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JPH1060424A - Photochromic material - Google Patents

Photochromic material

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Publication number
JPH1060424A
JPH1060424A JP22471496A JP22471496A JPH1060424A JP H1060424 A JPH1060424 A JP H1060424A JP 22471496 A JP22471496 A JP 22471496A JP 22471496 A JP22471496 A JP 22471496A JP H1060424 A JPH1060424 A JP H1060424A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
compound
optically active
active compound
photochromic
change
Prior art date
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Granted
Application number
JP22471496A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4519206B2 (en
Inventor
Masahiro Irie
正浩 入江
Tadatsugu Yamaguchi
忠承 山口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokuyama Corp
Original Assignee
Tokuyama Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokuyama Corp filed Critical Tokuyama Corp
Priority to JP22471496A priority Critical patent/JP4519206B2/en
Publication of JPH1060424A publication Critical patent/JPH1060424A/en
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Publication of JP4519206B2 publication Critical patent/JP4519206B2/en
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  • Non-Silver Salt Photosensitive Materials And Non-Silver Salt Photography (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain the subject material exhibiting large variation in optical rotation by the irradiation with light of a long wavelength range to enable the non-destructive read-out of a record by the change in the optical. rotation and suitable as an optical recording material by using an optically active compound having plural photochromic organic groups. SOLUTION: This photochromic material is composed of an optically active compound having plural organic groups exhibiting photochromism. The organic group exhibiting photochromism is preferably benzothiophene group and an organic group having phenylthienyl skeleton. The plural organic groups of the optically active compound are preferably same to each other. The compound of the formula is a preferable example of the optically active compound. The optically active compound is preferably produced by reacting a diarylethene compound having a halogen and a reactive group such as formyl with a (1R,2 R)-(-)-transhexane compound.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光照射により旋光
度変化を生じるフォトクロミック材料に関する。更に詳
しくは、上記旋光度変化を利用して記録された情報を破
壊することなく読み出すことのできる、光記録媒体とし
て好適なフォトクロミック材料に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photochromic material that produces a change in optical rotation upon irradiation with light. More specifically, the present invention relates to a photochromic material suitable as an optical recording medium, capable of reading out information recorded using the above-mentioned optical rotation change without destroying the information.

【0002】[0002]

【従来の技術】フォトクロミック材料とは、光の作用に
より状態の異なる2つの異性体を可逆的に生成する反応
(以下、単に「光異性化反応」ともいう。)を起こす有
機基、即ち、フォトクロミック性を示す有機基を有する
化合物(以下、単に「フォトクロミック化合物」ともい
う。)を含む材料を言う。フォトクロミック化合物は、
上記の光異性化反応による可逆的な構造変化に伴い吸収
スペクトル(即ち、特定波長における吸光度)が変化す
るため、フォトクロミック材料を光記録に応用する研究
が進められている。
2. Description of the Related Art A photochromic material is an organic group which causes a reaction of reversibly generating two isomers having different states by the action of light (hereinafter, also simply referred to as "photoisomerization reaction"), that is, a photochromic material. Refers to a material including a compound having an organic group exhibiting properties (hereinafter, also simply referred to as “photochromic compound”). Photochromic compounds are
Since the absorption spectrum (that is, the absorbance at a specific wavelength) changes in accordance with the reversible structural change due to the photoisomerization reaction, research on applying photochromic materials to optical recording has been advanced.

【0003】フォトクロミック材料を光記録材料として
使用した場合、情報の記録(光記録)は、該材料の特定
の位置(スポット)に光照射を行い、該スポットに存在
するフォトクロミック化合物を選択的に構造変化させる
ことによって行われる。光が照射されなかったスポット
では上記構造変化は起こらないため、構造変化が起こっ
たスポットと起こらないスポットのパターンとして情報
が記録されることになる。フォトクロミック化合物で
は、上記構造変化に伴って物性も変化するため、該物性
の変化のパターンを読み取ることによって記録された情
報を読み取ることができる。フォトクロミック化合物
は、前記構造変化によって光の吸収スペクトルが変化す
ることは良く知られており、光記録された情報の読み出
しは、吸光度の変化を検知することによって行うことが
できる。しかしながら吸光度の変化を検知するためには
吸収位置に相当する波長の光を照射する必要があり、光
記録された情報がこの時(読み出し時)の光照射によっ
て変化してしまう(記録破壊)という問題が起こる。通
常は、弱い光を照射して読み出しを行う方法が採用され
ているが(T.Tsujioka et.al.,Jpn.J.Appl.Phys.,34,64
39(1995))、フォトクロミック化合物の光異性化反応は
吸収光量に比例して進むため、例え弱い光を照射しても
長時間読み出しを続けると光異性化反応(光記録時の逆
反応)が誘起されて、前記記録破壊の発生が避けられな
かった。
When a photochromic material is used as an optical recording material, information is recorded (optical recording) by irradiating a specific position (spot) of the material with light and selectively forming a photochromic compound present at the spot. It is done by changing. Since the above-mentioned structural change does not occur in the spot where the light is not irradiated, information is recorded as a pattern of the spot where the structural change occurs and the spot where the structural change does not occur. In the photochromic compound, the physical properties change with the structural change, and thus the recorded information can be read by reading the pattern of the change in the physical properties. It is well known that the photochromic compound changes the light absorption spectrum due to the structural change, and the optically recorded information can be read by detecting a change in absorbance. However, in order to detect a change in absorbance, it is necessary to irradiate light of a wavelength corresponding to the absorption position, and information recorded optically is changed by this light irradiation (at the time of reading) (record destruction). Problems arise. Usually, a method of performing reading by irradiating weak light is adopted (T. Tsujioka et.al., Jpn. J. Appl. Phys., 34 , 64).
39 (1995)), since the photoisomerization reaction of a photochromic compound proceeds in proportion to the amount of light absorbed, the photoisomerization reaction (reverse reaction at the time of optical recording) occurs when reading is continued for a long time even when irradiated with weak light. Induced, the occurrence of the recording destruction was unavoidable.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従って、フォトクロミ
ック材料を信頼性のある光記録として使用するために
は、記録破壊を起こさない読み出し方法を開発すること
が重要である。本発明者等は、光異性化反応を起こさな
いような方法により、例えば、記録された情報を吸光度
以外の物理量の変化として読み出すことができれば、上
記問題は解決できると考えた。そして、該物理量として
“前記光異性化反応を誘起することのないような長波長
領域の光の照射によって検出可能な旋光度”に注目し
た。
Therefore, in order to use a photochromic material as a reliable optical recording, it is important to develop a reading method that does not cause recording destruction. The present inventors considered that the above problem could be solved if, for example, recorded information could be read out as a change in physical quantity other than absorbance by a method that does not cause photoisomerization reaction. Then, attention was paid to “optical rotation that can be detected by irradiation with light in a long wavelength region that does not induce the photoisomerization reaction” as the physical quantity.

