国特許第 14 1 1 9 57号 ( 1 97 5) に記載される公 知化合物であるか、 またはこれら文献に記載の方法に従 い製造できる。
5 上記一般式 (ΠΓ ) の 3—メ タク リ ロキシメチルー 5 一二 トロサリチルアルデヒ ド誘導体と一般式 (IV— 2) のべンゾセレナゾリ ゥム誘導体との反応は、 これら両者 を適当な溶媒中に溶解し、 室温〜該溶媒の沸点程度の温 度にてこれにァ ミ ン触媒を少量ずつ滴下し、 1〜 24時 間程度加熱すればよい。 一般式 (ΠΓ ) の化合物は、 ― 般式 (IV— 2) の化合物 1モルに対し、 ◦ . 9〜 1. 1 モル程度使用するのが好ま しい。 上記溶媒と しては、 一 般式 (m' ) の化合物及び一般式 (IV - 2) の化合物を 溶解し得る有機溶媒、 例えば、 メ タノ ール、 アセ ト ン、 メ チルェチルケ ト ン等のケ ト ン類、 酢酸ェチル、 酢酸ブ チル等のエステル類、 ジク ロノレメ タ ン、 ジク ロノレエタ ン、 ク ロ口ホルム等のハロゲン化炭化水素類、 ジメ チルホル ムァ ミ ド等が使用できる。 また、 上記ァミ ン触媒と して は、 ピぺリ ジン、 モルホリ ン、 ト リェチルァ ミ ン、 ピリ ジン、 ルチジン、 1 , 4—ジァザビシク ロ 〔 2, 2 , 2〕 オク タ ン、 1 , 5—ジァザビシク ロ 〔4, 3, 0〕 ノネ ン、 1 , 8—ジァザビシク ロ 〔 5 , 4 , 0 ] ゥ ンデセン 等が使用でき、 その使用量は、 一般式 (IV— 2) の化合 物 1モルに対し 1〜 1 0モル程度とすればよい。
このよう に して得られる一般式 ( I a ) のス ピロベン ゾチォビラ ン化合物又はべンゾセレナゾリ ン系スピロ ピ ラ ン化合物の単独重合方法及び該化合物と一般式 (D a ) のビニルモノマーとの共重合方法について以下に記載す る O
上記単独重合法及び共重合方法は、 通常のビニル樹脂 等の合成反応と同等の方法、 条件で行なう ことができる。 例えば、 単量体である一般式 ( l a ) の化合物を単独で 又は一般式 (Il a ) の化合物と共に有機溶媒中に溶解さ せ、 ラジカル重合開始剤の存在下で 50〜 1 0 0 °C程度 の温度で撹拌しながら加熱する方法を例示することがで きる。 反応時間は、 一般式 ( I —, l a ) のモノマーを使 用する場合◦, 1〜: L 0 0時間程度、 一般式 ( I — 2 a ) のモノマ一を使用する場合は通常 1〜 5 0時間程度とす ればよい。 また、 有機溶剤と しては、 使用する単量体及 び生成高分子化合物に対して不活性なもの、 例えば N, N—ジメチルホルムア ミ ド等のア ミ ド系極性有機溶媒、 その他ジェチルェ一テノレ、 テ トラ ヒ ドロフラ ン等のエー テル系溶媒、 トルエン等の炭化水素系溶媒、 酢酸ェチル、 酢酸プチル等のエステル系溶媒、 アセ ト ン、 メチルイ ソ プチルケ ト ン等のケ ト ン系溶媒等を使用できる。 これら のう ちでも、 一般式 ( I — l a ) のモノマーを用いる場 合は トルェン等の炭化水素系溶媒が好ま しく 、 一般式
( I — 2 a ) のモノマーを用いる場合は、 N, N—ジメ チルホルムア ミ ド等のア ミ ド系極性有機溶媒が好ま しい。 またラジカル開始剤と しては、 通常用いられているもの をいずれも用いることができ、 その代表例と して、 過酸 化べンゾィル、 ジ— t —ブチルパーォキサイ ド、 t 一ブ チルバ一ォキシ一 2—ェチルへキサノエ一 ト等の過酸化 物、 ァゾビスイ ソブチロニ ト リル、 ァゾビスジメチルバ レロニ ト リル等のァゾ化合物等を挙げることができる。 また、 上記と同様な条件下、 フヱニルマグネシウムプロ マイ ド等のグリニァ試薬を開始剤と して用いて重合させ ることもできる。
本発明の化合物が一般式 ( I ) の構成単位と一般式 ( Π ) の構成単位とからなる共重合体である場合、 共重 合体中の両構成単位の割合 (共重合比) は、 一般式 ( I a ) のス ピロ ピラ ン化合物と一般式 (H a ) のビニル化 合物との仕込比、 共重合方法等により決まるので、 予め これらの要因をパラメ一ターと してその関係を求めてお けば、 所望の共重合比の共重合体を容易に製造できる。
こう して得られた本発明の高分子スピロべンゾピラン 化合物の単離は、 公知慣用の方法を用いて行う ことがで き、 例えば、 上記重合反応後の反応液中に、 メ タノール、 エーテル等の貧溶媒を滴下することにより固体と して析 出せしめ、 該固体を沪過等の方法で分離することにより 行なう ことができる。
以下に実施例を掲げて本発明をより一層明らかにする。 第 1図は、 実施例 1で得られた緑色フ ィ ルムの 2 7で における可視吸収スぺク トルを示す。
第 2図は、 実施例 3で得られた緑色フィ ルムの
2 8 . 5 °Cにおける可視吸収スぺク トルを示す。
第 3図は、 実施例 4で得られた緑色フ ィ ルムの 2 8。C における可視吸収スぺク トルを示す。 第 4図は、 実施例 6で得られた緑色フ ィ ルムの 28°C における可視吸収スぺク トルを示す。
それぞれ ( 1 ) は紫外光照射前、 (2) は紫外光照射 終了直後、 (3) は紫外光照射後徐々に消色が起こりは じめて着色濃度の減少が認められなく なった時点、 即ち 発色種の固定化達成時点のスぺク トルを示す。
第 5図は、 実施例 8で得られたフィ ルムの室温での可 視吸収スぺク トルを示す。
第 6図は、 実施例 1 1で得られたフィ ルムの室温での 可視吸収スぺク トルを示す。
第 7図は、 実施例 1 3で得られたフイ ルムの室温での 可視吸収スぺク トルである。
第 5図〜第 7図において、 それぞれ ( 1 ) はフ ィ ルム 作製時、 (2) は可視光照射終了直後、 (3) は可視光 照射後ゆつ く り着色が起こりはじめて最終的に着色濃度 の増加が認められなく なった (消色種の固定化達成) 時 点のスぺク トルを示す。
尚、 前記一般式 ( I 一 1 a ) のスピロベンゾチォビラ ン化合物の製造例を、 参考例 1〜 7に示す。 また、 一般 式 ( I — 2 a ) のべンゾセレナゾリ ン系スピロ ピラ ン化 合物の製造例を、 参考例 8〜 1 9に示す。
参考例 1 5—ニ ト ロサリ チルアルデヒ ド 20. 0 gをク ロルメ チルメチルエーテル 200 ΙΠδに混合して氷浴で冷却した ものに塩化アルミ ニウム 80 gを加え、 室温で 1時間、 次に 63°Cで 17時間反応させた。 反応液を氷浴で冷却 後、 氷水 300 ml3を加え、 生じた白色沈澱は 別してへ キサンで再結晶する ことにより、 3—クロロメ チル一 5 一二 ト ロサリ チルアルデヒ ドを 18. 6 g得た (収率 72%) 。
1 H - NMR ( C D C 3 ) ; δ V P m
4. 7 ( s , 2 H, — C H2 — )
8. 5 ( s, 2 H, A r H)
1 0. 0 ( s , 1 H, C H O)
1 2. 1 ( s , 1 H, O H)
参考例 2
3—ク ロロメチル一 5—ニ ト ロサリチルアルデヒ ド 1 0. 0 gとメ タク リ ル酸銀 14. 5 gの混合物を トル ェン 200mO中、 1 20てで18時間加熱攪拌した。 反 応液を沪過して得た溶液を減圧下で濃縮することにより . 3—メ タ ク リ ロキシメ チル一 5—二 ト ロサリ チルアルデ ヒ ドが 1 2. 5 g得られた (収率 96 %) 。
1 H - NMR ( C D C i 3 ) ; (5 p p m
2. 0 ( d , 3 H, C H3 ) 5. 3 ( s , 2 H, - C H2 一)
5. 7 (m, 1 H, ビニル)
6. 2 (m, 1 H, ビニル)
8. 5 ( s , 2 H, A r H)
1 0. 0 ( s , 1 H, C H O)
2. 0 ( b r s , H, O H)
I R (K B r ) ; 29 50 , 1 70 5, 1 660 , 1 6 0 0 , 1 520 , 1 34 5 era"1
参考例 3
3—メ タク リ ロキシメチル一 5—ニ トロサリチルアル デヒ ド 1 3. 8 g及び 1 , 4—ジァザビシクロ 〔2, 2, 2〕 オクタ ン 1 1. 2 gをジメチルホルムア ミ ド 30 0 maに溶解させて 50。Cに加熱した。 このものに、 N, N —ジメチルチオ力ルバモイノレクロライ ド 1 2. 9 gをジ メチルホルムア ミ ド 50 mQに溶解したものを徐々に加え その後 5 CTCで 2時間加熱した。 反応液を酢酸ェチルで 抽出し、 抽出液は飽和食塩水で洗浄して減圧下で濃縮す ると、 2— 0— (N, N—ジメチルチオ力ルバモイル) — 3—メ タク リ ロキシメチルー 5—ニ トロべンズアルデ ヒ ドが 1 7. 6 g得られた (粗収率 96 %) 。
1 H - N M R ( C D C 3 ) ; (5 p p m
2. 0 (m, 3 H, C H3 ) 3. 5 ( d, 6 H, N - C H3 )
5. 3 ( d , 2 H, — C H2 -)
5. 7 (m, 1 H, ビニル)
6. 2 (m, 1 H, ビニル)
8. 6 ( d , Ι Η, Α Γ Η)
8. 7 ( d , 1 H, A r H)
1 0. 0 ( s , 1 H, C H O)
参考例 4
2— 0— (N, N—ジメチルチオ力ルバモイル) 一 3 —メタク リ ロキシメチル一 5—ニ トロべンズアルデヒ ド 1 2. 6 g及びエタノール 1 00 mQの混合物を 2 1時間 加熱還流させた。 反応液を減圧下で濃縮して得た残渣を 真空乾燥し、 シリカゲルカラムで精製すると、 2— S— (N, N—ジメチルチオ力ルバモイル) 一 3—メ タク リ ロキシメチルー 5—ニ トロべンズアルデヒ ドが 1 0. 7 g得られた (収率 85 %) 。
1 H - NMR ( C D C 3 ) ; ά p p m
2. 0 ( s , 3 H, C H3 )
3. 1 ( d, 6 H, N - C H3 )
