JP3248768B2 - Spiropyran compounds and photochromic materials - Google Patents
Spiropyran compounds and photochromic materialsInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、太陽光もしくは水銀灯
の光のような紫外線を含む光で無色から着色もしくは濃
色した形態に変化し、その変化が可逆的で優れた耐久性
を示す新規なスピロピラン化合物に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a novel dye which changes from colorless to colored or darkened by light containing ultraviolet rays such as sunlight or light from a mercury lamp, and the change is reversible and shows excellent durability. Spiropyran compounds.
【0002】[0002]
【従来の技術】フォトクロミズムとは、ここ数年来注目
をひいてきた現象であって、ある化合物に太陽光あるい
は水銀灯の光のような紫外線を含む光を照射すると速や
かに色が変わり、光の照射をやめて暗所におくと元の色
にもどる可逆作用のことである。2. Description of the Related Art Photochromism is a phenomenon that has attracted attention in recent years. When a compound is irradiated with light containing ultraviolet rays such as sunlight or light from a mercury lamp, the color changes rapidly, and the light irradiation is performed. It is a reversible action that returns to the original color when it is stopped and placed in a dark place.
【0003】この性質を有する化合物は、フォトクロミ
ック化合物と呼ばれ従来から色々な化合物が合成されて
きたが、その構造には特別な共通の骨格は認められな
い。A compound having this property is called a photochromic compound, and various compounds have been conventionally synthesized, but no special common skeleton is recognized in the structure.
【0004】特開平3−11075号公報には、ベンゾ
ピラン環やナフトピラン環の2位の位置にビシクロ
〔3.3.1〕9−ノニリデン基が結合したスピロピラ
ン化合物が記載されている。これらのスピロピラン化合
物は、常温またはそれよりも幾分高い温度領域(10〜
40℃)において、紫外線の照射により無色から黄〜オ
レンジ色に発色し、また、発色した状態から無色の状態
へ短時間で戻り、優れたフォトクロミック性を有する化
合物である。JP-A-3-11075 describes a spiropyran compound in which a bicyclo [3.3.1] 9-nonylidene group is bonded to the 2-position of a benzopyran or naphthopyran ring. These spiropyran compounds have a temperature range of room temperature or slightly higher (10 to 10).
(40 ° C.), the compound develops a color from colorless to yellow to orange upon irradiation with ultraviolet light, returns from the colored state to a colorless state in a short time, and has excellent photochromic properties.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、スピロ
ピラン化合物のフォトクロミック性をさらに向上させる
こと、および優れたフォトクロミック性を有するスピロ
ピラン化合物を収率よく合成することについてさらに研
究を重ねた。その結果、上記したスピロピラン化合物の
ベンゾピラン環やナフトピラン環の2位の位置に2−ビ
シクロ〔3.3.1〕9−ノネニリデン基が結合した構
造とすることによって、発色濃度が向上し、しかも合成
収率が向上することを見出し、本発明を提案するに至っ
た。The present inventors have further studied to further improve the photochromic properties of spiropyran compounds and to synthesize spiropyran compounds having excellent photochromic properties in good yield. As a result, by forming a structure in which a 2-bicyclo [3.3.1] 9-nonenylidene group is bonded to the 2-position of the benzopyran ring or naphthopyran ring of the above spiropyran compound, the coloring density is improved, and the synthesis is further improved. The inventors have found that the yield is improved, and have come to propose the present invention.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、一般式
(I)That is, the present invention provides a compound represented by the general formula (I):
【0007】[0007]
【化4】 Embedded image
【0008】〔但し、[However,
【0009】[0009]
【化5】 Embedded image
【0010】は、置換若しくは非置換の2−ビシクロ
〔3.3.1〕9−ノネニリデン基であり、Is a substituted or unsubstituted 2-bicyclo [3.3.1] 9-nonenylidene group,
【0011】[0011]
【化6】 Embedded image
【0012】は、置換若しくは非置換の芳香族炭化水素
基又は置換若しくは非置換の不飽和複素環基であり、R
1及びR2は、夫々、同種又は異種の水素原子、アルキル
基、アラルキル基、アリール基又は置換アミノ基であ
る。〕で示されるスピロピラン化合物である。Is a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group or a substituted or unsubstituted unsaturated heterocyclic group;
1 and R 2 are the same or different hydrogen atoms, alkyl groups, aralkyl groups, aryl groups or substituted amino groups, respectively. ] Is a spiropyran compound represented by the formula:
【0013】上記一般式〔I〕中、In the above general formula [I],
【0014】[0014]
【化7】 Embedded image
【0015】で示される基は、2−ビシクロ〔3.3.
1〕9−ノネニリデン基The group represented by the formula is 2-bicyclo [3.3.
1] 9-nonenylidene group
【0016】[0016]
【化8】 Embedded image
【0017】もしくは置換基で置換された2−ビシクロ
〔3.3.1〕9−ノネニリデン基を表す。その置換基
の具体例としては、例えば、ヒドロキシ基;メチルアミ
ノ基、ジエチルアミノ基等の置換アミノ基;メトキシ
基、エトキシ基、tert−ブトキシ基等の炭素数1〜
4のアルコキシ基;ベンジルオキシ基等の炭素数7〜1
5のアラルコキシ基;フェノキシ基、1−ナフトキシ基
等の炭素数6〜14のアリールオキシ基;メチル基、エ
チル基、t−ブチル基等の炭素数1〜4の低級アルキル
基;フッ素、塩素、シュウ素等のハロゲン原子;シアノ
基;カルボキシル基;エトキシカルボニル基等の炭素数
2〜10のアルコキシカルボニル基;トリフルオロメチ
ル基等の炭素数1または2のハロゲン置換アルキル基;
ニトロ基;フェニル基、トリル基等のアリール基;ベン
ジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基等のア
ラルキル基等が挙げられ、また、これらの置換基は1置
換体として含まれるもののみならず、2置換以上の複数
個の置換基を有する多置換体として含まれてもよく、さ
らには多置換体における置換基は同種であっても異種で
あっても何ら支障はなく、置換基の位置については目的
あるいは用途に応じて変えられる。Or a 2-bicyclo [3.3.1] 9-nonenylidene group substituted by a substituent. Specific examples of the substituent include, for example, a hydroxy group; a substituted amino group such as a methylamino group and a diethylamino group; and a C1-C1 group such as a methoxy group, an ethoxy group, and a tert-butoxy group.
An alkoxy group having 4 to 7 carbon atoms such as a benzyloxy group;
An aryloxy group having 6 to 14 carbon atoms such as a phenoxy group and 1-naphthoxy group; a lower alkyl group having 1 to 4 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group and a t-butyl group; fluorine, chlorine, A halogen atom such as sulfur; a cyano group; a carboxyl group; an alkoxycarbonyl group having 2 to 10 carbon atoms such as an ethoxycarbonyl group; a halogen-substituted alkyl group having 1 or 2 carbon atoms such as a trifluoromethyl group;
A nitro group; an aryl group such as a phenyl group or a tolyl group; an aralkyl group such as a benzyl group, a phenylethyl group or a phenylpropyl group, and the like. It may be included as a multi-substituted compound having a plurality of substituents having two or more substituents. Further, the substituents in the multi-substituted product may be the same or different without any problem. Can be changed according to the purpose or use.