【0005】従来、フォトクロミック化合物に不斉炭素
を導入すると、前記光異性化反応によって該化合物の旋
光度が変化することは知られている。即ち、ラウ(H.Ra
u)らは、不斉炭素を導入したフォトクロミック化合物
に光を照射すると旋光度が変化することを報告している
(ケミカル レビューズ(Chem.Rev.)、1983年発
行、第83巻、第535頁)。しかしながら、このとき
のナトリウムD線(589.29nm)に対する旋光度の
変化量は、比旋光度([α])で表して100度以下と
非常に小さいものであり、フォトクロミック化合物の構
造変化を誘起しない600nmを越えるよう長波長の光に
対する比旋光度の変化量は更に小さいものであった。従
って、上記文献に開示されているフォトクロミック化合
物を用いて旋光度による読み出しを行ったとしても、記
録破壊を起こすさずに精度良く読み出しを行うことはで
きなかった。
Conventionally, it has been known that when an asymmetric carbon is introduced into a photochromic compound, the optical rotation of the compound is changed by the photoisomerization reaction. That is, Lau (H.Ra
u) et al. report that the optical rotation changes when light is irradiated to a photochromic compound into which an asymmetric carbon has been introduced (Chem. Reviews (Chem. Rev.), 1983, 83, 535). page). However, the amount of change in the optical rotation with respect to the sodium D line (589.29 nm) at this time is very small, not more than 100 degrees as represented by the specific optical rotation ([α]), and induces a structural change of the photochromic compound. The amount of change in specific rotation with respect to light having a longer wavelength was further reduced so as to exceed 600 nm. Therefore, even when reading was performed by optical rotation using the photochromic compound disclosed in the above-mentioned document, reading could not be performed accurately without causing recording destruction.

【0006】即ち、本発明の課題は、フォトクロミック
化合物の構造変化を起こさないような長波長領域の光に
対して大きな旋光度変化を誘起させる方法を開発し、光
記録材料として使用したときに旋光度を検知することに
より非破壊読み出しを行うことのできるフォトクロミッ
ク材料を創出することである。
That is, an object of the present invention is to develop a method for inducing a large optical rotation change with respect to light in a long wavelength region that does not cause a structural change of a photochromic compound. An object of the present invention is to create a photochromic material capable of performing nondestructive readout by detecting a degree.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者等は、フォトク
ロミック化合物に大きな旋光度変化を誘起させる方法に
ついて鋭意検討を行った。その結果、分子中にフォトク
ロミック性を示す有機基を複数有する光学活性な化合物
において、光異性化反応に伴い長波長領域の光に対する
旋光度が大きく変化するという新たな知見を得て、本発
明を完成するに至った。
Means for Solving the Problems The present inventors have intensively studied a method for inducing a large optical rotation change in a photochromic compound. As a result, in the optically active compound having a plurality of organic groups exhibiting photochromic properties in the molecule, the present inventors have obtained a new finding that the optical rotation for light in a long wavelength region is significantly changed due to the photoisomerization reaction. It was completed.

【0008】即ち、本発明は、分子中にフォトクロミッ
ク性を示す有機基を複数有する光学活性化合物からなる
フォトクロミック材料である。
That is, the present invention is a photochromic material comprising an optically active compound having a plurality of organic groups having photochromic properties in a molecule.