5. 5 ( s , 2 H, - C H2 — )
5. 7 (m, 1 H, ビニル)
6. 2 (m, 1 H, ビニル) 8. 6 ( d , 1 H, A r H)
8. 7 ( d , 1 H, A r H)
1 0. 3 ( s , 1 H. C H O)
I R (K B r ) ; 1 7 20 , 1 690, 1 660, 1 5 3 5, 1 34 5 cm"1
参考例 5
2 - S - (N, N—ジメチルチオ力ルバモイル) 一 3 ーメ タク リ ロキシメチル一 5—二 トロべンズアルデヒ ド 14. 1 g及びメ タノール 200 ΐϋδの混合溶液に 0. 6 4規定水酸化ナ ト リ ゥム水溶液 14 0 Πΐβを室温下で添加 した。 次に 0. 488規定塩酸 38 OiQを加えて反応液 を p H 2に酸性化した後、 減圧下で濃縮した。 得られた 残渣をエーテルで抽出し、 抽出液は水洗した後、 減圧下 で濃縮することにより、 3—メ タク リ ロキシメチル一 5 一二 トロチォサリチルアルデヒ ド 9. 7 9 gを橙色結晶 と して得た (収率 87 %) 。
1 H - N M R ( C D C 3 ) ; ά p p m
2. 0 (m, 3 H, C H3 )
5. 3 ( s , 2 H, - C H2 一)
5. 7 ( m , 1 H, ビニル)
6. 2 (m, 1 H, ビニル)
8. 4 (m, 2 H, A r H) 0
0. ( s, 1 H, C H 0)
参考例 6
2, 3 , 3— ト リ メ チルイ ン ドレニン 1 6. O g及び クロ口ホルム 1 0 O inGの溶液に沃化メチル 1 5. 9 gを 加え、 オー トク レープ中で 80。Cで 2 1時間加熱した。 生成した沈澱を; T過して単離し、 沃化 1 , 2, 3, 3 - テ トラメチルイ ン ドレニウム 2 7. 5 gを白色結晶とし て得た。 このものに窒素雰囲気下で 1 0規定水酸化カ リ ゥム水溶液 2 7 Ο ϋΐδを加え、 5 CTCで 2. 5時間加熱し た。 次に反応液をエーテルで抽出し、 抽出液は硫酸マグ ネシゥムで乾燥後、 減圧下で濃縮すると、 2—メチレン — 1 , 3, 3— ト リ メチルイ ン ドリ ンが 14. 1 g得ら れた (収率 8 1 %) 。
1 H - NMR ( C D C a ) ; (5 p p m
1. 3 ( s , 6 H, C H3 )
3. 0 ( s , 3 H, N - C H3 )
6. 5〜 7. 0 ( d d , 2 H, ビニル)
7. ◦〜 7. 2 (m, 4 H, A r H)
参考例 7
3—メ タク リ ロキシメチル一 5—ニ トロチォサリチル アルデヒ ド 14. l g及び 2—メチレン一 1 , 3, 3 - ト リ メチルイ ン ドリ ン 8. 7 gを 2—ブタノ ン 1 2 0 に溶解し、 窒素雰囲気下で 20時間加熱還流した。 反応 液を減圧下で濃縮し、 残渣をシリ カゲルカラムで精製す る こ とにより、 8' —メ タク リ ロキンメ チルー 6' —二 ト ロ一 1 , 3, 3— ト リ メ チルス ピロ 〔イ ン ドリ ン一 2 2' ( 2 ' H) - 1 ' —ベンゾチォピラ ン〕 を淡黄色結 晶として 1 5. 9 g得た (収率 73 %) 。
1 H一 NMR ( C D C 3 ) ; δ V V
1. 24 ( s , 3 H, C H3 )
1. 39 ( s , 3 H, C H3 )
1. 9 7 ( d , 3 H, C H3 )
2. 67 ( s, 3 H, N - C H 3 )
5. 1 5 ( d d , 2 H, C H2 )
5. 62 ( t , 1 H, ビニル)
6. 0 5 ( d , 1 H, チォピラ ン)
6 6 ( s , 1 H, ビニル)
6. 5 1 ( d H , チォピラ ン)
6. 6 5 ( t H, イ ン ドリ ン)
6. 96 ( d H , イ ン ド リ ン)
7. 06 ( d Η , イ ン ドリ ン)
7. 7 ( Η , イ ン ドリ ン)
8. 0 2 ( d Η , ベンゾチォピラ ン)
8. 08 ( d Η, ベンゾチォピラ ン) 実施例 1
参考例 7で得た 8 ' —メ タク リ ロキシメチル— 6 ' — ニ ト ロ一 1 , 3, 3— ト リ メ チルスピロ 〔イ ン ドリ ン一 2 , 2 ' ( 2 ' H) - 1 ' —ベンゾチォピラ ン〕 9 7 9 mg ( 2. 2 5 mmol) を トルエン 3 0 ϋΐβ及びメ タク リル酸 メチル 2. 3 0 g ( 2 3. 0 mraol) に溶解した。 窒素雰 囲気下の暗所でこれに , a ' —ァゾビスイソプチロニ ト リノレ 1 8. 2 mg ( 0. 1 1 ol) を加えて 8 5。Cで 1 2 5時間重合反応させた。 得られた黄色の反応液をメ タノール 5 0 0 ΙΠδに滴下すると黄色重合体が析出した。 析出物をグラスフィ ルターで分離し乾燥させて 1. 9 0 gの淡黄色重合体を得た。
このものは下記物性から、 原料ス ピロチォピラ ン体と メ タク リル酸メチルの共重合体と確認した。 赤外吸収ス ベク トル ( I R) 分析の結果、 強いエステル性カルボ二 ル ( 1 7 3 2 cm-1) の吸収の他に二 ト口基の吸収 ( 1 5 2 2 cm"1. 1 3 88 cm"1) が存在する。 またこのものは、 G P C測定 (溶媒 =テ トラ ヒ ドロフラ ン、 温度 = 4 0。C、 ポリスチレン換算、 以下の実施例においても同じ) の結 果単一ピークを与え、 数平均分子量 M n = 2. 6 6
1 0 s 重量平均分子量 Mw = 4. 2 1 1 0 であつ た。 また、 元素分析値は、 C 5 9. 4 8 %、 H 7. 1 5 %、 N 1. 56 %であり、 この結果から、 一般式 ( I 一 1 ) に対応するスピロチォピラ ン; !·ニッ トの含量は 5. 5モル%であった。
このポリマー 1 O mをベンゼン 2 πΐδに溶解させ、 石英 板上にキャス ト して淡黄色の薄膜を得た。 この薄膜に超 高圧水銀灯 (ゥシォ U S Η— 500 D) 及び紫外線バン ドパスフィ ルタ一 (ゲンコ一 U— 3 50 ) を用いて 3 5 0 nm付近の紫外光を 1分間照射したところ緑色に変化し その極大吸収波長 λ max は 670 nmであった。 またその 吸収末端は 9 0 O nm付近まで広がりをもっていた。 また この緑色フィ ルムは 23 °Cにおいて完全に消色すること はなく 、 着色種固定化率 53 %で完全に固定化されて着 色状態を維持した。
但し、 ここで用いる着色種固定化率は下式のように定 義した (以下の実施例及び比較例においても同じ) 。
着色種固定化率 (%) =
(固定化時吸光度 -消色時吸光度)
X 1 0 0
(最高吸光度 -消色時吸光度) ここで、 「固定化時吸光度」 は、 試験すべき試料にも よるが、 通常、 24時間程度可視吸収スぺク トルを測定 し、 吸光度の低下が実質的に認められなく なつた状態で の λ ππχ での吸光度を指す。 また、 「消色時吸光度」 は 製造直後の薄膜に波長 5 0 0 n m以上の可視光を照射し て消色させた状態で測定した前記 λ max における吸光度 を指す。
第 1図に、 本実施例で得られた上記緑色フィ ルムの 2 7。Cにおける可視吸収スぺク トルを示す。
また、 上記固定化されて着色状態を維持している薄膜 に、 可視光線を照射したところ、 消色して紫外光照射前 の色彩に戻った。 更に、 紫外光による着色種の固定化及 び可視光線による消色のサイクルは再現性をもって繰り 返し行う ことができた。
実施例 2
参考例 7で得た 8 ' —メ タク リ ロキシメ チル一 6 ' - ニ ト ロ一 1 , 3, 3— ト リ メ チルス ピロ 〔イ ン ドリ ン一 2, 2 ' (2' H) - 1 ' 一ベンゾチォピラン〕 842 mg ( 1. 8 0 mmol) に、 充分脱気したスチレン 16 g
(1 50 mmol) 及び乾燥トルエン 30ΐπβを加えた。 これ ( a , a ' —ァゾビスイ ソブチロニ ト リル 1 14 mg
( 0. 6 mmol) を開始剤と して加え、 8 0。Cで 6 8時間 重合反応させた。 得られた反応液をメ タノール 50 OinG に滴下すると淡黄色重合体が析出した。 析出物をグラス フ ィ ルターで分離し乾燥させて 9. 8 2 gの黄色粉状重 合体を得た。 このものは下記物性から、 原料ス ピロ ピラ ン体とスチ レ ンとの共重合体と確認した。 I Rスペク トルでニ ト ロ 基 ( l S S O cm—1 1 3 57 cm-1) 及びチォピラ ン環 ( 1 64 5 cm一1) に由来する吸収が認められる。 またこ のものは、 G P C測定の結果単一ピークを与え、 数平均 分子量 M n = 2. 34 X 1 04 、 重量平均分子量 Mw = 3. 79 X 104 であった。 また、 元素分析値は、 C 88. 89 %、 H 7. 63 %、 N O. 48%であり、 こ の結果から、 一般式 ( I — 1 ) に対応するス ピロチォピ ラ ンユニッ トの含量は 3. 4モル%であった。
このポリマー 1 Onigをベンゼン 2ΐΠβに溶解させ、 石英 板上にキャス ト して淡黄色フ ィ ルムを得た。 このフ ィ ル ムに超高圧水銀灯及び紫外線バン ドパスフ ィ ルター (ケ ンコ一 U— 3 50) を用いて波長 3 5◦ Dm付近の紫外光 を 1分間照射したところ緑色に変化し、 λ max = 7 1 5 nmに極大吸収を持っていた。 この緑色フィ ルムは室温下 で完全に消色することはなく 、 着色種固定化率 2 1 %で 完全に固定化された。
また、 上記固定化されて着色状態を維持している薄膜 に、 可視光線を照射したところ、 消色して紫外光照射前 の色彩に戻った。 更に、 紫外光による着色種の固定化及 び可視光線による消色のサイ クルは再現性をもって繰り 返し行う ことができた。
実施例 3