【0018】前記一般式(I)中、In the above general formula (I),
【0019】[0019]
【化9】 Embedded image
【0020】で示される基は、置換若しくは非置換の芳
香族炭化水素基又は置換若しくは非置換の不飽和複素環
基である。芳香族炭化水素基をより具体的に例示する
と、ベンゼン環、ナフタレン環、フェナントレン環、ア
ントラセン環などのベンゼン環1個もしくは2〜4個の
縮合環、または、これらにアルキル基が置換したトルエ
ン、キシレン等の炭素数6〜14の芳香族炭化水素環か
ら誘導される2価の基を挙げることができる。また、上
記の芳香族炭化水素基にアルコキシ基、水酸基、ニトロ
基、シアノ基、トリフルオロメチル基、置換アミノ基、
ハロゲン原子、または、チェニル基、フリル基若しくは
ピロリル基等の複素環基が1個または2個以上置換した
置換芳香族炭化水素基を挙げることができる。また、The group represented by is a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group or a substituted or unsubstituted unsaturated heterocyclic group. More specific examples of the aromatic hydrocarbon group include a benzene ring, a naphthalene ring, a phenanthrene ring, one or two to four fused rings of a benzene ring such as an anthracene ring, or toluene substituted with an alkyl group, Examples thereof include a divalent group derived from an aromatic hydrocarbon ring having 6 to 14 carbon atoms such as xylene. Further, the above-mentioned aromatic hydrocarbon group alkoxy group, hydroxyl group, nitro group, cyano group, trifluoromethyl group, substituted amino group,
Examples thereof include a substituted aromatic hydrocarbon group in which one or two or more heterocyclic groups such as a halogen atom, a phenyl group, a furyl group, and a pyrrolyl group are substituted. Also,
【0021】[0021]
【化10】 Embedded image
【0022】で示される上記の不飽和複素環基として
は、酸素、イオウ、窒素原子を含む5員環、6員環また
はこれらにベンゼン環が縮合した炭素数4〜10の複素
環基を挙げることができる。具体的には、ピリジン環、
キノリン環、ピロリン環等の含窒素複素環;フラン環お
よびベンゾフラン環等の含酸素複素環;チオフェン環お
よびベンゾチオフェン環等の含イオウ複素環から誘導さ
れる2価の基を挙げることができる。さらに、これらの
不飽和複素環基に、前記した芳香族炭化水素基の説明で
述べた置換基が置換した置換不飽和複素環基も、本発明
において何ら制限なく採用される。Examples of the unsaturated heterocyclic group represented by the above include a 5- or 6-membered ring containing oxygen, sulfur and nitrogen atoms or a heterocyclic group having 4 to 10 carbon atoms in which a benzene ring is condensed to these. be able to. Specifically, a pyridine ring,
Examples include divalent groups derived from nitrogen-containing heterocycles such as quinoline ring and pyrroline ring; oxygen-containing heterocycles such as furan and benzofuran rings; and sulfur-containing heterocycles such as thiophene and benzothiophene rings. Further, substituted unsaturated heterocyclic groups obtained by substituting these unsaturated heterocyclic groups with the substituents described in the description of the aromatic hydrocarbon group described above are also employed without limitation in the present invention.
【0023】さらに、前記一般式(I)中、R1及びR2
で示される基は、夫々、同種又は異種の水素原子、アル
キル基、アラルキル基、アリール基、又は置換アミノ基
である。上記のアルキル基は、特に限定されないが、一
般には炭素数1〜20、好ましくは1〜6のアルキル基
が好適に使用される。アラルキル基のアルキル基は、一
般に炭素数1〜10、好ましくは1〜4のものが好適で
ある。これらアルキル基およびアラルキル基をより具体
的に例示すると、メチル基、エチル基、プロピル基、ブ
チル基、ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロ
ピル基、フェニルブチル基等である。また、アリール基
としては、炭素数6〜10のものが好適であり、例え
ば、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基等
が好適である。Further, in the general formula (I), R 1 and R 2
Are respectively the same or different hydrogen atoms, alkyl groups, aralkyl groups, aryl groups, and substituted amino groups. The alkyl group is not particularly limited, but generally an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, preferably 1 to 6 carbon atoms is suitably used. The alkyl group of the aralkyl group generally has 1 to 10, preferably 1 to 4 carbon atoms. More specific examples of the alkyl group and the aralkyl group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a benzyl group, a phenylethyl group, a phenylpropyl group, and a phenylbutyl group. As the aryl group, one having 6 to 10 carbon atoms is preferable, and for example, a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, a naphthyl group and the like are preferable.
【0024】さらに、前記一般式〔I〕中、R1及びR2
で示される置換アミノ基は、一般式Further, in the general formula [I], R 1 and R 2
The substituted amino group represented by the general formula
【0025】[0025]
【化11】 Embedded image
【0026】または、Or
【0027】[0027]
【化12】 Embedded image
【0028】で示される。ここでR3、R4で示される基
は、R3とR4の内いずれか一方が水素原子で他はアルキ
ル基であるか、又は、それぞれ同一又は異なったアルキ
ル基を示す。該アルキル基としては、特に限定されない
が、具体的には、上記したアルキル基の例と同様な基を
採用することができる。さらに、R5は、テトラメチレ
ン基、ペンタメチレン基などの炭素数3〜6のアルキレ
ン基; −CH2O(CH2)3− などの炭素数3〜6のオキシ
アルキレン基;−CH2SCH2CH2−、−CH2S(C
H2)3−、−CH2CH2SCH2CH2−などの炭素数3
〜6のチオアルキレン基; などの炭素数3〜6のアゾアルキレン基等が好適に採用
される。## EQU2 ## Here group represented by R 3, R 4 are either the other in either one of R 3 and R 4 are hydrogen atoms is an alkyl group, or shows the same or different alkyl groups. The alkyl group is not particularly limited, but specifically, the same groups as those described above for the alkyl group can be employed. R 5 is an alkylene group having 3 to 6 carbon atoms such as a tetramethylene group or a pentamethylene group; An oxyalkylene group having 3 to 6 carbon atoms, such as —CH 2 O (CH 2 ) 3 —; —CH 2 SCH 2 CH 2 —, —CH 2 S (C
H 2 ) 3 —, —CH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 —, etc.
6 to 6 thioalkylene groups; An azoalkylene group having 3 to 6 carbon atoms, such as, for example, is suitably employed.
【0029】本発明において好適なスピロピラン化合物
を具体的に例示すれば、次のような化合物を挙げること
ができる。Specific examples of suitable spiropyran compounds in the present invention include the following compounds.
【0030】1)スピロ(2ービシクロ(3.3.1)
ノネン−9,2′−(2H)ベンゾ(h)クロメン) 2)スピロ(2ービシクロ(3.3.1)ノネン−9,
2′−(2H)ベンゾ(f)クロメン) 3)4′ーメチルスピロ(2ービシクロ(3.3.1)
ノネン−9,2′−(2H)ベンゾ(f)クロメン) 4)3′ーメチルスピロ(2ービシクロ(3.3.1)
ノネン−9、2′−(2H)ベンゾ(f)クロメン) 5)4′−ピロリジノスピロ(2−ビシクロ(3.3.
1)ノネン−9,2′−(2H)ベンゾクロメン) 6)7′−エチル−5′−メトキシ−4′−モルホリノ
スピロ(2−ビシクロ(3.3.1)ノネン−9,2′
−(2H)ベンゾクロメン) 7)4′−ジエチルアミノ−5−ジメチルアミノスピロ
(2−ビシクロ(3.3.1)ノネン−9,2′−(2
H)ベンゾ(f)クロメン) 8)5′−クロロ−4′−(1,3−チアゾリノ)−7
−メトキシスピロ(2−ビシクロ(3.3.1)ノネン
−9,2′−(2H)ベンゾ(f)クロメン) 9)4′−(4−メチルピペラジノ)スピロ(2−ビシ
クロ(3.3.1)ノネン−9,2′−(2H)イソキ
ノ(3,4−e)ピラン) 10)5,8,8−トリメチルスピロ(2−ビシクロ
(3.3.1)ノネン−9,2′−(2H)ピリド
(3,2−e)ピラン) 11)8′−シアノスピロ(2−ビシクロ(3.3.
1)ノネン−9,2′−(2H)クロメン) 12)7′−フェニルスピロ(2−ビシクロ(3.3.
1)ノネン−9,2′−(2H)ベンゾ(h)クロメ
ン) 13)7′−フェニル−5−クロロスピロ(2−ビシク
ロ(3.3.1)ノネン−9,2′−(2H)クロメ
ン) 14)スピロ(2−ビシクロ(3.3.1)ノネン−
9,2′−(2H)ピリド(6,5−b)クロメン) 15)5,7,7−トリメチルスピロ(2−ビシクロ
(3.3.1)ノネン−9,2′−(2H)ジベンゾ
(f,h)クロメン) 16)10′−エトキシ−5,7,7−トリメチル−
7′−ニトロスピロ(2−ビシクロ(3.3.1)ノネ
ン−9,2′−(2H)ベンゾ(h)クロメン) 17)5,7,7−トリメチル−7′−トリフルオロメ
チル−10′−ペンチルスピロ(2−ビシクロ(3.