【0009】本発明のフォトクロミック材料に光照射を
行ったときの633nmの光に対する旋光度の変化量は、
比旋光度([α])で1000度を越える場合もあり、
前記の“従来の不斉炭素を導入したフォトクロミック化
合物”における旋光度の変化量と比べて遥かに大きい。
この様な大きな旋光度変化が得られるのは、本発明で使
用する光学活性化合物に光を照射して光異性化反応を起
こした場合において、分子中に存在する複数のフォトク
ロミック性を示す基のうち少なくとも2つが構造変化を
すると、ある種の励起子相互作用が誘発されるためと推
定される。該推定に関して、本発明者等は、後述する参
考例に示されるように、フォトクロミック性を示す基を
2つ有する光学活性化合物に光照射を行って光異性化反
応を行った場合、これら有機基が2つとも構造変化した
ときに、長波長領域に特異的に大きな旋光度変化が得ら
れることを円二色性(circular dischroism)スペクト
ル(以下、単に「CDスペクトル」ともいう。)測定に
よって確認している。
When the photochromic material of the present invention is irradiated with light, the amount of change in optical rotation with respect to light of 633 nm is:
The specific rotation ([α]) may exceed 1000 degrees,
The change in the optical rotation in the above-mentioned “conventional photochromic compound into which asymmetric carbon is introduced” is much larger than the change in the optical rotation.
Such a large change in optical rotation is obtained because, when the optically active compound used in the present invention is irradiated with light to cause a photoisomerization reaction, a plurality of photochromic groups present in the molecule are present. It is presumed that when at least two of them undergo structural changes, a certain type of exciton interaction is induced. Regarding the estimation, the present inventors, as shown in a reference example described later, when performing photoisomerization reaction by performing light irradiation on an optically active compound having two groups exhibiting photochromic properties, these organic groups It is confirmed by a circular dischroism spectrum (hereinafter, also simply referred to as "CD spectrum") measurement that a large change in optical rotation is obtained specifically in a long wavelength region when both of them undergo structural changes. doing.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】本発明のフォトクロミック材料
は、分子中にフォトクロミック性を示す有機基を複数有
する光学活性化合物からなる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The photochromic material of the present invention comprises an optically active compound having a plurality of photochromic organic groups in the molecule.

【0011】本発明のフォトクロミック材料に使用され
る上記化合物は、光学活性(旋光性)部位をもつことが
必須である。従って、本発明で使用する光学活性化合物
は、分子内に少なくとも1つの不斉炭素を有する必要が
ある。分子内に不斉炭素が存在しない場合には、光学活
性(旋光性)を示さず、光記録された情報を旋光度の変
化で読み取ることができない。本発明で使用される光学
活性化合物中に含まれる不斉炭素の数および位置は、該
化合物が光学活性を示せば特に限定されない。
It is essential that the compound used in the photochromic material of the present invention has an optically active (rotatory) site. Therefore, the optically active compound used in the present invention needs to have at least one asymmetric carbon in the molecule. When there is no asymmetric carbon in the molecule, the compound does not show optical activity (optical rotation) and cannot read optically recorded information by a change in optical rotation. The number and position of the asymmetric carbon contained in the optically active compound used in the present invention are not particularly limited as long as the compound exhibits optical activity.

【0012】また、本発明で使用される光学活性化合物
におけるフォトクロミック性を示す有機基とは、光異性
化反応を起こし、該光異性化反応によって可逆的な構造
変化を起こす有機基であれば特に制限されないが、ジア
リールエテン構造を有する有機基であるのが好ましい。
中でも各異性体の化学的、熱的安定性および光異性化反
応による構造の変換率が高く、また、光異性化反応の繰
り返し耐久性も高いという理由から、ヘテロ5員環をア
リール部にもつジアリールエテン構造を有する有機基で
あるのが好ましく、ベンゾチオフェン及びフェニルチエ
ニル骨格を有するペルフルオロ型のジアリールエテン構
造を有する有機基であることが特に好適である。本発明
の光学活性化合物の分子中に存在するこれらフォトクロ
ミック性を示す有機基の数は、1分子につき2個以上で
あれば光異性化反応により大きな旋光度変化が得られ
る。このとき、本発明で使用される光学活性化合物中に
含まれる複数のフォトクロミック性を示す有機基は、互
いに同一であることが望ましい。
The organic group having photochromic properties in the optically active compound used in the present invention is particularly an organic group which causes a photoisomerization reaction and causes a reversible structural change by the photoisomerization reaction. Although not limited, an organic group having a diarylethene structure is preferable.
Above all, the isomer has a 5-membered heterocyclic ring in the aryl moiety because of the high chemical and thermal stability of each isomer and the high conversion rate of the structure due to the photoisomerization reaction, and the high durability of the photoisomerization reaction repeated. An organic group having a diarylethene structure is preferable, and an organic group having a perfluorodiarylethene structure having a benzothiophene and phenylthienyl skeleton is particularly preferable. If the number of the organic groups having photochromic properties existing in the molecule of the optically active compound of the present invention is two or more per molecule, a large optical rotation change can be obtained by the photoisomerization reaction. At this time, the plurality of organic groups having photochromic properties contained in the optically active compound used in the present invention are desirably the same.