別途参考例 1〜 7の一般的手法に従い合成した 3, 3 —ジメ チル一 1 一イ ソプロ ピル一 8' —メ タク リ ロキシ メ チルー 6' —ニ ト ロス ピロ 〔イ ン ドリ ン一 2 , 2 ' ( 2 ' H) - 1 ' —ベンゾチォピラ ン〕 4 5 2
(◦. 9 7 mmol) に、 充分脱気したスチレン 3. 5 g ( 34 mmol) 及び乾燥トルエン 1 5 HlCを加えた。 これに a , a ' —ァゾビスイ ソプチロニ ト リ ル 2 1 rog
(0. 1 3 mmol) を反応開始剤として加え、 80 °Cで
7 0時間重合反応した。 以下、 実施例 1 と同様に処理し、 9 6 7ragの黄色粉状重合体が得られた。
このものは下記物性から、 原料スピロチォピラ ン体と スチレンとの共重合体と確認した。 I Rスペク トルにお いて、 ニ ト ロ基 ( 1 5 2 2、 1 3 56 cnT1) 及びチォピ ラ ン環 ( 1 64 6 cu 1) に由来する吸収が認められる。 またこのものは、 G P C測定の結果単一ピークを与え、 数平均分子量 M n = l . 38 X 1 04 、 重量平均分子量 M w = 2. 1 5 1 04 であつた。
このポリマ一 1 0 をベンゼン 2 ΙΠβに溶解させ、 石英 板上にキャス ト して淡黄色フ ィ ルムを得た。 このフ ィ ル ムに実施例 1 と同様にして 3 50 ηπι付近の紫外線を 1分 間照射したところ、 緑色に変化し、 その極大波長; I max は 6 9 1 nmであつた。 この緑色フ ィ ルムは室温下で完全 に消色することはなく 、 着色種固定化率 4 6 %で完全に 固定化された。
また、 上記固定化されて着色状態を維持している薄膜 に、 可視光線を照射したところ、 消色して紫外光照射前 の色彩に戻った。 更に、 紫外光による着色種の固定化及 び可視光線による消色のサイクルは再現性をもって繰り 返し行う ことができた。
第 2図に、 上記緑色フィ ルムの 2 8. 5 °Cにおける可 視吸収スぺク トルを示す。
実施例 4
別途参考例 1 〜 7の一般的手法に従い合成した 3 , 3 —ジメ チルー 8 ' —メ タ ク リ ロキシメ チルー 6 ' —ニ ト 口一 1 ーォク タデシルス ピロ 〔イ ン ドリ ン一 2 , 2 ' ( 2 ' H) — 1 ' 一ベンゾチォピラ ン〕 1. 1 4 g ( 1 , 7 0 mmol) を トルエン 3 0 Πΐδ及びメ タ ク リ ル酸メ チル 3. 1 ( 3 1. 0 mniol) に溶解した。 窒素雰囲気 下の暗所でこれに ", a ' —ァゾビスイ ソプチロニ ト リ ル 24 mg ( 0. 1 3 mmol) を加え、 8 0。Cで 9 0時問重 合反応させた。 以下、 実施例 1 と同様に処理し、
2. 1 8 gの黄色粉末状重合体を得た。 このものは下記物性から、 原料ス ピロ ピラ ンとメ タク リル酸メチルとの共重合体と確認.した。
I Rスペク トルにおいて、 ニ トロ基 ( 1 5 1 8、 1 3 6 2 cm"1) 及びチォピラン環 ( 1 64 3 cm—1) に由来す る吸収が認められる。 このものは、 G P C測定の結果単 —ピークを与え、 数平均分子量 M n = 3. 58 X 1 04 重量平均分子量 Mw= 5. 13 X 1 04 であった。 また 元素分析値は、 C 6 2. 9 1 %、 H 8. 1 7 %、 N 1. 2 2 %であり、 この結果から、 一般式 ( 1 — 1 ) に 対応するスピロチォピランュニッ トの含量は 4. 2モル %であった。
このポリマーを実施例 1 と同様の手法で淡黄色薄膜と し、 3 5 0 nm付近の紫外光を 1分間照射したところ、 緑 色フ ィ ルムが得られた。 その極大吸収波長 λ max は 6 6 えであった。 この緑色フ ィ ルムは室温下で完全に 消色することはなく 、 着色種固定化率 8 1 %で完全に固 定化された。
また、 上記固定化されて着色状態を維持している薄膜 に、 可視光線を照射したところ、 消色して紫外光照射前 の色彩に戻った。 更に、 紫外光による着色種の固定化及 び可視光線による消色のサイクルは再現性をもって繰り 返し行う ことができた。 第 3図に、 上記緑色フ ィ ルムの 28°Cにおける可視吸 収スぺク トルを示す。
実施例 5
3 , 3—ジメチル一 8' —メ タク リ ロキシメチルー 6 ' —ニ トロ一 1ーォクタデシルスピロ 〔イ ン ドリ ン一 2 , 2' ( 2 ' H) - 1 ' —ベンゾチォピラ ン〕 57 2 nig (0. 85mmol) を、 トルエン 2 5 Πΐδ及びメ タク リル 酸メチル 3. 7 s ( 37 raraol) に溶解した。 窒素雰囲気 下の暗所でこれにフエニルマグネシウムブロマイ ド
59 0 mg (3. 2 niniol) を加え、 7 0 °Cで 1 9時間重合 反応させた。 以下、 実施例 1と同様に処理し、 2. 24 gの淡黄色粉状重合体を得た。
このものは下記物性から、 原料スピロピラ ンとメ タク リル酸メチルとの共重合体と確認した。
I Rスペク トルにおいて、 ニ トロ基 ( 1 520、 1 3
55 cm"1) 及びチォピラン環 ( I 645 cnr1) に由来す る吸収が認められる。 また1 H - NMR (40 0 H z ) 分析において、 メ タク リル酸ュ二ッ トの —メチル基が 5 = 1. 56 ppm に単一ピークと して現れたことから、 この重合体はほぼ 1 00 %アイ ソ夕クティ ッ クな立体規 則性を有していた。 またこのものは G P C測定の結果、 数平均分子量 M n = 3. 8 1 X 1 04 、 重量平均分子量 M w = 2. 0 7 X 1 04 であった。
このポリマーを実施例 1 と同様の手法で淡黄色薄膜と し、 3 5 0 ηιη付近の紫外光を 1分間照射したところ、 緑 色フ ィ ルムとなった。 その極大吸収波長; I max は 6 5 9 nmであった。 この緑色フィ ルムは室温下で完全に消色す ることはなく 、 着色状態を維持していた。 その着色種固 定化率は 3 8 %であつた。
また、 上記固定化されて着色状態を維持している薄膜 に、 可視光線を照射したところ、 消色して紫外光照射前 の色彩に戻った。 更に、 紫外光による着色種の固定化及 び可視光線による消色のサイクルは再現性をもって繰り 返し行う ことができた。
実施例 6
3 , 3—ジメ チル一 8 ' —メ タク リ ロキシメ チル一 6 ' 一二 ト ロ一 1 —ォク タデシルス ピロ 〔イ ン ドリ ン一 2 , 2 ' ( 2 ' H) - 1 ' —ベンゾチォピラ ン〕
1. 2 2 mg ( 1. 8 0 mmol) に、 乾燥トルエン 5 0 ΐηδ及 び充分脱気したスチレン 3. 3 s ( 3 2. 0 mmol) を加 えた。 これに α , a ' —ァゾビスイ ソブチロニ ト リ ル 4 5 mg ( 0. 2 7 mmol) を反応開始剤と して加え、 8 0 でで 7 0時間重合反応させた。 以下、 実施例 1 と同様に 処理すると 1. 64 gの黄色粉状重合体が得られた。 このものは下記物性から、 原料スピロピランとスチレ ンとの共重合体と確認した。 I Rスペク トルにおいて、 ニ トロ基 ( 1 5 2 0、 1 3 6 1 cm—1) 及びチォピラン環 ( 1 64 5 cm"1) に由来する吸収が認められる。 またこ のものは G P C測定の結果単一ピークを示し、 数平均分 子量 M n = 1. 2 0 X 1 04 . 重量平均分子量 Mw = 1. 89 X 1 04 であった。 また、 元素分析値は、 C 5 6. 9 5 %, H 7. 6 3 %, N 1. 1 5 %であり、 こ の結果から、 一般式 ( 1 — 1 ) で表わされるスピロビラ ンユニッ トの含量は 3. 6モル%であった。
このポリマ一を実施例 1 と同様の手法により淡黄色薄 膜と した後、 3 5 0 付近の紫外光を 1分間照射すると 緑色フィ ルムに変化した。 その極大吸収波長 λ max は 6 9 3 nmであった。 この緑色フィ ルムは室温下で完全に 消色することはなく 、 着色状態を維持していた。 その着 色種固定化率は 3 1 %であった。
また、 上記固定化されて着色状態を維持している薄膜 に、 可視光線を照射したところ、 消色して紫外光照射前 の色彩に戻った。 更に、 紫外光による着色種の固定化及 び可視光線による消色のサイ クルは再現性をもって繰り 返し行う ことができた。
第 4図に、 上記緑色フ ルムの 28。Cにおける可視吸 収スぺク トルを示す。
実施例 7
参考例 7で得た 8—メタク リ 口キシメチル— 6—二 ト 口一 1 ' , 3' , 3 ' — ト リメチルスピロ 〔2 H— 1 — ベンゾチォピラン一 2, 2 ' 一イ ン ドリ ン〕 87 3mg (2. 0 0 mmol) を トルエン 2 0 ΙΠδに溶解し、 窒素雰囲 気下の暗所でこれに a, a ' ーァゾビスイソプチロニ ト リル 1 1 , 4 mg ( 0. 60 mmol) を加え 80。Cで 7 0時 間重合反応させた。 得られた黄色の反応液をメ タノール 1 0 οιπδに加えると黄色沈殿が析出した。 析出物を沪過 して単離し乾燥させて 0. 1 5 gの淡黄色重合体を得た。
このものは I R分析の結果エステル性カルボニル基が 1 7 3 3 cu 1 にシフ ト した他にニ トロ基 ( 1 5 2 1、 1 38 5 cnT 1 ) 及びチォピラン環 ( 1 64 5 cm- 1 ) に由来する吸収を有していた。 また G P C測定の結果は 単一ピークを与え、 数平均分子量 n - 1. 3 0 X
1 03 、 重量平均分子量 w - 1. 90 X 103 であつ た。 また元素分析値は C 6 5. 89 %、 H 5. 24 %、 N 6. 6 2 %であり これらの結果から原料スピロ ピラン 体の単独重合体と確認した。