3.1)ノネン−9,2′−(2H)ベンゾ(h)クロ
メン) 18)5,8′−ジフェニルスピロ(2−ビシクロ
(3.3.1)ノネン−9,2′−(2H)ベンゾ
(f)クロメン) 19)7ーチエニルスピロ(2ービシクロ(3.3.
1)ノネン−9,2′−(2H)チエニルベンゾ(h)
クロメン) 20)5ートリフルオロメチルー10′−n−プロポキ
シスピロ(2−ビシクロ(3.3.1)ノネン−9,
2′−(2H)ピリド(2,3−h)クロメン) 21)5−シアノ−7′−フラニルスピロ(2ービシク
ロ(3.3.1)ノネン−9,2′−(2H)(ベンゾ
(h))クロメン) 22)5−ブチル−7−フルオロ−6′−ブロモ−8′
−ヒドロキシスピロ(2−ビシクロ(3.3.1)ノネ
ン−9,2′−(2H)ベンゾ(f)クロメン) 23)7′−ジメチルアミノ−5−ベンジルスピロ(2
ービシクロ(3.3.1)ノネン−9,2′−(2H)
ベンゾ(h)クロメン) 24)5−エチル−8−エトキシスピロ(2−ビシクロ
(3.3.1)ノネン−9,2′−(2H)(ベンゾ
(b)チエノ(3,2−e)ピラン) 25)スピロ(2−ビシクロ(3.3.1)ノネン −
9,2′−(2H)メチルピロロ(3,2−e)ピラ
ン) 26)4′−ベンジルスピロ(2−ビシクロ(3.3.
1)ノネン−9,2′−(2H)キノ(4,3−e)ピ
ラン) 27)8′−シアノ−4′−n−ブチルスピロ(2−ビ
シクロ(3.3.1)ノネン−9,2′−(2H)クロ
メン) 28)4′−フェニルスピロ(2−ビシクロ(3.3.
1)ノネン−9,2′−(2H)ピリド(3,2−e)
ピラン) 29)3′−n−プロピルスピロ(2−ビシクロ(3.
3.1)ノネン−9,2′−(2H)ベンゾ(f)クロ
メン) 30)3′−(2−フェニルエチル)スピロ(2−ビシ
クロ(3.3.1)ノネン−9,2′−(2H)ベンゾ
(f)クロメン) 本発明の上記した一般式(I)で示される化合物は、一
般に常温常圧で無色、あるいは淡黄色の固体または粘稠
な液体として存在し、次の(イ)〜(ハ)のような手段
で確認できる。 (イ)プロトン核磁気共鳴スペクトル(H1−NMR)
を 測定することにより、分子中に存在するプロトンの
種類と個数を知ることができる。すなわち、δ7〜8.
5ppm付近にアロマティックなプロトンに基づくピー
ク、δ1.2〜2.5ppm付近および5.3〜5.7
ppm付近に2−ビシクロ〔3.3.1〕9−ノネニリ
デン基に由来するプロトンに基づく幅広いピーク、
R1、R2が水素原子であるときにはδ5.5〜7.0p
pm付近にアルケンのプロトンに基づくピークが現れ
る。また、それぞれのδピーク強度を相対的に比較する
ことにより、それぞれの結合基のプロトンの個数を知る
ことができる。1) Spiro (2-bicyclo (3.3.1)
Nonene-9,2 '-(2H) benzo (h) chromene) 2) spiro (2-bicyclo (3.3.1) nonene-9,
2 '-(2H) benzo (f) chromene) 3) 4'-methylspiro (2-bicyclo (3.3.1)
Nonene-9,2 '-(2H) benzo (f) chromene) 4) 3'-methylspiro (2-bicyclo (3.3.1)
Nonene-9,2 '-(2H) benzo (f) chromene) 5) 4'-Pyrrolidinospiro (2-bicyclo (3.3.
1) Nonene-9,2 '-(2H) benzochromene 6) 7'-Ethyl-5'-methoxy-4'-morpholinospiro (2-bicyclo (3.3.1) nonene-9,2'
-(2H) benzochromene) 7) 4'-diethylamino-5-dimethylaminospiro (2-bicyclo (3.3.1) nonene-9,2 '-(2
H) Benzo (f) chromene) 8) 5'-chloro-4 '-(1,3-thiazolino) -7
-Methoxyspiro (2-bicyclo (3.3.1) nonene-9,2 '-(2H) benzo (f) chromene) 9) 4'-(4-Methylpiperazino) spiro (2-bicyclo (3.3. 1) Nonene-9,2 '-(2H) isoquino (3,4-e) pyran) 10) 5,8,8-Trimethylspiro (2-bicyclo (3.3.1) nonene-9,2'- (2H) pyrido (3,2-e) pyran) 11) 8'-cyanospiro (2-bicyclo (3.3.
1) Nonene-9,2 '-(2H) chromene) 12) 7'-phenylspiro (2-bicyclo (3.3.
1) Nonene-9,2 '-(2H) benzo (h) chromene 13) 7'-Phenyl-5-chlorospiro (2-bicyclo (3.3.1) nonene-9,2'-(2H) chromene 14) Spiro (2-bicyclo (3.3.1) nonene-
9,2 '-(2H) pyrido (6,5-b) chromene 15) 5,7,7-trimethylspiro (2-bicyclo (3.3.1) nonene-9,2'-(2H) dibenzo (F, h) chromene) 16) 10'-ethoxy-5,7,7-trimethyl-
7'-nitrospiro (2-bicyclo (3.3.1) nonene-9,2 '-(2H) benzo (h) chromene) 17) 5,7,7-trimethyl-7'-trifluoromethyl-10' -Pentylspiro (2-bicyclo (3.
3.1) Nonene-9,2 '-(2H) benzo (h) chromene 18) 5,8'-Diphenylspiro (2-bicyclo (3.3.1) nonene-9,2'-(2H) Benzo (f) chromene) 19) 7-thienylspiro (2-bicyclo (3.3.
1) Nonene-9,2 '-(2H) thienylbenzo (h)
Chromene) 20) 5-trifluoromethyl-10'-n-propoxyspiro (2-bicyclo (3.3.1) nonene-9,
2 '-(2H) pyrido (2,3-h) chromene 21) 5-cyano-7'-furanylspiro (2-bicyclo (3.3.1) nonene-9,2'-(2H) (benzo (h )) Chromene) 22) 5-Butyl-7-fluoro-6'-bromo-8 '
-Hydroxyspiro (2-bicyclo (3.3.1) nonene-9,2 '-(2H) benzo (f) chromene) 23) 7'-dimethylamino-5-benzylspiro (2
-Bicyclo (3.3.1) nonene-9,2 '-(2H)
Benzo (h) chromene) 24) 5-Ethyl-8-ethoxyspiro (2-bicyclo (3.3.1) nonene-9,2 '-(2H) (benzo (b) thieno (3,2-e) Pyran) 25) Spiro (2-bicyclo (3.3.1) nonene-
9,2 '-(2H) methylpyrrolo (3,2-e) pyran) 26) 4'-benzylspiro (2-bicyclo (3.3.
1) Nonene-9,2 '-(2H) quino (4,3-e) pyran) 27) 8'-Cyano-4'-n-butylspiro (2-bicyclo (3.3.1) nonene-9, 2 '-(2H) chromene) 28) 4'-phenylspiro (2-bicyclo (3.3.
1) Nonene-9,2 '-(2H) pyrido (3,2-e)
Pyran) 29) 3'-n-propylspiro (2-bicyclo (3.
3.1) Nonene-9,2 '-(2H) benzo (f) chromene 30) 3'-(2-phenylethyl) spiro (2-bicyclo (3.3.1) nonene-9,2'- (2H) Benzo (f) chromene The compound represented by the above general formula (I) of the present invention generally exists as a colorless or pale yellow solid or viscous liquid at normal temperature and normal pressure, and has the following (A) ) To (c). (A) Proton nuclear magnetic resonance spectrum (H 1 -NMR)
By measuring, the type and number of protons present in the molecule can be known. That is, δ7-8.