【0013】本願発明で使用される前記光学活性化合物
の製造方法は、特に限定されるものではないが、次のよ
うな方法により好適に製造することができる。即ち、不
斉炭素を有する多価の有機基と、該有機基の価数と同数
の1価のフォトクロミック性を示す有機基とを結合させ
る方法により、前記光学活性化合物を好適に製造するこ
とができる。ここで、上記の各基を結合させる方法は特
に限定されず、例えば、そぞれの基にハロゲン原子並び
にホルミル基、アルキルカルボニル基、カルボキシル基
およびアミノ等の反応性基を常法により結合させて各種
反応性前駆体を合成し、得られた各種反応性前駆体を常
法により適宜反応させることにより製造することができ
る。
The method for producing the optically active compound used in the present invention is not particularly limited, but it can be suitably produced by the following method. That is, the optically active compound can be suitably produced by a method of bonding a polyvalent organic group having an asymmetric carbon and an organic group having the same valence as that of the organic group and exhibiting a monovalent photochromic property. it can. Here, the method of bonding each of the above groups is not particularly limited. For example, a halogen atom and a reactive group such as a formyl group, an alkylcarbonyl group, a carboxyl group, and an amino are bonded to each group by an ordinary method. To produce various reactive precursors, and reacting the obtained various reactive precursors appropriately according to a conventional method.

【0014】該方法において不斉炭素を有する多価の有
機基およびフォトクロミック性を示す有機基は、反応性
前駆体を合成し得るものであれば特に限定されないが、
不斉炭素を有する多価の有機基として(1R,2R)−
(−)−トランス-ジアミノヘキサン構造を有する2価
の有機基を用い、フォトクロミック性を示す有機基とし
てジアリールエテン構造を有する有機基を用いて製造し
た光学活性化合物は、光異性化反応により誘起される
“長波長領域の光に対する旋光度変化”が大きく特に好
適である。該化合物を例に、その合成方法を以下に、詳
述する。
In the method, the polyvalent organic group having an asymmetric carbon and the organic group having photochromic properties are not particularly limited as long as they can synthesize a reactive precursor.
(1R, 2R)-as a polyvalent organic group having an asymmetric carbon
An optically active compound produced using a divalent organic group having a (-)-trans-diaminohexane structure and an organic group having a diarylethene structure as an organic group having photochromic properties is induced by a photoisomerization reaction. The “rotational change with respect to light in a long wavelength region” is particularly large and particularly suitable. Taking the compound as an example, the synthesis method will be described in detail below.

【0015】即ち、上記化合物は、ハロゲン原子並びに
ホルミル基、アルキルカルボニル基、カルボキシル基お
よびアミノ等の反応性基を有するジアリールエテン化合
物と、上記と同様の反応性基を有する(1R,2R)−
(−)−トランスヘキサン化合物とを硫酸マグネシウ
ム、モレキュラーシーブス等の脱水剤及び/またはトリ
エチルアミン等のハロゲン化水素のトラップ剤の存在
下、1,2−ジクロロエタン、メタノール等のそれぞれ
の化合物を溶解し得る溶媒を用い、室温から180℃で
反応させることによって合成することができる。
That is, the above compound has a diarylethene compound having a halogen atom and a reactive group such as a formyl group, an alkylcarbonyl group, a carboxyl group and an amino, and a (1R, 2R)-having a reactive group similar to the above.
The (-)-transhexane compound can be dissolved in the presence of a dehydrating agent such as magnesium sulfate and molecular sieves and / or a compound such as 1,2-dichloroethane and methanol in the presence of a hydrogen halide trapping agent such as triethylamine. It can be synthesized by reacting at room temperature to 180 ° C. using a solvent.