このポリマーをジクロルメ タ ンに溶解し実施例 1 と同 様な手法で紫外線照射すると紫色系統の溶液に変色した。 この溶液に波長 5 0 0 n m以上の可視光を照射すると、 紫外光照射前の色彩に戻った。 更に、 紫外光による着色 及び可視光による消色のサイクルは再現性をもって繰返 し行う ことができた。 この溶液の極大吸収.波長; I max = 6 0 0 n mであり、 原料モノマーと比べて約 4 0 n m長 波長シフ ト していた。
比較例 1
ポリ メ タアク リル酸メチルに参考例 7で得た 8' ― メ タ ク リ ロキシメ チル一 6 ' —ニ ト ロ一 1, 3 , 3— ト リ メ チルス ピロ 〔イ ン ドリ ン一 2, 2 ' ( 2 ' H) -
1 ' 一ベンゾチォピラ ン〕 を 1 0モル%混合して得られ た組成物を実施例 1 と同様にして薄膜化し、 紫外光照射 した。 得られた紫色フ ィ ルムは 2 3 °Cで直ちに消色し、 6時間後の着色種固定化率は 7 %であった。
比較例 2
ポリ メ タアタ リル酸メチルに実施例 4で用いた 3 , 3 一ジメ チルー 8' —メ タク リ ロキシメ チルー 6 ' —二 ト 口 一 1 —ォク タデシルス ピロ 〔イ ン ドリ ン一 2 , 2 ' ( 2 ' H ) - 1 ' —ベンゾチォピラ ン〕 を 9. 5モル% 混合して得た組成物を実施例 1 と同様にして薄膜化し、 紫外光照射した。 得られた紫色フィ ルムは室温下で直ち に消色し、 一夜放置後の着色種固定化率はほぼ 0 %であ つた。
参考例 8
5 —ニ トロサリチルアルデヒ ド 1 2. O g及びクロル メチルメチルエーテル l o o maの混合物を氷浴上で冷却 しながら、 これに無水塩化アルミニウム 43. 9 gを少 量ずつ加え、 室温で 1 0分攪拌した後、 2 2時間加熱還 流した。 次に反応液を氷浴で冷却し、 これに水 2 0 0 ΐπβ をよく攪拌しながら加えると、 白色の結晶が析出した。 この白色結晶を取出し、 熱へキサンに溶解させて 過し た後、 母液を冷却することにより、 3—クロロメチル— 5—二 トロサリチルアルデヒ ドが無色針状晶として
14. 9 g得られた (収率 7 2 %) 。
H - NMR ( C D C 3 ) ; (5 p p m
4. 7 2 ( s , 2 H, — C H2 C H )
8. 5 6 ( s , 2 H, A r H)
1 0. 0 0 ( s , 1 H, C H O )
1 2. 1 0 ( s , 1 H, O H)
参考例 9
3—クロロメチル— 5—二 トロサリチルアルデヒ ド 10, 5 gを トルエン 1◦ omaに溶解させ、 これにメ タ ク リ ル酸銀 1 1. 4 gを加えた。 この混合物を 1 20 °C で 2. 5時間加熱した後、 室温まで冷却し、 生じた沈澱 物を沪別して除去した。 得られた トルエン溶液を減圧下 で濃縮することにより、 3—メ タク リ ロキシメチル一 5 —ニ トロサリチルアルデヒ ドが淡黄色粉末と して
1 2. 7 g得られた (収率 9 8 %) 。
H - NM R ( C D C 3 ) ; 5 p p m
2. 0 0 ( t , 3 H, C H 3 )
5. 34 ( s 2 H, C H2 - )
5. 6 7 ( t 1 H, ニル)
6. 2 2 (m H, ビニル)
8. 3 (m, 2 H, A r H)
1 0. 0 0 ( s , 1 H, C H 0 )
1 2 0 ( b r s , 1 H, O H)
参考例 1 0 .
2—メチルベンゾセレナゾ一ル 1 0, l gをクロロホ ルム 1 ◦ 0 ΙΠδに溶解させた後、 沃化メチル 1 0. 0 gを 加えてオートク レープ中で 8 0。Cで 5日間加熱した。 反 応で生じた結晶を沪別して取り出し、 エーテルで洗浄後 に乾燥すると、 沃化 2, 3 —ジメチルベンゾセレナゾリ ゥムが 1 6. 4 g生成していた (収率 94 %) 。
1 H - N M R (D 2 0 ) ; 5 p p m
3. 1 3 ( s , 3 H, 2 —メチル)
4. 6 ( s , 3 H, 3 一メチル) 7. 7 3 ( t , 1 H, A r H)
7. 83 ( d, 1 H, A r H)
8. 1 3 ( d , 1 H, A r H)
8. 1 5 ( t , 1 H, A r H) 参考例 1 1
3—メ タク リ ロキシメチルー 5一二トロサリチルアル デヒ ド 1 0. 6 g及び沃化 2, 3—ジメチルベンゾセレ ナゾリ ゥム 1 3. 6 gをメタノール 200 ΐπδに加え、 こ の混合物を加熱還流させながらこれにピぺリ ジン
34. 2 gをメ タノール 50 πιδに溶解させたものを少し ずつ滴下した。 27時間加熱還流を継続した後、 反応液 を室温まで冷却し、 生成した茶色結晶を分離すると、 8 ' —メ タク リ ロキシメチルー 3—メチル一 6' —二 ト 口一 1—セレナスピロ一 [2 H— 1 ' —べンゾピラン一 2, 2' —べンゾセレナゾリ ン] が 18. 0 g生成して いた (収率 1 00 %) 。
1 H - NMR (DMS 0) ; (5 p p m
1. 9 1 ( s , 3 H, メ タク リル一 C H3 )
4. 1 0 ( s , 3 H, N - C H3 )
5. 0 3 ( s , 2 H, - C H2 -)
5. 70 ( s , H, ニル)
6. 06 ( s , 1 H, ビニル) 7. 58 ( t, 1 H, 6一 H)
7. 7 1 ( t , 1 H, 5一 H)
7. 90 ( d , 1 H, 3' - H)
Q
O · π 1 r TJ Λ
U D 丄 J! , Xl
8. 1 7 ( d , 1 H, 7 ' 一 H)
8. 32 ( d , 1 H, 7一 H)
8. 53 ( d , 1 H, 4 ' - H)
8. 70 ( d , 1 H, 5' - H)
参考例 1 2
2—メチルベンゾセレナゾール 6. 1 7 gにォクタデ シルノヽ。ラクロ口ベンゼンスルホネー ト 1 9. 1 gを加え 1 3 CTCで 6時間加熱した。 反応で生成した結晶をエ ー テルで洗浄後に n—プロパノ一ルから再結晶し乾燥する と、 2—メチルー 3—ォクタデシルべンゾセレナゾリ ゥ ムノヽ °ラクロ口ベンゼンスルホネ ー ト力 1 2. 8 g得られ た (収率 6 5 %) 。
1 H - N M R ( C D C 3 ) ; ά p p m
0. 88 ( t , 3 Η, メチル)
1. 2 5 (m, 30 H, - C H 2 ^15)
1. 84 (qui , 2 H, - C H2 - C - N)
3. 27 ( s , 3 H, 2—メチル)
4. 68 ( t , 2 H , — C H2 - N) 7. 2— 8. 3· (m, 8 H, A r H)
参考例 1 3
3—メ タク リ ロキシメ チルー 5—ニ ト ロサリ チルアル デヒ ド 2. 07 g及び 2—メチル _ 3—ォクタデシルべ ンゾセレナゾリ ゥムノ、。ラクロ口ベンゼンスルホネー ト 5. O O gをメ タノール 80 πΐδに加え、 この混合物に、 ピぺリ ジン 0. 81 gをメ タノール 2 OmQに溶解した溶 液を室温で少量ずつ滴下した。 5時間加熱還流後反応液 を冷却した。 生成した紫色固体を 戸別し、 シリ カゲル力 ラムク ロマ トグラフィ ーによつて分離精製する ことによ り、 8' —メ タク リ ロキシメ チル一 6' —ニ ト ロ一 3— ォク タデシル一 1—セレナス ピロ一 〔2 Η— 1 ベン ゾピラ ン一 2, 2 ' —ベンゾセレナゾリ ン〕 4. 67 g を得た (収率 86 %) 。
1 H - NMR ( C D C 3 ) ; 5 p p m
0. 88 ( H, メ チル)
1. 23 (m, 30 H, -( C H 2 ^15)
1. 92 (qui , 2 H, — C H2 - C - N)
2. 03 ( s , 3 H, メ タク リ ル一 C H3 )
4. 46 ( t , 2 H, — C H2 - N)
5. 23 ( s , 2 H, — C H2 - A r )
5. 63 ( s , 1 H, ビニル) 6. 24 ( s , 1 H, ビニル)
7. 66 (br. d, 1 H, 4 ' - H)
8. 8 1 (br. s, 1 H, 3 ' H)
7. 2〜 8 (m, 6 H, A r H)
参考例 14
2, 5—ジメ チルベンゾセレナゾール 3. 96 gにォ ク タデシルパラク ロロベンゼンスルホネ一 ト 1 1. 5 g を加え、 1 30てで 6時間加熱した。 反応で生成した結 晶をエーテルで洗浄後に酢酸ェチルから再結晶し乾燥す る と、 2 , 5—ジメ チル一 3—ォク タデシルベンゾセレ ナゾリ ゥムパラ ク ロロベンゼンスルホネー トカ《 7. 42 g得られた (収率 6 1 %) 。
1 H - NMR ( C D C 3 ) ; 5 p p m
0. 88 ( t , 3 H, メチル)
1. 2 5 (m, 30 H, -6C H2 15)
1. 86 (qui , 2 H, — C H2 - C - N)
2. 58 ( s , 3 H, 5—メ チル)
3. 29 ( s, 3 H, 2—メ チル)
4. 67 ( t, 2 H, — C H2 - N)
7. 2— 8. 1 (m, 7 H, A r H)
参考例 1 5
3—メ 夕ク リ ロキシメ チル一 5—ニ ト ロサ リ チルアル デヒ ド 2. 83 g及び 2, 5—ジメ チルー 3—ォクタデ シルベンゾセレナゾリ ゥムノ、。ラク ロロベンゼンスルホネ ー ト 7. 00 gをメ タノール 80ΐπβに加え、 この混合物 に、 ピぺリ ジン 1. 1 1 gをメ タノール 2 OrnQに溶解し たものを室温で少量ずつ滴下した。 5時間加熱還流後、 反応液を冷却した。 生成した紫色固体を沪別し、 シリ カ ゲルカラムク ロマ ト グラフィ 一によつて分離精製する こ とにより、 8' —メ タク リ ロキシメ チルー 5—メ チル一 6 ' —ニ ト ロ一 3—ォク タデシルー 1—セレナス ピロ一 [ 2 H - 1 ' 一べンゾピラ ン一 2, 2' —ベンゾセレナ ゾリ ン〕 6. 65 gを得た (収率 88%) 。
1 H - NMR (C D C 3 ) ; 5 p p m