A peak based on an aromatic proton around 5 ppm, around δ 1.2 to 2.5 ppm and 5.3 to 5.7.
a broad peak around 2 ppm based on a proton derived from a 2-bicyclo [3.3.1] 9-nonenylidene group;
When R 1 and R 2 are hydrogen atoms, δ 5.5 to 7.0 p
A peak based on the alkene proton appears near pm. Further, by comparing the respective δ peak intensities, the number of protons of each bonding group can be known.
【0031】(ロ)元素分析によって炭素、水素、窒
素、イオウ、ハロゲンの各重量%を求めることができ
る。さらに、認知された各元素の重量%の和を100か
ら減ずることにより、酸素の重量%を算出することがで
きる。従って、相当する生成物の組成を決定することが
できる。(B) By elemental analysis, the respective weight percentages of carbon, hydrogen, nitrogen, sulfur and halogen can be determined. Further, the weight% of oxygen can be calculated by subtracting the sum of the recognized weight% of each element from 100. Thus, the composition of the corresponding product can be determined.
【0032】(ハ)13C−核磁気共鳴スペクトル(13C
−NMR)を測定することにより、分子中に存在する炭
素の種類を知ることができる。δ27〜52ppm付近
に2−ビシクロ〔3.3.1〕9−ノネニリデン基の炭
素に由来するピーク、R1およびR2がアルキル基である
場合にはδ15〜35ppm付近にアルキル基の炭素に
基づくピーク、δ110〜150ppm付近に芳香族炭
化水素基又は不飽和複素環基の炭素に基づくピークが現
われる。(C) 13 C nuclear magnetic resonance spectrum ( 13 C
-NMR), the type of carbon present in the molecule can be known. A peak derived from the carbon of the 2-bicyclo [3.3.1] 9-nonenylidene group at about δ27 to 52 ppm, and based on the carbon of the alkyl group at about δ15 to 35 ppm when R 1 and R 2 are alkyl groups. A peak based on the carbon of the aromatic hydrocarbon group or unsaturated heterocyclic group appears at around δ110 to 150 ppm.
【0033】本発明の一般式(I)で示される化合物の
製造方法は、特に限定されず如何なる合成法によって得
ても良い。一般に好適に採用される代表的な方法を以下
に説明する。The method for producing the compound represented by the general formula (I) of the present invention is not particularly limited, and may be obtained by any synthetic method. A typical method that is generally preferably used will be described below.
【0034】下記の一般式(II)The following general formula (II)
【0035】[0035]
【化13】 Embedded image
【0036】(式中、(Where:
【0037】[0037]
【化14】 Embedded image
【0038】は、一般式(I)と同様である。)で示さ
れる化合物と一般式(III)Is the same as in the general formula (I). ) And a compound of the general formula (III)
【0039】[0039]
【化15】 Embedded image
【0040】(式中、(Where:
【0041】[0041]
【化16】 Embedded image
【0042】は、置換若しくは非置換の2−ビシクロ
〔3.3.1〕9−ノネニリデン基である。)で示され
る化合物とを第1アミン又は第2アミンの存在下に反応
させることによって、前記一般式(I)中のR1又はR
2が水素原子又は置換アミノ基であり、少なくとも一方
は置換アミノ基である化合物を得ることができる。Is a substituted or unsubstituted 2-bicyclo [3.3.1] 9-nonenylidene group. ) In the presence of a primary or secondary amine to give R 1 or R in the above general formula (I).
A compound in which 2 is a hydrogen atom or a substituted amino group and at least one is a substituted amino group can be obtained.
【0043】上記一般式(II)で示される化合物と一般
式(III)で示される化合物との反応は、次のようにし
て行われる。これらの2種の混合物の反応比率は、広い
範囲から採用されるが、一般には1:10〜10:1
(モル比)の範囲から選択される。反応温度は、通常0
〜200℃が好ましく、溶媒としては、極性非プロトン
溶媒、例えば、N−メチルピロリドン、ジメチルホルム
アミド、トルエン、ベンゼン、テトラヒドロフラン等が
使用される。この反応に於いては、N−エチルアミン、
N−プロピルアミン等の第1アミン又はピロリジン、ピ
ペリジン、モルホリン等の第2アミンに代表される縮合
剤が一般式(II)で示される化合物1モルに対して通常
0.1〜10モルの範囲で使用され、反応中生成する水
を取り除くことによって反応を完結させることができ
る。水を取り除く方法としては、ディーン−スタークの
装置を使って、水を反応系外へ取り除く方法と、反応系
内に塩化カルシウム、酸化カルシウム、塩化亜鉛等の脱
水剤を添加しておき、これらの脱水剤によって系内に生
じる水を取り除く方法があり、いずれの方法を採用して
もよい。The reaction between the compound represented by the general formula (II) and the compound represented by the general formula (III) is carried out as follows. The reaction ratio of these two mixtures can be employed from a wide range but is generally from 1:10 to 10: 1.
(Molar ratio). The reaction temperature is usually 0
To 200 ° C., and a polar aprotic solvent such as N-methylpyrrolidone, dimethylformamide, toluene, benzene, tetrahydrofuran or the like is used as the solvent. In this reaction, N-ethylamine,
A condensing agent represented by a primary amine such as N-propylamine or a secondary amine such as pyrrolidine, piperidine or morpholine is usually in the range of 0.1 to 10 mol per mol of the compound represented by the general formula (II). The reaction can be completed by removing water generated during the reaction. As a method of removing water, a method of removing water to the outside of the reaction system using a Dean-Stark apparatus, and a method of adding a dehydrating agent such as calcium chloride, calcium oxide, zinc chloride, etc. There is a method of removing water generated in the system by a dehydrating agent, and any method may be adopted.
【0044】この反応により下記式(IV)By this reaction, the following formula (IV)
【0045】[0045]
【化17】 Embedded image
【0046】〔但し、[However,
【0047】[0047]
【化18】 Embedded image
【0048】及びAnd
【0049】[0049]
【化19】 Embedded image
【0050】は、一般式(I)と同様である。〕で示さ
れるクロマノン化合物が得られる。そして、さらに上記
の反応を続けると前記一般式(I)に於いて、R1又は
R2の少くとも一方が置換アミノ基である下記式(V)Is the same as in the general formula (I). Is obtained. When the above reaction is further continued, the following formula (V) in which at least one of R 1 and R 2 is a substituted amino group in the general formula (I)
【0051】[0051]
【化20】 Embedded image
【0052】〔但し、[However,
【0053】[0053]
【化21】 Embedded image
【0054】及びAnd
【0055】[0055]
【化22】 Embedded image
【0056】は、一般式(I)と同じであり、R1及び
R2は、夫々、同種又は異種の水素原子又は置換アミノ
基であり、少くとも一方は置換アミノ基である。〕で示
される化合物が得られる。Is the same as in the general formula (I), and R 1 and R 2 are the same or different hydrogen atoms or substituted amino groups, respectively, and at least one is a substituted amino group. Is obtained.
【0057】前記一般式(I)に於いて、R1及びR2の
いずれもが水素原子である化合物は、上記(IV)で示さ
れるクロマノン化合物を水素化ホウ素ナトリウムや水素
化リチウムアルミニウムなどの還元剤と反応させて、下
記式In the above general formula (I), the compound in which both R 1 and R 2 are hydrogen atoms can be obtained by replacing the chromanone compound represented by the above (IV) with sodium borohydride, lithium aluminum hydride or the like. After reacting with a reducing agent, the following formula
【0058】[0058]
【化23】 Embedded image
【0059】〔但し、[However,
【0060】[0060]
【化24】 Embedded image
【0061】及びAnd
【0062】[0062]
【化25】 Embedded image
【0063】は、一般式(I)と同じである。〕で示さ
れるクロマノール化合物を得て、次いで、無水硫酸銅な
どの脱水剤を用いて脱水することにより下記式Is the same as in the general formula (I). Is obtained, and then dehydrated with a dehydrating agent such as anhydrous copper sulfate to obtain the following formula
【0064】[0064]
【化26】 Embedded image
【0065】〔但し、[However,
【0066】[0066]
【化27】 Embedded image
【0067】及びAnd
【0068】[0068]
【化28】 Embedded image
【0069】は、一般式(I)と同様である。〕で示さ
れる化合物が得られる。Is the same as in the general formula (I). Is obtained.