【0016】このような方法によって得られた本発明で
使用する光学活性化合物は、そのままの形でフォトクロ
ミック材料として使用することも可能であるが、適当な
マトリックス中に適宜分散させた状態でフォトクロミッ
ク材料として使用するのが好適である。このとき使用さ
れるマトリックスとなる物質(母材)は、本発明で使用
する光学活性化合物の光異性化反応を阻害するものでな
ければ特に限定されないが、透明であり、該光学活性化
合物を均一に分散させることが可能で且つ賦形可能なも
のであることが好ましい。この様な母材としては、エチ
レングリコールジメタクリレート、ビスフェノールAジ
メタクリレート等の熱硬化性樹脂、ポリアクリル酸メチ
ル、ポリメタクリル酸メチル、ポリスリレンおよびポリ
カーボネート、ポリプロピレン、ポリエチレン等の熱可
塑性樹脂等が挙げられる。これら母材に本発明で使用す
る光学活性化合物を分散させる方法は特に限定されず、
例えば、母材が熱硬化性樹脂の場合にはモノマーに上記
光学活性化合物を分散させた後に重合硬化させる方法
が、また、母材が熱可塑性樹脂である場合には、熱可塑
性樹脂に上記光学活性化合物を配合し溶融混練する方法
等が適宜採用される。これらマトリックスに本発明で使
用する光学活性化合物を分散させて使用する場合におい
て、マトリックス中の前記光学活性化合物の濃度は、使
用する母材および光学活性化合物の種類および組み合わ
せに応じて適宜決定すればよいが、一般には100〜3
00,000ppmの範囲である。また、このときに本
発明の効果を損なわない限り、公知の各種添加剤を配合
することができる。このような添加剤を例示すれば、ヒ
ンダードフェノール、ヒンダードアミン等の一重項酸素
クエンチャー、リン酸エステル、亜リン酸エステル等の
酸化防止剤剤等が挙げられる。
The optically active compound used in the present invention obtained by such a method can be used as it is as a photochromic material. However, the photochromic material can be appropriately dispersed in a suitable matrix. It is preferred to use The matrix material (base material) used at this time is not particularly limited as long as it does not inhibit the photoisomerization reaction of the optically active compound used in the present invention. It is preferable that the material can be dispersed in and can be shaped. Examples of such a base material include thermosetting resins such as ethylene glycol dimethacrylate and bisphenol A dimethacrylate, and thermoplastic resins such as polymethyl acrylate, polymethyl methacrylate, polythrylene, and polycarbonate, polypropylene, and polyethylene. . The method for dispersing the optically active compound used in the present invention in these base materials is not particularly limited,
For example, when the base material is a thermosetting resin, a method of dispersing the optically active compound in a monomer and then polymerizing and curing the same, and when the base material is a thermoplastic resin, the above-described optically A method in which the active compound is blended and melt-kneaded, or the like is appropriately employed. When the optically active compound used in the present invention is used by dispersing in the matrix, the concentration of the optically active compound in the matrix may be appropriately determined according to the type and combination of the base material and the optically active compound used. Good, but generally 100-3
It is in the range of 00,000 ppm. At this time, various known additives can be blended as long as the effects of the present invention are not impaired. Examples of such additives include singlet oxygen quenchers such as hindered phenol and hindered amine, and antioxidants such as phosphate esters and phosphite esters.

【0017】本発明のフォトクロミック材料は、光異性
化反応を誘起する光を照射することによりその旋光度が
大きく変化するので、該光照射による前記光学活性化合
物の構造変化を旋光度の変化として容易に精度良く検知
することができる。しかも、この旋光度の変化は、前記
光異性化反応を誘起しない波長領域の光を照射して検知
することができる。従って、本発明のフォトクロミック
材料を光記録材料として使用したとき、記録された情報
の読み出しを旋光度の検知によって行えば、該検知時に
光異性化反応(光記録時の逆反応)を起こすことはな
く、記録破壊を起こさずに読み出しを行うことができ
る。
The photochromic material of the present invention changes its optical rotation greatly by irradiating light that induces a photoisomerization reaction. Therefore, a change in the structure of the optically active compound due to the light irradiation can be easily regarded as a change in optical rotation. And can be detected with high accuracy. In addition, the change in the optical rotation can be detected by irradiating light in a wavelength region that does not induce the photoisomerization reaction. Therefore, when the photochromic material of the present invention is used as an optical recording material, if the recorded information is read out by detecting the optical rotation, a photoisomerization reaction (a reverse reaction during optical recording) at the time of the detection can be prevented. And reading can be performed without causing record destruction.

【0018】例えば、後述する実施例1および2の光学
活性化合物を光記録材料として使用する場合には、これ
ら化合物の構造変化(光異性化反応)を誘起する光の波
長領域は、600nmより短い波長領域であるのに対
し、旋光度の変化は例えば633nmの光を照射するこ
とにより検知できるので、次のような方法により、光記
録および読み出しを行うことができる。即ち、これら光
学活性化合物を高分子媒体中に分散させ光記録膜とし、
全面を紫外光(波長313nm)照射により着色させ初
期化する。ついで該光記録膜にアルゴンレーザーの52
9nmの光を照射して光記録を行う。記録された情報
は、ヘリウムイオンレーザーの633nmの光を上記光
記録済みの光記録膜に照射することにより、その旋光度
の位置変化を検知することにより行う。633nmには
前記着色体は吸収を持たないことから、光異性化反応は
起こらないため、非破壊読み出しが達成される。また、
記録された情報を消去したい場合には、再び紫外光を全
面に照射すればよい。
For example, when the optically active compounds of Examples 1 and 2 described below are used as an optical recording material, the wavelength range of light that induces a structural change (photoisomerization reaction) of these compounds is shorter than 600 nm. In the wavelength region, a change in optical rotation can be detected by irradiating light of, for example, 633 nm. Therefore, optical recording and reading can be performed by the following methods. That is, these optically active compounds are dispersed in a polymer medium to form an optical recording film,
The entire surface is colored and initialized by irradiation with ultraviolet light (wavelength 313 nm). Then, an argon laser 52 was applied to the optical recording film.
Optical recording is performed by irradiating light of 9 nm. The recorded information is obtained by irradiating 633 nm light of a helium ion laser onto the optically recorded optical recording film to detect a change in the position of the optical rotation. Since the colored body has no absorption at 633 nm, a photoisomerization reaction does not occur, and thus nondestructive readout is achieved. Also,
To erase recorded information, the entire surface may be irradiated with ultraviolet light again.