0. 88 ( t , 3 Hf メチル)
1. 25 (m, 30 H, - C H 2 ^15)
1. 0 (qui , 2 H, - C H2 - C - N)
2. 0 5 ( s, 3 H, メ タク リル一 C H3 )
2. 50 ( s , 3 H, C H3 - A r )
4. 44 ( t, 2 H, — C H2 - N)
5. 24 ( s, 2 H, — C H2 - A r )
5. 6 5 ( s , 1 H, ビニル)
6. 27 ( s , 1 H, ビニル)
7. 53 (br. d, 1 H, 4 ' H) 5
8. 80 (br. s, 1 H, 3 ' — H)
7. 3〜 7. 9 (m, 5 H, A. r H )
参考例 1 6
5—メ トキシ一 2—メ チルベンゾセレナゾール
5. 1 3 gにォク タデシルパラク ロロベンゼンスルホネ ー ト 1 1. 1 gを加え、 1 30°Cで 5時間加熱した。 反 応で生成した結晶をエーテルで洗浄後ベンゼンから再結 曰すると、 5—メ トキシー 2—メ チル一 3—才ク タデシ ノレべンゾセレナゾリ ゥムノ、。ラク ロ口ベンゼンスルホネ トが 9. 98 g得られた (収率 67 %) 。
1 H - N M R ( C D C 3 ) ; <5 p p m
0. 88 ( t , 3 Η, メチル)
1. 2 5 (m, 30 H, -6 C H 2 -15)
1. 84 (qui , 2 H, — C H2 - C - N)
3. 22 ( s , 3 H, 2—メ チル)
3. 94 ( s , 3 H , C H 3 O)
4, 64 ( t , 2 H, - C H2 - N)
7♦ 〜 8 (m, 7 H, A r H)
参考例 1 7
3—メ タ ク リ 口キシメ チル一 5—ニ トロサリ チルアル デヒ ド 2. 20 g及び 5—メ トキシ一 2—メ チル一 3— ォク タデシルベンゾセレナゾリ ゥムク ロ口ベンゼンスル ホネー ト 5. 5 7 gをメ タノール 80 ΐπβに加え、 この混 合物に、 ピぺリ ジン 0. 9 0 gをメ タノーノレ 2 0 inGに溶 解した溶液を室温で滴下した。 5時間加熱還流後、 反応 液を冷却した。 生成した紫色固体を沪別し、 シリ カゲル カラムクロマ トグラフィ ーによつて分離精製することに より、 8 , —メ タク リロキシメチルー 5—メ トキシー ら ' 一二卜 o — ォクタデシルー 1 —セレナスピロ一
C 2 H - 1 ' —ベンゾピラン一 2 , 2 ' —ベンゾセレナ ゾリ ン〕 4. 3 5 gを得た (収率 7 2 %) 。
1 H - N M R ( C D C 3 ) ; 5 p p m
0. 88 ( t , 3 H, メチル)
1. 2 5 (m, 3 0 H, C H 2 ^ 15)
1. 9 2 (qui , 2 H, 一 C H2 - C - N)
2. 0 3 ( s , 3 H, メタク リルー C H3 )
3. 9 1 ( s , 3 H, C H3 0)
4. 4 0 ( t , 2 H, - C H2 - N)
5. 2 3 ( s, 2 H, - C H2 -)
5. 6 2 ( s , 1 H, ビニル)
6. 24 ( s , 1 H, ビニル)
7. 5 9 (br. d, 1 H, 4 ' — H)
8. 7 9 (br. s, H, ' - H)
7. 0〜8. 0 (mf 5 H, A r H) 参考例 1 8
5 , 6 — ジメ トキシー 2 —メ チルベンゾセレナゾ一ル 5. 84 g にォクタデシルハ。ラク ロ口ベンゼンスルホネ ー ト 1 1. 2 gを加え、 1 3 0 °Cで 6時間加熱した。 反 応で生成した結晶をエーテルで洗浄後へキサン—ベンゼ ン混合溶媒から再結晶し、 乾燥することにより、 5 , 6 — ジメ トキシー 2 —メ チル一 3 —ォクタデシルべンゾセ レナゾリ ゥムノヽ。ラク ロ口ベンゼンスルホネー トを
1 0. 4 g得た (収率 6 5 %) 。
1 H - N M R ( C D C £ 3 ) ; <5 p p m
0. 8 8 ( t , 3 Η , メ チル)
1. 2 5 (m, 3 0 H , C H 2 ^- I 5)
1. 8 3 (qu i , 2 H , — C H 2 - C - N )
3. 0 9 ( s , 3 H , 2 —メ チル)
3. 9 8 ( s , 3 H , 5 — C H3 0又は
6 - C H 3 0 )
4. 0 3 ( s , 3 H , 6 - C H 3 0又は
5 - C H 3 0 )
4. 6 3 ( t , 2 H , — C H 2 - N )
7. 2 - 7. 9 (m, 6 H, A r H )
参考例 1 9
3 —メ タ ク リ ロキシメ チルー 5 —二 ト ロサリ チルアル デヒ ド 2. 36 g及び 5, 6—ジメ トキシ一 2—メ チル — 3—ォク タデシルベンゾセレナゾリ ゥムノ、。ラク ロ口べ ンゼンスルホネー ト 6. 24 gをメ タノール 80mSに加 え、 この混合物に、 ピぺリ ジン 0. 94 gをメ タノール 20 Ιϋδに溶解した液を室温で滴下した。 5時間加熱還流 後、 反応液を冷却した。 生成した紫色固体を沪別し、 シ リ 力ゲル力ラムクロマ ト グラフィ ーによつて分離精製す る ことにより、 8' —メ タク リ ロキンメチルー 5, 6 - ジメ トキシー 6' —ニ ト ロ一 3—ォク タデシルー セ レナス ピロー 〔2 H— 1 ' —ベンゾピラ ン一 2, 2' ― ベンゾセレナゾリ ン〕 5. 17 gを得た (収率 77%) 1 H - NMR ( C D C 3 ) ; 5 p p m
0. 87 ( t , 3 Η, メ チル)
1. 24 (m, 30 H, -6 C H 2 -15)
1. 2 (qui , 2 H, - C H2 - C - N)
2. 03 ( s , 3 H, メ タ ク リル一 C H3 )
3. 99 ( s , 3 H, 5 - C H3 O又は
6一 C H3 0)
4. 00 ( s, 3 H, 6 - C H3 O又は
5一 C H3 O)
4. 4 1 ( t , 2 H, - C H2 - N)
5. 1 9 ( s , 2 H, - C H2 - A r ) 5
5. 6 2 ( s, 1 H , ビニル)
6. 2 3 ( s , 1 Η, ビニル)
7. 5 2 (br. d, 1 H, 4 ' H)
8. 7 7 (br. s, 1 H, 3 ' - H)
6. 9— 8. 0 (m, 4 H, A r H)
実施例 8
参考例 1 1で得た 8' —メ タク リ ロキシメチル一 3— メチル一 6 ' —ニ ト ロ一 1 —セレナス ピロ一 〔 2 H— 1 ' —ベンゾピラン一 2 , 2 ' 一べンゾセレナゾリ ン〕 2 9 0 mg ( 0. 64 mmol) を、 窒素気流下で蒸留した N N—ジメチルホルムア ミ ド 3 0 ιπδに溶解させ、 これに乾 燥したメ タク リル酸メチル 3. 7 g (3 7. 0 ramol) を 加えた。 これに重合開始剤と して α , a ' ーァゾビスィ ソブチロニ ト リ ノレ 5 3mg (0. 3 2 mmol) を加え、 80 °Cで 4 5時間重合反応を行なった。 反応後の溶液にメ 夕 ノール 5 0 0 ϋΐβを滴下すると紫色固体が析出した。 析出 物をグラスフィ ルタ一で分離し乾燥させて 2. 80 gの 重合体を得た。
このものは下記物性より、 原料スピロピラン体とメ タ ク リ ル酸メチルとの共重合体であることを確認した。 I Rスぺク トルにおいて、 強いエステル性カルボニル基 ( 1 7 2 0〜 1 74 5 cm ) 及びニ トロ基 ( 1 54 5、 1 3 7 5 cm"1) に由来する吸収が認められる。 またこの ものは、 G P C測定 (溶媒 =テ トラ ヒ ドロフラ ン、 温度 4 0。C、 ポリスチレン換算) の結果単一ピークを示し、 数平均分子量 M n - 1. 86 X 1 04 、 重量平均分子量 Mw = 2. 3 1 X 1 ◦ 4 であった。 また元素分析値は、 C 58. 6 2 %、 H 7. 9 3 %、 N 1. 04 %であり、 この結果からこの重合体中の一般式 ( 1 — 2 ) で表わさ れるスピロ ピラ ンュニッ 卜の含量は 3. 0モル%である ことを確認した。
このポリマー 1 0 mgをベンゼン 2 mGに溶解させ、 石英 板上にキャス ト して、 紫色の薄膜を得た。 このものは初 め 5 68 nmに極大吸収を有していたが、 5 0 0 nm以上の 可視光を透過させるカツ トオフフィルタ一を装着した 5 0 0 w超高圧水銀灯を用いて可視光照射したところ、 先の極大吸収ピークは消失し、 無色透明フィ ルムとなつ た。 この無色フィ ルムは室温 ( 2 2 °C) で徐々に紫色に 着色した。 このとき、 消色種が熱着色する時の 1次速度 定数から算出した消色種の熱半減期 ( r l/2 ) は 3. 8 時間であり、 原料モノマ一 (ク ロ口ホルム溶液) の熱半 減期と比べて実に 2 9倍もの長寿命化が達成された。 ま たこのフィ ルムは室温において完全に着色することはな く 、 消色種固定化率 3 1 %で安定に固定化されて半消色 状態を維持した。 このことを示す可視吸収スペク トルを 第 5図に示す。 このフ ィ ルムは紫外光照射により着色種になり、 再度 可視光照射で無色 (消色種) に移行し、 引続き 2 2 Cに 放置すると 3 1 %の消色種固定化率で半消色状態を維持 するサイクルが繰返し行なえた。 但し、 ここで用いる消色種固定化率は下式のように定 義されるものである (以下の実施例でも同じ) 。 消色種固定化率 (%) =
(最高吸光度 -固定化時吸光度)