【0070】前記一般式(I)に於いて、R1がアルキ
ル基、アラルキル基、アリール基である化合物は、上記
式(IV)で示されるクロマノン化合物をハロゲン化アル
キルマグネシウムやアルキルリチウムなどの有機金属化
合物と反応させて、下記式In the general formula (I), the compound in which R 1 is an alkyl group, an aralkyl group or an aryl group is obtained by converting the chromanone compound represented by the above formula (IV) to an organic compound such as an alkyl magnesium halide or an alkyl lithium. Reaction with metal compound, the following formula
【0071】[0071]
【化29】 Embedded image
【0072】〔但し、[However,
【0073】[0073]
【化30】 Embedded image
【0074】及びAnd
【0075】[0075]
【化31】 Embedded image
【0076】は、一般式(I)と同様であり、R1は、
アルキル基、アラルキル基、アリール基である。〕で示
されるクロマノール化合物を得て、次いで、無水硫酸銅
などの脱水剤を用いて脱水することにより、下記式Is the same as in the general formula (I), and R 1 is
An alkyl group, an aralkyl group, and an aryl group. Is obtained, and then dehydrated using a dehydrating agent such as anhydrous copper sulfate to obtain the following formula
【0077】[0077]
【化32】 Embedded image
【0078】〔但し、[However,
【0079】[0079]
【化33】 Embedded image
【0080】及びAnd
【0081】[0081]
【化34】 Embedded image
【0082】は、一般式(I)と同様であり、R1は、
アルキル基、アラルキル基、アリール基である。〕で示
される化合物が得られる。Is the same as in the general formula (I), and R 1 is
An alkyl group, an aralkyl group, and an aryl group. Is obtained.
【0083】また、前記一般式(I)に於いて、R2が
アルキル基、アラルキル基、アリール基である化合物
は、上記(IV)で示される化合物をハロゲン化アルキ
ル、ハロゲン化アリール、ハロゲン化アラルキルと反応
させて、下記式(VI)In the general formula (I), the compound in which R 2 is an alkyl group, an aralkyl group or an aryl group can be obtained by converting the compound represented by the above (IV) into an alkyl halide, an aryl halide or a halogenated aryl. Reaction with aralkyl, the following formula (VI)
【0084】[0084]
【化35】 Embedded image
【0085】〔但し、[However,
【0086】[0086]
【化36】 Embedded image
【0087】及びAnd
【0088】[0088]
【化37】 Embedded image
【0089】は、一般式(I)と同様であり、R2は、
アルキル基、アラルキル基、アリール基である。〕で示
されるクロマノン化合物を得て、前記したのと同様に還
元剤で還元し、さらに脱水剤を用いて脱水することによ
り、下記式Is the same as in the general formula (I), and R 2 is
An alkyl group, an aralkyl group, and an aryl group. Is obtained, reduced with a reducing agent in the same manner as described above, and further dehydrated with a dehydrating agent, thereby obtaining the following formula
【0090】[0090]
【化38】 Embedded image
【0091】〔但し、[However,
【0092】[0092]
【化39】 Embedded image
【0093】及びAnd
【0094】[0094]
【化40】 Embedded image
【0095】は、一般式(I)と同様であり、R2は、
アルキル基、アラルキル基、アリール基である。〕で示
される化合物が得られる。さらに、上記(VI)で示され
るクロマノン化合物を前記としたのと同様にハロゲン化
アルキルマグネシウムなどの有機金属化合物と反応さ
せ、次いで脱水剤を用いて脱水することにより、下記式Is the same as in the general formula (I), and R 2 is
An alkyl group, an aralkyl group, and an aryl group. Is obtained. Further, the chromanone compound represented by the above (VI) is reacted with an organometallic compound such as an alkylmagnesium halide in the same manner as described above, followed by dehydration using a dehydrating agent, whereby the following formula is obtained.
【0096】[0096]
【化41】 Embedded image
【0097】〔但し、[However,
【0098】[0098]
【化42】 Embedded image
【0099】及びAnd
【0100】[0100]
【化43】 Embedded image
【0101】は一般式(I)と同様であり、R1及びR2
は、夫々同種又は異種のアルキル基、アラルキル基、ア
リール基である。〕で示される化合物が得られる。Is the same as in formula (I), and R 1 and R 2
Is the same or different alkyl group, aralkyl group and aryl group, respectively. Is obtained.
【0102】本発明の上記一般式(I)で示されるスピ
ロピラン化合物は、トルエン、クロロホルム、テトラヒ
ドロフラン等の一般の有機溶媒に良く溶ける。このよう
な溶媒に一般式(I)で示されるスピロピラン化合物を
溶かしたとき、一般に溶液はほぼ無色透明であり、太陽
光あるいは紫外線を照射すると発色あるいは濃色にすみ
やかに変化し、光を遮断すると速やかに元の無色にもど
る良好な可逆的なフォトクロミック作用を呈する。この
ような一般式(I)の化合物におけるフォトクロミック
作用は、高分子固体マトリックス中でも起こり、可逆ス
ピードは秒のオーダーで起こる。かかる対象となる高分
子マトリックスとしては、本発明の一般式(I)で示さ
れるスピロピラン化合物が均一に分散するものであれば
よく、光学的に好ましくは、例えばポリアクリル酸メチ
ル、ポリアクリル酸エチル、ポリメタクリル酸メチル、
ポリメタクリル酸エチル、ポリスチレン、ポリアクリロ
ニトリル、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミ
ド、ポリ(2−ヒドロキシエチルメタクリレート)、ポ
リジメチルシロキサン、ポリカーボネート、ポリ(アリ
ルジグリコールカーボネート)などのポリマー、あるい
はこれらのポリマーを形成するモノマー相互または該モ
ノマーと他のモノマーとを共重合してなるポリマーなど
が好適に用いられる。The spiropyran compound represented by the above general formula (I) of the present invention is well soluble in general organic solvents such as toluene, chloroform and tetrahydrofuran. When a spiropyran compound represented by the general formula (I) is dissolved in such a solvent, the solution is generally almost colorless and transparent, and rapidly changes to a color or a dark color when irradiated with sunlight or ultraviolet light, and when light is blocked. It exhibits a good reversible photochromic action that quickly returns to its original colorless state. Such a photochromic action in the compound of the general formula (I) also occurs in a polymer solid matrix, and the reversible speed occurs on the order of seconds. The target polymer matrix may be any one in which the spiropyran compound represented by the general formula (I) of the present invention is uniformly dispersed. Optically preferred are, for example, polymethyl acrylate and polyethyl acrylate. , Polymethyl methacrylate,
Polymers such as polyethyl methacrylate, polystyrene, polyacrylonitrile, polyvinyl alcohol, polyacrylamide, poly (2-hydroxyethyl methacrylate), polydimethylsiloxane, polycarbonate, poly (allyl diglycol carbonate), or monomers forming these polymers Polymers obtained by copolymerizing the monomers or the monomers and other monomers are preferably used.