【0019】なお、前述したように、本願発明で使用す
る光学活性化合物においては、該光学活性化合物の分子
中に存在する複数のフォトクロミック性を示す基の内少
なくとも2つの構造変化により大きな旋光度変化が誘起
される。このことは、光強度の強いところでのみ旋光度
変化が認められる非線形性をもつことになり、高いコン
トラストを得ることが可能になる。
As described above, in the optically active compound used in the present invention, a large optical rotation change is caused by a structural change of at least two of a plurality of photochromic groups present in the molecule of the optically active compound. Is induced. This means that the optical rotation has a nonlinearity in which a change in optical rotation is recognized only at a high light intensity, and a high contrast can be obtained.

【0020】[0020]

【発明の効果】本発明で使用する光学活性化合物は、光
異性化反応により特に長波長領域の光に対する旋光度が
顕著に変化する。従って、該光学活性化合物からなる本
願発明のフォトクロミック材料を光記録材料として使用
した場合、上記旋光度の変化を検知することにより記録
破壊を起こすことなく、記録された情報を読み出すこと
が可能となる。
The optically active compound used in the present invention has a remarkable change in the optical rotation, particularly for light in a long wavelength region, by a photoisomerization reaction. Therefore, when the photochromic material of the present invention comprising the optically active compound is used as an optical recording material, it is possible to read recorded information without causing recording destruction by detecting the change in the optical rotation. .

【0021】[0021]

【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
るが、本発明はこれら実施例に限定されるものではな
い。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0022】実施例1 窒素雰囲気下、50ml三つ口フラスコに、反応試剤と
して4−[3−[1−(2−メチルベンゾ[b]チエン
−3−イル)−ヘキサフルオロシクロペンテン−2−イ
ル]−2,4−ジメチルチエン−5−イル]ベンゾイッ
クアシッド101mg(1.8×10-4M)、オギザリ
ルクロライド 0.05ml(6.0×10-4M)を、
溶媒として1,2−ジクロロエタン5mlを、さらに塩
化水素トラップ剤としてトリエチルアミン0.025m
l(1.8×10-4M)を加え、室温で1時間撹拌し、
60℃で1時間加熱撹拌した。次いで、溶媒を留去した
後、1,2−ジクロロエタン5mlと(1R,2R)−
(−)−1,2−ジアミノシクロヘキサン10mg(9
×10-5M)を加え、室温で6時間撹拌した。その後、
炭酸ナトリウム水溶液を加えクロロホルムで抽出し無水
硫酸マグネシウム上で乾燥し、薄層クロマトグラフィー
(TLC)により分離精製し下記式で示される化合物
(以下、「化合物1」ともいう。)50mgを単離収率
47%で得た。
Example 1 In a 50 ml three-neck flask under a nitrogen atmosphere, 4- [3- [1- (2-methylbenzo [b] thien-3-yl) -hexafluorocyclopenten-2-yl] was used as a reaction reagent. -2,4-dimethylthien-5-yl] benzoic acid 101 mg (1.8 × 10 −4 M), oxazalyl chloride 0.05 ml (6.0 × 10 −4 M),
5 ml of 1,2-dichloroethane as a solvent and 0.025 m of triethylamine as a hydrogen chloride trapping agent
1 (1.8 × 10 −4 M) and stirred at room temperature for 1 hour.
The mixture was heated and stirred at 60 ° C. for 1 hour. Next, after distilling off the solvent, 5 ml of 1,2-dichloroethane and (1R, 2R)-
10 mg of (-)-1,2-diaminocyclohexane (9
× 10 -5 M) and stirred at room temperature for 6 hours. afterwards,
An aqueous solution of sodium carbonate was added, extracted with chloroform, dried over anhydrous magnesium sulfate, separated and purified by thin layer chromatography (TLC), and 50 mg of a compound represented by the following formula (hereinafter, also referred to as “compound 1”) was isolated and collected. Obtained at a rate of 47%.

【0023】[0023]

【化3】 Embedded image

【0024】(式中*印は、不斉炭素の位置を示す。) なお、上記化合物1の構造の決定は、プロトンNMR(
1H NMR)および元素分析によって行った。上記化
合物1のこれら分析結果は次の通りである。
(In the formula, the symbol * indicates the position of the asymmetric carbon.) The structure of Compound 1 was determined by proton NMR (
1 H NMR) and elemental analysis. The results of these analyzes of Compound 1 are as follows.

【0025】1H NMR分析結果(CDCl3溶媒使用):δ
1.23-1.24(m,26H,CH3×6,CH2×4),4.04(br-s,2H,CH
N),6.92-7.38(m,8H,aromatic),7.52-7.73(m,8H,aro
matic) 元素分析結果:C 61.17(重量%);H 4.22(重量
%);N 2.44(重量%)。なお、C60H46F12N2O2S4の組
成式から計算される理論値は、C 60.90(重量%);H3.
92(重量%);N 2.37(重量%)である。
1 H NMR analysis result (using CDCl 3 solvent): δ
1.23-1.24 (m, 26H, CH 3 × 6, CH 2 × 4), 4.04 (br-s, 2H, CH
N), 6.92-7.38 (m, 8H, aromatic), 7.52-7.73 (m, 8H, aromatic)
matic) Elemental analysis: C 61.17 (% by weight); H 4.22 (% by weight); N 2.44 (% by weight). The theoretical value calculated from the composition formula of C 60 H 46 F 12 N 2 O 2 S 4 is C 60.90 (% by weight);
92 (% by weight); N 2.37 (% by weight).