(最高吸光度 -消色時吸光度) x 10 こ こで、 「固定化時吸光度」 とは、 試験する試料にも よるが、 可視光照射から通常約 24時間程度経過後に、 吸光度の増加が実質的に認められなく なつた状態での極 大吸収波長での吸光度を指す。 また、 「消色時吸光度」 とは、 可視光を照射して消色させた直後の上記極大吸収 波長での吸光度を指す。 実施例 9 参考例 8〜 1 1の一般的手法に従い別途合成した 8' —メ タ ク リ ロキシメ チル一 5—メ トキシ一 3—メ チルー ら ' 一二 ト ロ一 1 -セ レナス ピロ一 〔2 H— 1 ' —ベン ゾピラ ン一 2, 2 ' 一べンゾセ レナゾリ ン〕 44 0 mg ( 0. 9 0 mmol) を、 窒素気流下で蒸留した N , N—ジ メチルホルムア ミ ド 40maに溶解させ、 これに乾燥した メ タク リル酸メチル 7. 0 g ( 7 0. O mmol) を加えた。 これに重合開始剤と して a , a ' —ァゾビスイソプチ口 二 ト リル 4 8 mg ( 0. 2 9 mmQl) を加え、 8 0。Cで 1 2 時間重合反応させた。 以下、 実施例 8と同様に処理を行 ない、 6. 4 5 gの紫色粉状重合体を得た。
このものは下記物性から、 原料スピロピラン体とメ タ ク リル酸メチルとの共重合体であることを確認した。 I Rスぺク トルにおいて、 強いエステル性カルボニル基
( 1 7 3 0〜 1 74 5 cnT1) 及びニ トロ基 ( 1 54 0、 1 3 5 5 cm"1) に由来する吸収が認められる。 またこの ものは、 G P C測定 (溶媒 =テ トラヒ ドロフラン、 温度 4 0 °C、 ポリスチレン換算) の結果単一ピークを示し、 数平均分子量 M n = 2. 1 7 X 1 04 、 重量平均分子量 Mw = 3. 4 5 X 1 04 であった。 また原料スピロビラ ンモノマーのクロ口ホルム溶液の; I max における吸光係 数 ( ε = 3 3 0 0 0 ) と上記生成重合体のそれ ( ε = 1 7 0 0 ) との比較から計算することにより この重合体中 の一般式 ( I 一 2 ) で表わされるスピロピラ ンュニッ 卜 の含量は 1. 1モル%であった。
このポリマーを実施例 8と同様な手法で紫色の薄膜と し、 5 ◦ 0 nm以上の可視光を照射すると、 初めに認めら れた 5 34 nmの極大吸収ピークは消失し無色透明フ ィ ル ムとなった。 このフ ィ ルムは室温で徐々に着色し、 2 1 °Cでの熱半減期 ( τ 1/2 ) は 6. 4時間であり、 原料モ ノ マ一 (ク ロ口ホルム溶液) の熱半減期と比べ実に 58 倍も長寿命化していた。
また、 半消色状態を維持している上記薄膜は、 紫外光 照射により、 着色して元の色彩に戻り、 再度可視光照射 によ り無色 (消色系) に移行し、 引き続き室温程度の温 度で放置すると半消色状態を維持するというサイクルが 繰り返し行う ことができた。
実施例 1 0
参考例 8〜 1 1の一般的手法に従い別途合成した 8' —メ タ ク リ ロキシ一 3, 5—ジメ チル一 6 ' —ニ ト ロ一 1 —セレナス ピロ一 〔2 H— 1 ' ―ベンゾピラ ン一 2 , 2 ' 一べンゾセレナゾリ ン〕 3 2 0 mg ( 0. 68 ramol) を、 窒素気流下で蒸留した N, N—ジメチルホルムア ミ ド 4 0 ΐηβに溶解させ、 これに乾燥したメ タク リル酸メチ ル 9. 5 g ( 5. 0 mmol) を加えた。 この混合物に重 合開始剤と して , a ' ーァゾビスイ ソプチロニ ト リ ル 4 1 mg ( 0. 2 5 mmol) を加え、 80 °Cで 1 1時間重合 反応させた。 反応液を実施例 8と同様-に処理すると 7. 23 gの紫色粉状重合体が得られた。
このものは下記物性から、 原料スピロピラ ン体とメ タ ク リル酸メ チルとの共重合体であることを確認した。 I Rスぺク トルにおいて、 強いエステル性カルボニル基 ( 1 732〜 1 740 cnT1) 及びニ トロ基 ( 1 528、 1 383 cm-1) に由来する吸収が認められる。 またこの ものは、 G P C測定 (溶媒 =テ トラ ヒ ドロフラ ン、 温度 40 °C. ポ リ スチレン換算) の結果単一ピークを示し、 数平均分子量 Mn = 2. 72 X 1 04 、 重量平均分子量 Mw = 4. 00 X 1 04 であった。 また元素分析値は、 C 58. 14 %、 H 8. 0 1 %、 N O. 78%であり、 この結果から、 この重合体中の一般式 ( 1 — 2) で表わ されるスピロピランユニッ トの含量は 2. 0モル%であ つた o
このポリマーを実施例 8と同様な手法で紫色の薄膜と し、 500 nm以上の可視光を照射すると、 初めに認めら れた 544 nmの極大吸収ピークは消失し、 無色透明フィ ルムとなった。 このフィ ルムは室温で徐々に着色し、 2 1 °Cでの熱半減期 ( て 1/2 ) は 6. 1時間であり、 原 料モノマ一 (ク ロ口ホルム溶液) の熱半減期と比べ 46 倍も長寿命化していた。
また、 半消色状態を維持している上記薄膜は、 紫外光 照射により、 着色して元の色彩に戻り、 再度可視光照射 により無色 (消色系) に移行し、 .引き続き室温程度の温 度で放置すると半消色状態を維持するというサイクルが 繰り返し行う ことができた。
実施例 1 1
8 ' ーメ タク リ ロキシメチル一 5—メ トキシー 3—メ チル— 6 ' —ニ ト ロ一 1 —セレナスピロ— C 2 H - 1 ' 一べンゾピラ ン一 2 , 2 ' —ベンゾセレナゾリ ン〕 3 1 8mg (0. 6 5mmol) を、 窒素気流下で蒸留した N N—ジメ チルホルムア ミ ド 3 0 Πΐδに溶解させ、 これに充 分脱気したスチレン 8. 0 5 g (7 7. 4 mmol) を加え た。 これに重合開始剤と してな, a ' ーァゾビスイ ソブ チロニ ト リノレ 1 5 6 nig ( 0. 9 5 mmol) を加え、 9 0。C で 4 2時間重合反応させた。 実施例 8と同様に処理を行 い、 2. 36 gの紫色粉状重合体を得た。
このものは、 下記物性か ¾原料ス ピロ ピラ ン体とスチ レンとの共重合体である ことを確認した。 G P C測定 (溶媒 =テ トラ ヒ ドロフラ ン、 温度 4 0。C、 ポ リ スチレ ン換算) の結果単一ピークを示し、 数平均分子量 M n = 5. 2 9 X 1 03 重量平均分子量 M w = 7. 4 3
1 03 であった。 またこのものは I Rスペク トルにおい て、 強いエステル性力ルボニル基 ( 1 7 3 5〜 1 748 cm"1) 及びニ ト ロ基 ( 1 5 2 0、 1 3 6 5 cm一1) に由来 する吸収が認められる。 また元素分析値は、 C 8 7. 4 7 %, H 7. 3 7 %、 N 1. 0 6 %であり、 この結果か らこの重合体中の一般式 ( I 一 2 ) で表わされるスピロ ピラ ンユニッ トの含量は 3. 6モル%であった。
このポ リ マー 1 0 mgをク ロロホルム 2 m に溶解し、
5 0 0 nm以上の可視光を照射すると、 初めに認められた 5 8 3 nmの極大吸収ピークは消失し、 無色の溶液となつ た。 この溶液は室温で徐々に紫色に着色し、 その熱半減 期 ( て 1/2 ) は 2 6. 4分であり、 原料モノマー (クロ 口ホルム溶液) の熱半減期と比べ、 4. 0倍長寿命化し ていた。
またこのポリマー溶液を石英板上にキヤス ト して得た 薄膜を実施例 8と同様に可視光照射すると無色透明にな つた。 このフィ ルムは、 室温で完全に着色することはな く 、 消色種固定化率 3 5 %で完全に固定化されて半消色 状態を維持した。 このことを示す可視吸収スペク トルを 第 6図に示す。
また、 半消色状態を維持している上記薄膜は、 紫外光 照射により、 着色して元の色彩に戻り、 再度可視光照射 により無色 (消色系) に移行し、 引き続き室温程度の温 度で放置すると半消色状態を維持するというサイクルが 繰り返し行う ことができた。
実施例 1 2
実施例 2で用いた 8' —メ タク リ ロキシメチルー 5— メ トキシー 3—メ チル一 6 ' —ニ トロ一 1 —セレナス ピ 口一 〔2 H— 1 ' —ベンゾピラ ン一 2 , 2 ' —ベンゾセ レナゾリ ン〕 4 7 7 mg (◦. 98mmol) を窒素気流下で 蒸留した N, N—ジメチルホルムア ミ ド 2 0 mQに溶解さ せ、 これに重合開始剤と して α , ' —ァゾビスイソブ チロニ ト リ ル 1 1 3 rag ( 0. 6 9 inmol) を加え 80でで 24時間重合反応を行った。 反応後に得られた溶液にメ 夕ノール 1 0 0 ΐϋδを加えると、 紫色沈殿が析出した。 こ のものを遠心分離して単離し、 乾燥させて 2 1 O mgの重 合体を得た。
このものは I R分析の結果エステル性カルボニル基の 吸収が 1 7 3 5 cm- 1 にシフ ト したほかにニ トロ基
( 1 5 3 2、 1 38 5 cm" 1 ) に由来する吸収を有して いた。 また G P C測定の結果は単一ピークを与え、 数平 均分子量 n = l . 8 5 X 1 03 、 重量平均分子量 Mw = 2. 21 X 1 03 であった。 また元素分析値は C 5 3. 87 %、 H 4. 04 %. N 5. 98%であり、 こ れらの結果から原料スピロビラ ン体の単独重合体と確認 した。 このポ リ マーのク ロ口ホルム溶液は室温 ( 2 0 °C) で 紫色に着色しており ス max == 5 7 5 nmであった。 この紫 色溶液に実施例 8と同様にして可視光を照射すると先の 極大吸収ピークは消失して無色の溶液となった。 この無 色溶液は室温で徐々に紫色に着色した。
実施例 1 3
8 ' ーメ タク リ ロキシメ チノレー 6 ' —二 ト ロー 3 —ォ ク タデシル一 1 ーセレナス ピロ一 〔 2 H— 1 ' —ベンゾ ピラ ン一 2 , 2 ' —ベンゾセレナゾリ ン〕 1 9 8 mg ( 0. 2 8 5 ol) を、 窒素気流下で蒸留した N, N - ジメチルホルムア ミ ド 3 O m0に溶解させ、 これに乾燥メ タク リ ル酸メ チル 5. 9 0 g ( 5 . 0 mmol) を加えた, これに重合開始剤と して a , a ' —ァゾビスイソブチロ 二 ト リル 4 7 nig ( 0. 2 9 mmol) を加え、 6 0。Cで 24 時間重合反応を行った。 反応後の溶液にメ タノール