【0103】本発明のスピロピラン化合物はフォトクロ
ミック材として広範囲に利用でき、例えば、銀塩感光材
に代る各種の記憶材料、複写材料、印刷用感光体、陰極
線管用記録材料、レーザー用感光材料、ホログラフィー
用感光材料などの種々の記録材料として利用できる。そ
の他、本発明のスピロピラン化合物を用いたフォトクロ
ミック材は、フォトクロミックレンズ材料、光学フィル
ター材料、ディスプレイ材料、光量計、装飾などの材料
としても利用できる。例えば、フォトクロミックレンズ
に使用する場合には、均一な調光性能が得られる方法で
あれば特に制限がなく、具体的に例示するならば、本発
明のフォトクロミック材を均一に分散してなるポリマー
フィルムをレンズ中にサンドウィッチする方法、あるい
は、この化合物を、例えばシリコーンオイル中に溶解し
て150〜200℃で10〜60分かけてレンズ表面に
含浸させ、さらにその表面を硬化性物質で被覆し、フォ
トクロミックレンズにする方法などがある。さらに、上
記ポリマーフィルムをレンズ表面に塗布し、その表面を
硬化性物質で被覆し、フォトクロミックレンズにする方
法なども考えられる。The spiropyran compound of the present invention can be widely used as a photochromic material. For example, various memory materials, copying materials, photoreceptors for printing, recording materials for cathode ray tubes, photosensitive materials for lasers, holographic materials, in place of silver salt photosensitive materials. It can be used as various recording materials such as photosensitive materials for use. In addition, the photochromic material using the spiropyran compound of the present invention can be used as a material for a photochromic lens material, an optical filter material, a display material, a light meter, a decoration, and the like. For example, when used in a photochromic lens, there is no particular limitation as long as uniform light control performance can be obtained, and specifically, a polymer film obtained by uniformly dispersing the photochromic material of the present invention. Or a method of sandwiching this in a lens, or dissolving this compound in, for example, silicone oil, impregnating the lens surface at 150 to 200 ° C. for 10 to 60 minutes, and further coating the surface with a curable substance; There is a method of forming a photochromic lens. Further, a method of applying the above polymer film to the lens surface and coating the surface with a curable substance to form a photochromic lens is also conceivable.
【0104】このようなフォトクロミックレンズに使用
する場合、常温付近で太陽光によって濃く発色するフォ
トクロミック材が好ましい。このようなフォトクロミッ
クレンズに好ましい化合物は、前記一般式(I)中、When used in such a photochromic lens, a photochromic material that develops a strong color with sunlight at around normal temperature is preferable. Preferred compounds for such a photochromic lens are those represented by the general formula (I):
【0105】[0105]
【化44】 Embedded image
【0106】が、ナフタレン環、フェナントレン環、ピ
リジン環およびキノリン環から誘導される2価の基であ
る化合物である。就中、R1及びR2がともに水素原子で
ある化合物は特に濃く発色し、しかも退色速度が早いと
いう特長を有する。Is a compound which is a divalent group derived from a naphthalene ring, a phenanthrene ring, a pyridine ring and a quinoline ring. In particular, a compound in which both R 1 and R 2 are hydrogen atoms has a feature that it develops a particularly deep color and has a high fading speed.
【0107】また、前記した一般式(I)中のR1又は
R2の各置換基を選択することにより、一般式(I)の
化合物の退色速度を変えることができる。例えば、R1
及びR2がアルキル基の場合、恐らく、その発色状態の
トランス型をとりにくくなる為だと思われるが、早い退
色速度が得られる。又、R1が置換アミノ基の場合は、
発色状態のトランス型が共鳴によって安定化され、濃い
発色濃度が得られる反面、退色速度が少し遅くなるとい
う傾向がある。これらのR1及びR2の各置換基は、目的
に応じて任意に選択することができる。Further, by selecting each substituent of R 1 or R 2 in the general formula (I), the discoloration rate of the compound of the general formula (I) can be changed. For example, R 1
When R 2 and R 2 are an alkyl group, it is likely that the trans-form of the color-developing state is hardly obtained, but a high fading speed can be obtained. When R 1 is a substituted amino group,
The trans-form in the color-developed state is stabilized by resonance, and a high color-developed density is obtained, but the fading speed tends to be slightly reduced. These substituents of R 1 and R 2 can be arbitrarily selected depending on the purpose.
【0108】[0108]
【発明の効果】本発明のスピロピラン化合物は、ベンゾ
ピラン環やナフトピラン環の2位の位置に2−ビシクロ
〔3.3.1〕9−ノネニリデン基が結合しているため
に、従来の化合物よりも濃く発色する。また、本発明の
スピロピラン化合物を合成する場合にも、従来の化合物
よりも収率が向上するために、製造面でも有利である。The spiropyran compound of the present invention has a 2-bicyclo [3.3.1] 9-nonenylidene group bonded to the 2-position of the benzopyran ring or naphthopyran ring, and thus has a higher effect than conventional compounds. It develops a deep color. Further, also when synthesizing the spiropyran compound of the present invention, the yield is improved as compared with the conventional compounds, which is advantageous in terms of production.
【0109】[0109]
【実施例】以下、実施例によって本発明をさらに詳細に
説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもの
ではない。The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to these examples.
【0110】実施例1 1−ヒドロキシ−2−アセトナフトン10g(0.05
4mol)と2−ビシクロ〔3.3.1〕ノネン−9−
オン8.16g(0.06mol)とピロリジン8g
(0.113mol)とをトルエン300ccに溶解し
た溶液を調製した。この混合物を10時間沸騰させ、水
を分離した。反応終了後、トルエンを減圧下で除去し、
残ったクロマノン化合物をアセトンで結晶化させた。次
いで、このクロマノン化合物をメタノール200ccに
溶解させ、水素化ホウ素ナトリウムを徐々に添加して、
クロマノール化合物にした。このクロマノール化合物1
2.8gを二酸化炭素気流中で無水硫酸銅4.5gと共
に150〜160℃で10分間加熱し、茶色の粘稠な液
体をシリカゲル上でのクロマトグラフィーにより精製す
ることにより、下記式のスピロピラン化合物11.2g
を得た。Example 1 10 g of 1-hydroxy-2-acetonaphthone (0.05 g)
4 mol) and 2-bicyclo [3.3.1] nonene-9-
8.16 g (0.06 mol) and 8 g of pyrrolidine
(0.113 mol) was dissolved in 300 cc of toluene to prepare a solution. The mixture was boiled for 10 hours and the water was separated. After the reaction, the toluene was removed under reduced pressure,
The remaining chromanone compound was crystallized from acetone. Next, this chromanone compound was dissolved in 200 cc of methanol, and sodium borohydride was gradually added.
Chromanol compound. This chromanol compound 1
2.8 g of the spiropyran compound represented by the following formula was obtained by heating 2.8 g together with 4.5 g of anhydrous copper sulfate in a stream of carbon dioxide at 150 to 160 ° C. for 10 minutes, and purifying the brown viscous liquid by chromatography on silica gel. 11.2g
I got
【0111】[0111]
【化45】 Embedded image
【0112】この化合物の元素分析値は、C87.34
%、H7.04%、O5.62%であって、C21H20O
に対する計算値であるC87.46%、H6.99%、
O5.55%に極めてよく一致した。また、プロトン核
磁気共鳴スペクトル(図1)を測定したところ、δ7.
2〜8.3ppm付近にナフタレン環のプロトンに基づ
く6Hのピーク、δ5.3〜6.7ppm付近にアルケ
ンのプロトンに基づく4Hのピーク、δ1.2〜2.5
ppm付近に2−ビシクロ〔3.3.1〕9−ノネニリ
デン基のプロトンに基づく10Hの幅広いピークを示し
た。さらに13C−核磁気共鳴スペクトルを測定したとこ
ろ、δ25〜55ppm付近に2−ビシクロ〔3.3.
1〕9−ノネニリデン基の炭素に基づくピーク、δ11
0〜160ppm付近にナフタレン環の炭素に基づくピ
ーク、δ80〜140ppm付近にアルケンの炭素に基
づくピークが現われる。上記の結果から、単離生成物
は、上記の構造式(1)で示される化合物であることを
確認した。The elemental analysis value of this compound was C87.34.
%, H 7.04%, O 5.62%, C 21 H 20 O
Calculated values for C 87.46%, H 6.99%,
This was in very good agreement with O 5.55%. When the proton nuclear magnetic resonance spectrum (FIG. 1) was measured, it was found that δ7.
A peak of 6H based on a naphthalene ring proton around 2 to 8.3 ppm, a peak of 4H based on an alkene proton around δ 5.3 to 6.7 ppm, δ 1.2 to 2.5
A broad peak of 10H based on the proton of the 2-bicyclo [3.3.1] 9-nonenylidene group was shown around ppm. Further, when 13 C-nuclear magnetic resonance spectrum was measured, 2-bicyclo [3.3.
1] peak based on carbon of 9-nonenylidene group, δ11
A peak based on the carbon of the naphthalene ring appears around 0 to 160 ppm, and a peak based on the carbon of the alkene appears around δ 80 to 140 ppm. From the above results, it was confirmed that the isolated product was the compound represented by the above structural formula (1).