【0026】上記化合物1をヘキサンに溶解し、紫外光
(波長313nm)を照射した後、633nmでの比旋
光度[α]を測定したところ900度の値が得られた。
Compound 1 was dissolved in hexane and irradiated with ultraviolet light (wavelength 313 nm), and the specific rotation [α] at 633 nm was measured. As a result, a value of 900 ° was obtained.

【0027】実施例2 窒素雰囲気下、50ml三つ口フラスコに、1−(2−
メチルベンゾ[b]チエン−3−イル)−2−[5−
(4−ホルミル)フェニル−2,4−ジメチルチエン−
3−イル]ヘキサフルオロシクロペンテン200mg
(3.73×10-4M)、メタノール 6ml、(1
R,2R)−(−)−1,2−ジアミノシクロヘキサン
21.3mg(1.97×10-4M)、無水硫酸マグネ
シウム80mgを加え、室温で12時間撹拌した。その
後、反応溶液を濾過し、ゲル浸透グロマトグラフィー
(GPC)により分離精製し下記式で示される化合物
(以下、「化合物2」ともいう。)210mgを単離収
率収率98%で得た。
Example 2 Under a nitrogen atmosphere, 1- (2-
Methylbenzo [b] thien-3-yl) -2- [5-
(4-formyl) phenyl-2,4-dimethylthiene-
3-yl] hexafluorocyclopentene 200mg
(3.73 × 10 −4 M), 6 ml of methanol, (1
21.3 mg (1.97 × 10 −4 M) of R, 2R)-(−)-1,2-diaminocyclohexane and 80 mg of anhydrous magnesium sulfate were added, and the mixture was stirred at room temperature for 12 hours. Thereafter, the reaction solution was filtered and separated and purified by gel permeation chromatography (GPC) to obtain 210 mg of a compound represented by the following formula (hereinafter, also referred to as “compound 2”) in an isolated yield of 98%. .

【0028】[0028]

【化4】 Embedded image

【0029】(式中*印は、不斉炭素の位置を示す。) なお、上記化合物2の構造の決定は、1H NMRおよ
び元素分析によって行った。上記化合物2のこれら分析
結果は次の通りである。
(In the formula, the symbol * indicates the position of the asymmetric carbon.) The structure of Compound 2 was determined by 1 H NMR and elemental analysis. The results of these analyzes of Compound 2 are as follows.

【0030】1H NMR分析結果(CDCl3溶媒使用):
δ1.23-1.24(m,26H,CH3×6,CH2×4),3.40(br-s,2H,CH
N),7.14-7.38(m,8H,aromatic),7.51-7.73(m,8H,aro
matic),8.16(br-s,2H,olefinic) 元素分析結果:C 62.62(重量%);H 4.28(重量
%);N 2.50(重量%)。なお、C60H46F12N2S4の組成
式から計算される理論値は、C 62.60(重量%);H 4.0
3(重量%);N 2.43(重量%)である。
1 H NMR analysis results (using CDCl 3 solvent):
δ1.23-1.24 (m, 26H, CH 3 × 6, CH 2 × 4), 3.40 (br-s, 2H, CH
N), 7.14-7.38 (m, 8H, aromatic), 7.51-7.73 (m, 8H, aromatic)
matic), 8.16 (br-s, 2H, olefinic) Elemental analysis: C 62.62 (% by weight); H 4.28 (% by weight); N 2.50 (% by weight). The theoretical value calculated from the composition formula of C 60 H 46 F 12 N 2 S 4 is C 62.60 (% by weight);
3 (% by weight); N 2.43 (% by weight).

【0031】上記化合物2をヘキサンに溶解し、紫外光
(波長313nm)を照射した後、633nmでの比旋
光度[α]を測定したところ1200度の値が得られ
た。
After dissolving Compound 2 in hexane and irradiating with ultraviolet light (wavelength 313 nm), the specific rotation [α] at 633 nm was measured, and a value of 1200 ° was obtained.

【0032】上記化合物2に紫外線を照射したときに起
こる光異性化反応を次式に示す。
The following formula shows the photoisomerization reaction that occurs when compound 2 is irradiated with ultraviolet light.

【0033】[0033]

【化5】 Embedded image

【0034】紫外線照射前の化合物2は、分子中のジア
リールエテン構造を有する2つの基が共に開環体(以
下、「2個開環体」ともいう。)であり、紫外線照射に
よってこれら基の内1つのみが閉環体であるもの(以
下、「1個閉環体」ともいう。)および両方の基が閉環
体であるもの(以下、「2個閉環体」ともいう。)に変
化する。
In compound 2 before irradiation with ultraviolet light, two groups having a diarylethene structure in the molecule are both ring-opened (hereinafter also referred to as "two-ring-opened"). It changes to one in which only one is a closed ring (hereinafter, also referred to as “one closed ring”) and one in which both groups are closed rings (hereinafter, also referred to as “two closed rings”).