500 meを滴下すると、 紫色固体が析出した。 析出物を グラスフ ィ ルターで分離し、 乾燥させて、 3. 20 gの 重合体を得た。
このものは下記物性より、 原料スピロ ピラ ン体とメ タ ク リル酸メチルとの共重合体であることを確認した。 I Rスぺク トルにおいて、 強いエステル性カルボニル基 ( 1 7 2 0〜 1 74 5 cnT 1 ) 、 ニ ト ロ基 ( 1 54 5、 1 37 5 cm- 1 ) 、 アルキル基 (29 20 cm— 1 ) に由 来する吸収が認められる。 またこのものは、 G P C測定 (溶媒 =テ トラヒ ドロフラ ン、 温度 40で、 ポリスチレ ン換算) の結果単一ピークを示し、 数平均分子量 n = 3. 7 X 1 04 、 重量平均分子量 w = 9. 4 X 1 04 であった。 また元素分析値は、 C 59. 04 %、 H
8. 02 %、 N O. 30 %であり、 この結果からこの重 合体中の一般式 ( 1 — 2) で表わされるスピロピランュ ニッ トの含量は 1. 1モル%であることを確認した。
このポリマー 1 0 をベンゼン 2ΐΠδに溶解させ、 石英 板上にキヤス ト して、 紫色の薄膜を得た。 このものは初 め 562 n mに極大吸収を有していたが、 500 n m以 上の可視光を透過させる力 ッ トオフフィ ルターを装着し た 500 w超高圧水銀灯を用いて可視光照射したところ、 先の極大吸収ピークは消失し、 無色透明フィ ルムとなつ た。 この無色フィ ルムは、 室温 ( 2 5 °C) で徐々に着色 したが、 完全に着色することはなく 、 消色種固定化率 6 1 %で安定に固定化されて半消色状態を維持した。 こ のことを示す可視吸収スぺク トルを第 7図に示す。
このフィ ルムは紫外光照射により着色種になり、 再度 可視光照射で無色 (消色種) に移行し、 引続き 2 5 Cに 放置すると 6 1 %の消色種固定化率で半消色状態を維持 するといぅサイクルが繰返し行なえた。
実施例 14
8 ' ーメ タク リ ロキシメチル一 5—メチル一 6 ' —二 トロー 3—ォクタデシル一 1ーセレナスピロ一 〔2 H— 1 ' —ベンゾピラ ン一 2, 2' —ベンゾセレナゾリ ン〕 2 0 0 mg ( 0. 28 2 mmol) を、 窒素気流下で蒸留した N, N—ジメチルホルムア ミ ド 3 0 ΐΠβに溶解させ、 これ に乾燥したメ タク リル酸メチル 5. 80 s ( 5 8. 0 ram ol) を加えた。 これに重合開始剤と して α: , a ' ーァゾ ビスイソプチロニ ト リル 4 6 rag ( 0. 28 mmol) を加え- 6 0てで 24時間重合反応を行った。 反応後の溶液にメ 夕ノール 50 0 mQを滴下すると、 紫色固体が析出した。 析出物をグラスフィ ルタ一で分離し、 乾燥させて、
3. 3 6 gの重合体を得た。
このものは下記物性より、 原料スピロピラ ン体とメ タ ク リル酸メチルとの共重合体であることを確認した。 I Rスぺク トルにおいて、 強いエステル性カルボニル基 ( 1 720〜 1 74 5 cm- 1 ) 、 ニ トロ基 ( 1 54 5、 1 3 7 5 cm- 1 ) 、 アルキル基 (2 9 2 0 cm- 1 ) に由 来する吸収が認められる。 またこのものは、 G P C測定 (溶媒-テ トラ ヒ ドロフラ ン、 温度 4 0。C、 ポ リ スチレ ン換算) の結果単一ピークを示し、 数平均分子量 π = 4. 4 x 1 04 、 重量平均分子量 Mw= 1 1. 9 x
1 04 であった。 また元素分析値は、 C 59. 04 %. H 7. 9 5 %、 N O. 30 %であり、 この結果からこの 重合体中の一般式 ( 1 — 2 で表わされるスピロピラン ユニッ トの含量は 1. 1モル%であることを確認した。
このポリマ一 1 Omgをベンゼン 2 mSに溶解させ、 石英 板上にキャス ト して、 紫色の薄膜を得た。 このものは初 め 56 1 n mに極大吸収を有していたが、 50 0 n m以 上の可視光を透過させる力ッ トオフフィ ルターを装着し た 500 w超高圧水銀灯を用いて可視先照射したところ、 先の極大吸収ピークは消失し、 無色透明フ ィ ルムとなつ た。 この無色フ ィ ルムは、 室温 (2 5。C) で徐々に着色 したが、 完全に着色することはなく 、 消色種固定化率 6 1 %で安定に固定化されて半消色状態を維持した。
このフィ ルムは紫外光照射により着色種になり、 再度 可視光照射で無色 (消色種) に移行し、 引続き 2 5てに 放置すると 6 1 %の消色種固定化率で半消色状態を維持 するといぅサイクルが繰返し行なえた。
実施例 1 5
8 ' —メ タク リ ロキンメ チル一 5—メ トキシ一 6' ― ニ ト ロ一 3—ォク タデシル一 1 —セレナス ピロ一 〔2 H - 1 ' 一べンゾピラ ン一 2 , 2 ' —べンゾセレナゾリ ン〕 2 0 6 mg ( 0. 284 mmol) を、 窒素気流下で蒸留した N, N—ジメチルホルムア ミ ド 3 0 ΙΠδに溶解させ、 これ に乾燥したメ タク リル酸メチル 6. 0 0 g (6 0. 0 mmol) を加えた。 これに重合開始剤と して , ' ーァ ゾビスイ ソプチロニ ト リノレ 4 7 mg ( 0. 2 9 mmo 1) を加 え、 6 ◦でで 24時間重合反応を行なった。 反応後の溶 液にメ タノール 5 0 0 ϋΐδを滴下すると、 紫色固体が析出 した。 析出物をグラスフィ ルタ一で分離し、 乾燥させて、 2. 68 gの重合体を得た。
このものは下記物性より、 原料スピロピラン体とメ タ ク リル酸メ チルとの共重合体であることを確認した。 I Rスぺク トルにおいて、 強いエステル性カルボニル基 ( 1 7 2 0〜 1 74 5 cu 1 ) 、 ニ ト ロ基 ( 1 542、 1 3 7 2 cm" 1 ) 、 アルキル基 (2 9 3 0 cnT 1 ) に由 来する吸収が認められる。 またこのものは、 G P C測定 (溶媒-テ トラ ヒ ドロフラ ン、 温度 4 0で、 ポ リ スチレ ン換算) の結果単一ピークを示し、 n = 4. 0 X
1 0 、 Mw= 8. 6 x 1 04 であった。 また元素分析 値は、 C 58. 78%. H 7. 78%, N O. 2 7 %で あり、 この結果からこの重合体中の一般式 ( I 一 2 ) で 表わされるスピロ ピラ ンユニッ トの含量は 1. ◦モル% であることを確認した。 このポリマー 1 O m gをベンゼン 2 mSに溶解させ、 石英 板上にキャス ト して、 紫色の薄膜を得た。 このものは初 め 5 6 1 n mに極大吸収を有していたが、 5 0 0 n m以 上の可視光を透過させる力ッ トォフフィ ルターを装着し た 5 0 O w超高圧水銀灯を用いて可視光照射したところ、 先の極大吸収ピークは消失し、 無色透明フィ ルムとなつ た。 この無色フ イ ルムは、 室温 (2 5。C ) で徐々に紫色 に着色した。 この時、 消色種が熱着色する時の 1次速度 定数から算出した消色種の熱半減期 (て 1/2 ) は
7 9 . 4 日であり、 原料モノマー (ク ロ口ホルム溶液) の熱半減期と比べて、 実に 4 5 7 0 0倍もの長寿命化が 達成された。 またこのフィ ルムは室温において完全に着 色することはなく 、 消色種固定化率 8 5 %で安定に固定 化されて半消色状態を維持した。
このフ ィ ルムは紫外光照射により着色種になり、 再度 可視光照射で無色 (消色種) に移行し、 引続き 2 5でに 放置すると 8 5 %の消色種固定化率で半消色状態を維持 するというサイクルが繰返し行なえた。
実施例 1 6
8 ' —メ タ ク リ ロキンメ チルー 5 , 6 —ジメ トキシー 6 ' —ニ ト ロ一 3 —ォク タデシルー 1 ーセレナス ピロ一 C 2 H - 1 ' 一べンゾピラ ン一 2 , 2 ' 一べンゾセレナ ゾリ ン〕 2 1 7 mg ( 0. 2 8 7 ol) を、 窒素気流下で 蒸留した N , N—ジメチルホルムア ミ ド 3 0 ΙΠδに溶解さ せ、 これに乾燥したメ タク リル酸メチル 6. 0 0 g
( 6 0. O mraol) を加えた。 これに重合開始剤と して , ' —ァゾビスイ ソプチロニ ト リル 4 8 rag ( 0. 2 9 mmol) を加え、 6 0 °Cで 24時間重合反応を行なった。 反応後の溶液にメ タノール 5 0 O maを滴下すると、 紫色 固体が析出した。 析出物をグラスフ ィ ルターで分離し、 乾燥させて、 3. 1 3 gの重合体を得た。
このものは下記物性より、 原料ス ピロ ピラ ン体とメ タ ク リル酸メチルとの共重合体であることを確認した。 I Rスぺク トルにおいて、 強いエステル性カルボニル基 ( 1 7 3 0〜 1 74 5 cnT 1 ) 及びニ トロ基 ( 1 54 5、 1 3 7 0 cm" 1 ) に由来する吸収が認められる。 またこ のものは、 G P C測定 (溶媒-テ トラ ヒ ドロフラ ン、 温 度 4 0 °C、 ポ リ スチレン換算) の結果単一ピークを示し、 M n = 3. 8 X 1 04 . Mw = 8. 8 x l 04 であった。 また元素分析値は、 C 5 8. 8 9 %、 H 7. 9 4 %、 N 0. 2 9 %であり、 この結果からこの重合体中の一般式 ( I - 2 ) で表わされるスピロ ピラ ンュニッ トの含量は 1. 1 モル%であることを確認した。
このポリマー 1 O mgをベンゼン 2 ΐπβに溶解させ、 石英 板上にキャス ト して、 紫色の-薄膜を得た。 このものは初 め 5 4 0 n mに極大吸収を有していたが、 5 0 0 n rn以 上の可視光を透過させるカツ トオフフィ ルターを装着し た 5 0 0 w超高圧水銀灯を用いて可視光照射したところ、 先の極大吸収ピークは消失し、 無色透明フィ ルムとなつ た。 この無色フィ ルムは、 室温 (2 5 °C ) で徐々に紫色 に着色したが完全に着色することはなく 、 消色種固定化 率 7 6 %で安定に固定化されて半消色状態を維持した。