【0113】実施例2 1−アセチル−2−ナフトール10g(0.054mo
l)と2−ビシクロ〔3.3.1〕ノネン9−オン8.
16g(0.06mol)とモルホリン8.7g(0.
10mol)とをトルエン300ccに溶解した溶液を
調製した。この混合物を5時間沸騰させ、水を分離し
た。反応終了後、トルエンを減圧下で除去し、残ったク
ロマノン化合物をアセトンで再結晶させた。次いで、こ
のクロマノン化合物をメタノール200ccに溶解さ
せ、水素化リチウムアルミニウムを添加して、クロマノ
ール化合物にした。このクロマノール化合物11.9g
を二酸化炭素気流中で無水硫酸銅と共に170〜180
℃で10分間加熱し、茶色の粘稠な液体をシリカゲル上
でクロマトグラフィーにより精製し、下記式のスピロピ
ラン化合物20.4gを得た。Example 2 10 g of 1-acetyl-2-naphthol (0.054 mol)
l) and 2-bicyclo [3.3.1] nonen-9-one
16 g (0.06 mol) and morpholine 8.7 g (0.
10 mol) was dissolved in 300 cc of toluene to prepare a solution. The mixture was boiled for 5 hours and the water was separated. After completion of the reaction, toluene was removed under reduced pressure, and the remaining chromanone compound was recrystallized from acetone. Next, this chromanone compound was dissolved in 200 cc of methanol, and lithium aluminum hydride was added to obtain a chromanol compound. 11.9 g of this chromanol compound
170 to 180 with anhydrous copper sulfate in a stream of carbon dioxide.
After heating at 10 ° C. for 10 minutes, the brown viscous liquid was purified by chromatography on silica gel to obtain 20.4 g of a spiropyran compound represented by the following formula.
【0114】[0114]
【化46】 Embedded image
【0115】この化合物の元素分析値は、C87.36
%、H7.02%、O5.62%であって、C21H20O
に対する計算値であるC87.46%、H6.99%、
O5.55%に極めてよく一致した。また、プロトン核
磁気共鳴スペクトルを測定したところ、δ7.2〜8.
3ppm付近にナフタレン環のプロトンに基づく6Hの
ピーク、δ5.5〜7.0ppm付近にアルケンのプロ
トンに基づく4Hのピーク、δ1.2〜2.5ppm付
近に2−ビシクロ〔3.3.1〕9−ノネニリデン基の
プロトンに基づく10Hの幅広いピークを示した。さら
に、13C−核磁気共鳴スペクトルを測定したところ、δ
27〜55ppm付近に2−ビシクロ〔3.3.1〕9
−ノネニリデン基の炭素に基づくピーク、δ110〜1
60ppm付近にナフタレン環の炭素に基づくピーク、
δ80〜140ppm付近にアルケンの炭素に基づくピ
ークが現れる。上記の結果から、単離生成物は、上記の
構造式(2)で示される化合物であることを確認した。The elemental analysis value of this compound was C87.36.
%, H 7.02%, O 5.62%, and C 21 H 20 O
Calculated values for C 87.46%, H 6.99%,
This was in very good agreement with O 5.55%. Also, when the proton nuclear magnetic resonance spectrum was measured, it was found that δ7.2 to 8.8.
A peak of 6H based on a proton of a naphthalene ring is around 3 ppm, a peak of 4H is around 5.5 to 7.0 ppm of a proton of an alkene, and a 2-bicyclo [3.3.1] is around δ 1.2 to 2.5 ppm. It showed a broad peak at 10H based on the proton of the 9-nonenylidene group. Further, when a 13 C-nuclear magnetic resonance spectrum was measured, δ
2-Bicyclo [3.3.1] 9 around 27 to 55 ppm
A peak based on the carbon of the nonenylidene group, δ 110-1
A peak based on carbon of the naphthalene ring around 60 ppm,
A peak based on the carbon of the alkene appears around δ80 to 140 ppm. From the above results, it was confirmed that the isolated product was the compound represented by the above structural formula (2).
【0116】実施例3 実施例2で得た下記式で示されるクロマノン化合物3.
06gExample 3 Chromanone compound represented by the following formula obtained in Example 2
06g
【0117】[0117]
【化47】 Embedded image
【0118】(0.01mol)を無水エーテル50c
cに溶解し、0℃までその溶解を冷やし、無水エーテル
50cc中で新たに調製したグリニャール試薬CH3 M
gI(0.012mol)をその溶液中に約1時間を要
して滴下した。滴下終了後、室温でさらに2時間攪拌し
た後、冷水中にそのエーテル溶液を静かに注ぎ、エーテ
ルで生成物を抽出し、硫酸マグネシウムでその溶液を乾
燥後、減圧下でエーテルを除去し、クロマノン化合物を
クロマノール化合物に変えた。次いでこのクロマノール
化合物を二酸化炭素気流中で無水硫酸銅と共に200℃
で約10分間加熱し、茶色な粘稠な液体をシリカゲル上
でクロマトグラフィーにより精製し、下記式のスピロピ
ラン化合物2.59gを得た。(0.01 mol) in anhydrous ether 50c
c, cooled to 0 ° C. and freshly prepared Grignard reagent CH 3 M in 50 cc of anhydrous ether.
gI (0.012 mol) was added dropwise to the solution over about one hour. After the dropwise addition, the mixture was stirred at room temperature for another 2 hours, then the ether solution was gently poured into cold water, the product was extracted with ether, the solution was dried over magnesium sulfate, and the ether was removed under reduced pressure. The compound was changed to a chromanol compound. Then, the chromanol compound was put together with anhydrous copper sulfate in a stream of carbon dioxide at 200 ° C.
For about 10 minutes, and the brown viscous liquid was purified by chromatography on silica gel to obtain 2.59 g of a spiropyran compound of the following formula.
【0119】[0119]
【化48】 Embedded image
【0120】実施例2と同様に元素分析、プロトン核磁
気共鳴スペクトル、13C−核磁気共鳴スペクトルの測定
によって、この化合物が、上記の構造式(3)で示され
る化合物であることを確認した。表2にこの化合物の元
素分析値及び化合物(3)の組成式より計算される計算
値を示した。As in Example 2, elemental analysis, measurement of proton nuclear magnetic resonance spectrum and measurement of 13 C-nuclear magnetic resonance spectrum confirmed that this compound was the compound represented by the above structural formula (3). . Table 2 shows the elemental analysis values of this compound and the calculated values calculated from the composition formula of compound (3).
【0121】実施例4 1−アセチル−2−ナフトール10g(0.054mo
l)、2−ビシクロ〔3.3.1〕ノネン−9−オン
8.16g(0.06mol)とモルホリン8.7g
(0.10mol)とをトルエン300ccに溶解し、
15時間沸騰させ、水を分離した。反応終了後、トルエ
ンを減圧下で除去し、残った生成物をアセトンで再結晶
させ、下記式で示させる化合物11.2gを得た。Example 4 10 g of 1-acetyl-2-naphthol (0.054 mol)
l), 8.16 g (0.06 mol) of 2-bicyclo [3.3.1] nonen-9-one and 8.7 g of morpholine
(0.10 mol) was dissolved in 300 cc of toluene,
Boil for 15 hours and separate water. After the completion of the reaction, toluene was removed under reduced pressure, and the remaining product was recrystallized from acetone to obtain 11.2 g of a compound represented by the following formula.
【0122】[0122]
【化49】 Embedded image
【0123】次いで、この化合物11.2gをメタノー
ル100ccに溶解させ、ヨウ化メチルと反応させるこ
とにより、下記式で示されるクロマノン化合物9.6g
を得た。Then, 11.2 g of this compound was dissolved in 100 cc of methanol and reacted with methyl iodide to obtain 9.6 g of a chromanone compound represented by the following formula.
I got
【0124】[0124]
【化50】 Embedded image
【0125】次いで、この生成したクロマノン化合物を
実施例2と同様にして、クロマノール化合物に変え、脱
水反応を行ない、分離、精製後、下記式のスピロピラン
化合物8.7gを得た。Next, the produced chromanone compound was changed to a chromanol compound in the same manner as in Example 2 and a dehydration reaction was carried out. After separation and purification, 8.7 g of a spiropyran compound of the following formula was obtained.