【0035】参考例 前記化合物2に紫外光(波長313nm)を照射した
後、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)により1
個閉環体と2個閉環体を単離した。2個開環体並びに単
離された1個閉環体および2個閉環体をそれぞれヘキサ
ンに溶解し、各々についてCDスペクトルを室温下で測
定した(測定装置:日本分光J−700)。その結果を
図1に示す。図1に示されるように、2個開環体および
1個閉環体では550nm付近にCDスペクトルは現れ
ず、2個閉環体のみ550nm付近にCDスペクトルが
現れた。CDスペクトルは旋光分散曲線(比旋光度の波
長依存性を示す曲線)と密接な関係が有ることは良く知
られており、上記事実は、2個閉環体のみが600nm
を越えるような長波長領域においても大きな比旋光度が
観測されることを示すものである。実際に、2個開環体
および1個閉環体について633nmでの比旋光度を測
定したところ、いずれの旋光度も100度以下であっ
た。なお、化合物1についても同様の測定を行ったとこ
ろ、2個開環体および1個閉環体の633nmにおける
比旋光度は、いずれも100度以下であった。
Reference Example After irradiating the compound 2 with ultraviolet light (wavelength 313 nm), the compound 2 was subjected to high-performance liquid chromatography (HPLC).
One and two closed forms were isolated. The two ring-opened bodies and the isolated one-ring-closed body and two-ring-closed body were each dissolved in hexane, and the CD spectrum of each was measured at room temperature (measurement apparatus: JASCO J-700). The result is shown in FIG. As shown in FIG. 1, no CD spectrum appeared around 550 nm for the two-ring-opened and one-ring-closed forms, and a CD spectrum appeared at about 550 nm for only the two-ring-opened form. It is well known that the CD spectrum has a close relationship with the optical rotation dispersion curve (curve indicating the wavelength dependence of specific rotation), and the above fact indicates that only two ring-closed bodies have a wavelength of 600 nm.
This indicates that a large specific rotation is observed even in a long wavelength region exceeding. Actually, when the specific rotation at 633 nm was measured for the two ring-opened product and one ring-closed product, each of them was 100 ° or less. In addition, the same measurement was performed for Compound 1, and the specific rotation at 633 nm of the two-ring open form and the one-ring closed form was 100 degrees or less in each case.

【0036】また、化合物2に紫外光(波長313n
m)を照射した時のCDスペクトルの照射時間依存性を
併せて図1に示した。照射初期にはCDスペクトルは現
れずS字カーブに沿った生成曲線を示し、化合物2中の
2つのジアリールエテン構造を有する基はそれぞれ独立
に光異性化反応を起こしていることが分かる。
Compound 2 was treated with ultraviolet light (wavelength 313 n).
FIG. 1 also shows the irradiation time dependency of the CD spectrum when m) was irradiated. A CD spectrum does not appear in the early stage of irradiation, and a production curve is shown along the S-shaped curve, indicating that the two groups having a diarylethene structure in compound 2 are independently undergoing photoisomerization.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 図1は、前記化合物2の各種異性体(2個開
環体、1個閉環体および2個閉環体)のCDスペクトル
である。
FIG. 1 is a CD spectrum of various isomers of Compound 2 (two open, one closed and two closed).

【図2】 図2は、前記化合物2(2個開環体)に紫外
光を照射したときの556nmにおけるCDスペクトル
の経時変化を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing a time-dependent change in a CD spectrum at 556 nm when the compound 2 (two-ring-opened product) is irradiated with ultraviolet light.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 分子中にフォトクロミック性を示す有機
基を複数有する光学活性化合物からなるフォトクロミッ
ク材料。
1. A photochromic material comprising an optically active compound having a plurality of organic groups exhibiting photochromic properties in a molecule.
【請求項2】 フォトクロミック性を示す有機基が、ヘ
テロ5員環をアリール部にもつジアリールエテン構造を
有する有機基である、請求項1記載のフォトクロミック
材料。
2. The photochromic material according to claim 1, wherein the organic group exhibiting photochromic properties is an organic group having a diarylethene structure having a hetero 5-membered ring in the aryl moiety.
【請求項3】 分子中にフォトクロミック性を示す有機
基を複数有する光学活性化合物が、(1R,2R)−
(−)−トランス−ジアミノシクロヘキサン構造を有す
る2価の有機基にヘテロ5員環をアリール部にもつジア
リールエテン構造を有する1価の有機基が2個結合した
光学活性化合物である、請求項1記載のフォトクロミッ
ク材料。
3. An optically active compound having a plurality of organic groups exhibiting photochromic properties in a molecule thereof, wherein (1R, 2R)-
2. An optically active compound in which two monovalent organic groups having a diarylethene structure having a hetero 5-membered ring in the aryl moiety are bonded to a divalent organic group having a (-)-trans-diaminocyclohexane structure. Photochromic material.
【請求項4】 下記式 【化1】 (式中、R1及びR2は、それぞれ独立に、下記式で表さ
れる基である。) 【化2】 で示されるビスジアリールエテン化合物。
4. The following formula: (In the formula, R 1 and R 2 are each independently a group represented by the following formula.) A bisdiarylethene compound represented by the formula:
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