このフ ィ ルムは紫外光照射により着色種になり、 再度 可視光照射で無色 (消色種) に移行し、 引続き 2 5てに 放置すると 7 6 %の消色種固定化率で半消色状態を維持 するといぅサイクルが繰返し行なえた。

Claims

請求の範囲 ( a ) —般式
Figure imgf000074_0001
C H 3 し H 3
\ /
〔式中、 Wは一 C 一 又は一 S e—を示す。 R1 は 炭素数 1〜 20のアルキル基又はァラルキル基を示 す。 R2 、 R3 、 R4 及び R5 は、 同一又は異なつ て、 水素原子、 炭素数 1〜 6のアルキル基、 ァ リー ル基、 ァラルキル基、 炭素数 1〜 5のアルコキシ基 ハロゲン原子、 シァノ基、 ト リ ク ロロメ チル基、 ト リフルォロメチル基又はニトロ基を示す。 R 6 及び R7 は、 同一又は異なって、 水素原子、 炭素数 1〜 6のアルキル基、 ァ リール基、 ァラルキル基、 ハロ ゲン原子、 シァノ基又はニトロ基を示す。 Xは酸素 原子又は硫黄原子を示す。 但し、 Wが C H 3 C H 3
\ /
一 c 一 の場合 Xは硫黄原子を示す。 〕 で表わされる構造単位◦ 0 0 1〜 1 0 0モル%及び
( b ) 一般式
Y
I
-(C H2 — C (H)
I
Z
〔式中、 Yは水素原子またはメチル基を示し、 Zは力 ルボキシル基、 アルコキシカルボニル基、 シァノ基 力ルバモイル基、 N, N— ジメ チルカルバモイル基 ァセ トキシ基、 フエニル基又はメ チルフエ二ル基を 示す。 〕 で表わされる構造単位◦〜 9 9. 9 9 9モル%を含む ことを特徵とする高分子スピロどラ ン化合物。 一般式
( I 一 1 )
Figure imgf000075_0001
— CH2
CH 〔式中、 R 1 、 R2 、 R3 、 R4 、 R5 、 R 6 及び
R7 は、 請求の範囲第 1項におけると同じ意味を有 する。 :)
で表される構造単位◦. 00 1〜 1 00モル%と一般 式
Y
I
-^C H2 - C - ( Π )
I
Ζ
〔式中、 Υ及び Ζは、 請求の範囲第 1項におけると同 じ意味を有する。 〕
で表される構造単位 0〜 9 9. 9 9 9モル%を含む請 求の範囲第 1項に記載の化合物。
③ ゲル透過ク口マ トグラフィ ー (G P C) 法 (溶媒 = テ トラ ヒ ドロフラ ン、 温度 = 40で、 ポ リスチレン換 算) による数平均分子量が 1 X 1 03 〜: L X 1 0 6 程 度であり、 同 G P C法による重量平均分子量が 1 X 1 03 〜 1 X 1 06 程度である請求の範囲第 2項に記 載の化合物。
④ ゲル透過ク口マ トグラフィ 一 (G P C) 法 (溶媒 = テ トラ ヒ ドロフラ ン、 温度 = 40。C、 ポ リ スチレ ン換 算) による数平均分子量が 5 1 03 〜 3 x l 05 程 度であり、 同 G P C法による重量平均分子量が 5 X 1 03 〜 5 x 1 05 程度である請求の範囲第 2項に記 載の化合物。
⑤ 一般式 ( I 一 1 ) の構造単位のみからなる単独重合 体である請求の範囲第 2項に記載の化合物。
⑥ 一般式 ( I — 1 ) の構造単位を 0. 0 0 1〜 50モ ル%程度及び一般式 (Π) の構造単位を 50〜
9 9. 9 9 9モル%程度含有する請求の範囲第 2項に 記載の化合物。
⑦ 一般式 ( I — 1 ) の構造単位を 0. 0 1〜 2 5モル %程度及び一般式 (Π) の構造単位を 7 5〜
9 9. 99モル%程度含有する請求の範囲第 2項に記 載の化合物。
⑧ 一般式 ( I — 1 ) の構造単位を 0. 1〜: L 0モル% 程度及び一般式 (Π) の構造単位を 9 0〜 9 9. 9モ ル%程度含有する請求の範囲第 2項に記載の化合物。
⑨ 一般式 ( I — 1 ) において、 1 が炭素数 1〜 20 のアルキル基であり、 R2 、 R3 、 及び R5 が同 —又は異なって、 水素原子、 メ チル基、 ェチル基、 フ ェニル基、 メ トキシフエ二ル基、 メ トキシ基、 ェトキ シ基、 フッ素原子、 塩素原子、 臭素原子、 シァノ基又 はニ トロ基であり、 R 6 及び R 7 が同—又は異なって 水素原子、 メチル基、 ェチル基、 フヱニル基又はナフ チル基である請求の範囲第 2項に記載の化合物。
⑩ 一般式 ( I _ 1 ) において、 R 1 が炭素数 1〜 20 のアルキル基であり、 R2 、 R3 、 R4 及び R5 が同 —又は異なって、 水素原子、 フヱニル基、 メ トキシ基、 塩素原子、 臭素原子、 シァノ基又はニ トロ基であり、 R 6 及び R7 が同一又は異なつて、 水素原子、 フエ二 ル基又はナフチル基である請求の範囲第 2項に記載の 化合物。
⑪ 一般式 ( I — 1 ) において、 R 1 が炭素数 1〜 18 のアルキル基であり、 R2 、 R3 、 R4 、 R5 、 R 6 及び R7 が水素原子である請求の範囲第 2項に記載の 化合物。
© 一般式 (Π) において、 Yがメチル基であり、 Z力《 メ トキシカルボニル基であるか、 または Yが水素原子 であり、 Zがフヱニル基である請求の範囲第 2項に記 載の化合物。
⑬ 一般式 (Π) において、 Yがメチル基であり、 Zが メ トキシカルボニル基である請求の範囲第 2項に記載 の化合物。
⑭ 一般式 (Π) において、 Yが水素原子であり、 Zが フェニル基であるである請求の範囲第 2項に記載の化 合物。 般式
R2
( 1 - 2)
Figure imgf000079_0001
C一 C H2 -
I
C H3
〔式中、 R 1 、 R2 、 R3 、 R4 、 R5 、 R 6 、 R7 及び は、 請求の範囲第 1項におけると同じ意味を 有する。 〕
で表される構造単位 0. ◦ 0 1〜 1 0 0モル%と一般 式
Y C H 2 - C^- (Π)
Z
〔式中、 Υ及び Ζは、 請求の範囲第 1項におけると同 じ意味を有する。 〕 で表される構造単位 0〜 9 9. 9 9 9モル%を含む請 求の範囲第 1項に記載の化合物。
⑩ ゲル透過ク口マ トグラフィ ー (G P C) 法 (溶媒 = テ トラ ヒ ドロフラ ン、 温度 = 4 0。C、 ポ リスチレン換 算) による数平均分子量が 1 X 1 03 〜: L X 1 0 6 程 度であり、 同 G P C法による重量平均分子量が 1 X
1 03 〜 2 X 1 06 程度である請求の範囲第 1 5項に 記載の化合物。
⑰ ゲル透過ク口マトグラフィー (G P C) 法 (溶媒- テ トラ ヒ ドロフラ ン、 温度 = 40。C、 ポ リ スチレン換 算) による数平均分子量が 5 X 1 03 〜 3 x l 05 程 度であり、 同 G P C法による重量平均分子量が 5 X
1 03 〜 5 X 1 05 程度である請求の範囲第 1 5項に 記載の化合物。
⑬ 一般式 ( I 一 2) の構造単位のみからなる単独重合 体である請求の範囲第 1 5項に記載の化合物。
⑲ 一般式 ( I — 2) の構造単位を 0. 00 1〜 50モ ル%程度及び一般式 (Π) の構造単位を 50〜
99. 999モル%程度含有する請求の範囲第 1 5項 に記載の化合物。
⑳ 一般式 ( I — 2 ) の構造単位を 0. 0 1〜 2 5モル %程度及び一般式 (Π) の構造単位を 7 5〜
9 9. 9 9モル%含有する請求の範囲第 1 5項に記載 の化合物。
⑳ 一般式 ( I — 2) の構造単位を 0. 1〜 1 0モル% 程度及び一般式 (Π) の構造単位を 90〜 9 9. 9モ ル%含有する請求の範囲第 1 5項に記載の化合物。
® 一般式 ( I — 2 ) において、 R 1 が炭素数 1〜 20 のアルキル基であり、 R2 、 Rs 、 R 及び R5 が同 —又は異なって、 水素原子、 メチル基、 ェチル基、 フ ェニル基、 メ トキシフエ二ル基、 メ トキシ基、 ェ トキ シ基、 フッ素原子、 塩素原子、 臭素原子、 シァノ基又 はニ トロ基であり、 R 6 及び R 7 が同一又は異なつて、 水素原子、 メチル基、 ェチル基、 フヱニル基又はナフ チル基である請求の範囲第 1 5項に記載の化合物。
© —般式 ( I — 2 ) において、 R 1 が炭素数 1〜 2◦ のアルキル基であり、 R2 、 R3 、 R4 及び R5 が同 —又は異なって、 水素原子、 フユニル基、 メ トキシ基、 塩素原子、 臭素原子、 シァノ基又はニ トロ基であり、 R 6 及び R7 が同一又は異なって、 水素原子、 フエ二 ル基又はナフチル基である請求の範囲第 1 5項に記載 の化合物。
© —般式 ( I 一 2 ) において、 R 1 が炭素数 1〜 2◦ のアルキル基であり、 R2 及び R5 が水素原子であり、 R3 が水素原子又は炭素数 1〜 5のアルコキシ基であ り、 R4 が水素原子、 炭素数 1〜 5のアルコキシ基又 は炭素数 1〜 6のアルキル基であり、 Xが酸素原子で ある請求の範囲第 1 5項に記載の化合物。
Θ —般式 ( 1 — 2) において、 Ri がメチル基又はォ クタデシル基であり、 R2 、 R3 、 R5 、 R 6 及び R7 が水素原子であり、 R4 が水素原子、 メチル基又 はメ トキシ基であり、 Xが酸素原子である請求の範囲 第 1 5項に記載の化合物。
㊣ 一般式 (Π) において、 Yがメチル基であり、 Zが メ トキシカルボニル基であるか、 または Yが水素原子 であり、 Zがフヱニル基である請求の範囲第 1 5項に 記載の化合物。
@ 一般式 (Π) において、 Yがメチル基であり、 Zが メ トキシカルボニル基である請求の範囲第 1 5項に記 載の化合物。
㉙ 一般式 (π) において、 γが水素原子であり、 τが フエニル基であるである請求の範囲第 1 5項に記載の 化合物。
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