【0126】[0126]
【化51】 Embedded image
【0127】実施例2と同様に、元素分析、プロトン核
磁気共鳴スペクトル、13C−核磁気共鳴スペクトルの測
定によって、この化合物が上記の構造式(4)で示され
る化合物であることを確認した。表2にこの化合物の元
素分析値及び化合物(4)の組成式から計算される計算
値を示した。As in Example 2, it was confirmed by an elemental analysis, a proton nuclear magnetic resonance spectrum and a 13 C-nuclear magnetic resonance spectrum that this compound was the compound represented by the above structural formula (4). . Table 2 shows the elemental analysis values of this compound and the calculated values calculated from the composition formula of compound (4).
【0128】実施例5〜30 実施例1〜4と同様にして表1に示した原料からの種々
のスピロピラン化合物を合成した。但し、表中、実施例
5〜9は実施例4と同様に、実施例10〜25は実施例
1と同様に、また、実施例26〜30は実施例3又は4
と同様に行った。Examples 5 to 30 Various spiropyran compounds were synthesized from the raw materials shown in Table 1 in the same manner as in Examples 1 to 4. However, in the table, Examples 5 to 9 are the same as Example 4, Examples 10 to 25 are the same as Example 1, and Examples 26 to 30 are the examples 3 or 4.
The same was done.
【0129】得られた生成物について、実施例1と同様
な構造確認の手段を用いて構造解析した結果、表1に示
す構造式で示される化合物であることを確認した。ま
た、表2にこの化合物の元素分析値、各化合物の構造式
から求めた計算値、および赤外吸収スペクトルの特性吸
収を示した。The obtained product was subjected to structural analysis using the same means for structure confirmation as in Example 1, and as a result, it was confirmed that the product was a compound represented by the structural formula shown in Table 1. Table 2 shows the elemental analysis values of this compound, the calculated values obtained from the structural formulas of each compound, and the characteristic absorptions of the infrared absorption spectrum.
【0130】[0130]
【表1】 [Table 1]
【0131】[0131]
【表2】 [Table 2]
【0132】[0132]
【表3】 [Table 3]
【0133】[0133]
【表4】 [Table 4]
【0134】[0134]
【表5】 [Table 5]
【0135】[0135]
【表6】 [Table 6]
【0136】[0136]
【表7】 [Table 7]
【0137】[0137]
【表8】 [Table 8]
【0138】[0138]
【表9】 [Table 9]
【0139】[0139]
【表10】 [Table 10]
【0140】[0140]
【表11】 [Table 11]
【0141】実施例31 実施例1で合成した下記式の化合物をExample 31 The compound of the following formula synthesized in Example 1 was used
【0142】[0142]
【化52】 Embedded image
【0143】ポリメタクリル酸メチル中にベンゼンを用
いて溶解分解させ、スライドグラス(11.2×3.7
cm)上でキャストフィルムをつくった。このフィルム
中に含まれる上記化合物の濃度は、1.0×10-4mo
l/gに調整し、厚みは0.1mmになるようにした。
このフォトクロミックフィルムに東芝(株)製の水銀ラ
ンプSHL−100を25℃±1℃で距離10cmで6
0秒間照射し、このフィルムを発色させ、フォトクロミ
ック特性を測定した。フォトクロミック特性は次のよう
なもので表した。結果を表3に示した。The polymethyl methacrylate was dissolved and decomposed using benzene, and the slide glass (11.2 × 3.7) was used.
cm). The concentration of the compound contained in this film was 1.0 × 10 −4 mo
1 / g, and the thickness was adjusted to 0.1 mm.
To this photochromic film, a mercury lamp SHL-100 manufactured by Toshiba Corp.
The film was irradiated for 0 seconds to develop color, and the photochromic properties were measured. The photochromic properties were expressed as follows. The results are shown in Table 3.
【0144】最大吸収波長(λmax);(株)日立製
作所の分光光度計220Aを用いてこの発色フィルムの
λmaxを求めた。Maximum absorption wavelength (λmax): λmax of the color-developing film was determined using a spectrophotometer 220A manufactured by Hitachi, Ltd.
【0145】ε(60秒) ;最大吸収波長
における、このフィルムの上記条件下での光照射60秒
間後の吸光度。Ε (60 seconds): Absorbance at the maximum absorption wavelength after 60 seconds of light irradiation of the film under the above conditions.
【0146】ε(0秒) ;光照射時の最
大吸収波長における、未照射フィルムの吸光度。Ε (0 seconds): Absorbance of the unirradiated film at the maximum absorption wavelength upon light irradiation.
【0147】半減期t1/2 ;60秒間の光
照射後、このフィルムの吸光度が、{ε(60秒)−ε
(0秒)}の1/2まで低下するのに要する時間。After light irradiation for a half-life t 1/2 ; 60 seconds, the absorbance of the film is expressed by Δε (60 seconds) −ε
(0 second) The time required to decrease to 1/2 of}.
【0148】実施例32〜60 実施例31と同様にして、実施例2〜30で製造した化
合物のフォトクロミック特性を実施例31と同様にして
測定した。結果を表3に示した。Examples 32 to 60 The photochromic properties of the compounds produced in Examples 2 to 30 were measured in the same manner as in Example 31. The results are shown in Table 3.
【0149】なお、比較のために実施例1において、原
料として2−ビシクロ〔3.3.1〕ノネン−9−オン
にかえてビシクロ〔3.3.1〕ノナン−9−オンを
0.06mol用いたこと以外は実施例1と同様の方法
で下記式For comparison, in Example 1, bicyclo [3.3.1] nonan-9-one was replaced with 0-bicyclo [3.3.1] nonen-9-one as a starting material. Except that 06 mol was used, the following formula was obtained in the same manner as in Example 1.
【0150】[0150]
【化53】 Embedded image
【0151】で示されるスピロビシクロノナン化合物を
合成し(収量6.9g)、この化合物のフォトクロミッ
ク特性についても同様にフィルムを作成して測定し、そ
の結果を表3に併記した。A spirobicyclononane compound represented by the formula (1) was synthesized (yield: 6.9 g), and the photochromic properties of this compound were similarly measured by preparing a film and the results are shown in Table 3.
【0152】[0152]
【表12】 [Table 12]
【図1】図1は、実施例1で得られたスピロピラン化合
物の1H−核磁気共鳴スペクトルのチャートである。FIG. 1 is a chart of the 1 H-nuclear magnetic resonance spectrum of the spiropyran compound obtained in Example 1.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C09K 9/02 C09K 9/02 B (56)参考文献 特開 平3−11075(JP,A) 特開 平3−115385(JP,A) 特開 平3−133988(JP,A) 特開 平3−252492(JP,A) 特開 平3−252493(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C07D 311/96 C07D 409/04 C07D 417/04 C07D 491/052 C07D 495/04 101 C09K 9/02 CA(STN) CAOLD(STN) REGISTRY(STN)──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI C09K 9/02 C09K 9/02 B (56) References JP-A-3-11075 (JP, A) JP-A-3-115385 ( JP, A) JP-A-3-133988 (JP, A) JP-A-3-252492 (JP, A) JP-A-3-252493 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C07D 311/96 C07D 409/04 C07D 417/04 C07D 491/052 C07D 495/04 101 C09K 9/02 CA (STN) CAOLD (STN) REGISTRY (STN)
Claims (2)
9−ノネニリデン基であり、 【化3】 は、置換若しくは非置換の芳香族炭化水素基又は置換若
しくは非置換の不飽和複素環基であり、R1及びR2は、
夫々、同種又は異種の水素原子、アルキル基、アラルキ
ル基、アリール基又は置換アミノ基である。〕で示され
るスピロピラン化合物。(1) The following formula: [However, Is a substituted or unsubstituted 2-bicyclo [3.3.1]
A 9-nonenylidene group, Is a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group or a substituted or unsubstituted unsaturated heterocyclic group, and R 1 and R 2 are
These are the same or different hydrogen atoms, alkyl groups, aralkyl groups, aryl groups and substituted amino groups, respectively. And a spiropyran compound represented by the formula:
るフォトクロミック材。2. A photochromic material comprising the spiropyran compound according to claim 1.
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