光致變色化合物的制作方法

專利名稱：光致變色化合物的制作方法
光致變色化合物相關申請的交叉引用本申請是2004年5月17日提交的申請號為US 10/846，6 的美國專利申請的部分繼續申請，在本文中明確將其引入作為參考以及進而其要求2003年7月1日提交的申請號為60/484，100的美國臨時申請的權益。有關聯邦政府資助研究或者開發的聲明不適用。有關序列表不適用。
背景技術：
本申請所公開各種非限制實施方案通常涉及光致變色化合物。其它非限制實施方案涉及使用本申請公開的光致變色化合物制造的裝置與元件。常規光致變色化合物具有至少兩種狀態，具有第一吸收光譜的第一狀態以及具有不同于第一吸收光譜的第二吸收光譜的第二狀態，以及至少對光化學輻射響應而能夠在該兩個狀態之間轉換。此外，常規光致變色化合物可以是熱可逆的。也就是，常規光致變色化合物能夠至少對光化學輻射響應而在第一狀態與第二狀態之間轉換以及對熱能響應而恢復到第一狀態。如本文所用"光化學輻射"意指電磁輻射，比如紫外線以及能引起響應的可見光輻射。更具體地說，常規光致變色化合物能對光化學輻射響應而進行從一種異構體到另一種異構體的變換，且各異構體具有特征吸收光譜，以及還可對熱能響應而恢復到第一異構體(即，是熱可逆的)。例如，常規的熱可逆的光致變色化合物通常能夠對光化學輻射響應而從第一狀態例如"透明狀態，“改變至第二狀態，例如"彩色狀態，“以及對熱能響應而恢復到〃透明〃狀態。二色性化合物是能夠對穿透輻射中兩正交平面偏振分量(orthogonal plane polarized components)之一的吸收強于另一分量的化合物。因此，二色性化合物能夠使穿透輻射線偏振(polarizing)。如本文所用，"線偏振"意指將光波電場矢量振動限制至一個方向或者平面。然而，盡管二色性材料能夠優先吸收穿透輻射的兩正交平面偏振組分之一，但是如果二色性化合物分子不適宜地定位或者排列，則無法獲得穿透輻射凈線偏振。也就是，由于該二色性化合物分子無規定位，各個分子選擇吸收可能互相抵消以致無法獲得凈或者總體線偏振作用。因此，通常需要在另外的材料之內適宜地定位或者排列該二色性化合物分子以形成常規線性偏振元件，比如線偏振過濾器或者用于太陽眼鏡的透鏡。與該二色性化合物相反，通常不需要定位或者排列常規光致變色化合物分子以形成常規光致變色元件。因此，例如，常規光致變色元件、比如用于光致變色眼鏡的透鏡，可以通過例如在透鏡的表面上旋涂包含常規光致變色化合物以及"主體"材料的溶液，以及適宜不按任何特定取向排列該光致變色化合物而固化所產生的涂層或者層而形成。此外，即使常規光致變色化合物分子適宜按以上關于該二色性化合物的討論來定位或者排列，但因為常規光致變色化合物不強烈顯示二色性，所以由此制造的元件通常線偏振不強烈。
提供可以在至少一狀態中顯示出有用光致變色和/或二色性性能的光致變色化合物將會是有益的而且其可被用于各種應用以給與光致變色和/或二色性性能。


本發明各個非限制性實施方案如果結合附圖解讀則將更好地理解，其中圖1顯示針對本申請公開的各個非限制實施方案所述光致變色化合物使用CELL 法獲得的兩平均差吸收光譜。圖2顯示根據本發明所述，制備具有不同Q基團的光致變色化合物(PC)的總反應圖解。圖3以及4根據本發明所述，各自顯示制備具有不同的Q基團萘酚的總反應圖解。圖5顯示根據本發明所述，用于制備茚并-稠合萘酚的反應圖解。圖6顯示制備本發明所述萘酚的反應圖解。發明詳述在說明書中和所附權利要求中所使用的冠詞“a”，“an”和“the”包括復數指代物， 除非特意地和明確地限于一個指代物。另外，對于本說明書而言，除非另有說明，表達成分的量、反應條件和在說明書中使用的其它性能或參數的所有數值被理解為在一切情況下被術語“約”修飾。因此，除非另有說明，應當理解在下面的說明書和所附權利要求中給出的數值參數是近似值。至少，并且不試圖將等同原則的應用限于權利要求的范圍，各數值參數應該至少按照報道的有效數字的數值并采用尋常的舍入技術來讀取。此外，盡管表達本發明的寬范圍的數值范圍和參數設定值是如以上所討論的近似值，但是在實施例部分中給出的數值盡可能準確地報道。然而，應該理解的是，此類數值固有地含有由測量設備和/或測量技術引起的一定誤差。現在描述本發明各個非限制性實施方案。一個非限制實施方案提供一種熱可逆、 光致變色化合物，其在下文所述位置具有Q基團以及任選也在下文所述的延長基團L。另外的非限制性實施方案提供光致變色化合物，其適合于具有至少第一狀態以及第二狀態， 其中該熱可逆、光致變色化合物根據CELL法測定的平均吸收比與在至少一狀態中的相比高2. 3，其在以下詳細公開。此外，根據在各個非限制實施方案中所述的，其中該熱可逆、光致變色化合物根據CELL法測定的平均吸收比與在活化態中的相比高2. 3。如本文所用，該術語"光致變色化合物"(PC)包括熱可逆光致變色化合物，選自茚并[2‘ ,3' _3，4]萘并[l，2-b]吡喃、茚并[3'，2' _3，4]萘并[l，2-b]吡喃、噻吩并[2'，3' _3，4]萘并[1， 2-b]吡喃、噻吩并[3'，2' _3，4]萘并[l，2-b]吡喃、苯并噻吩并[2'，3' _3，4]萘并 [l，2-b]吡喃、苯并噻吩并[3'，2' _3，4]萘并[l，2-b]吡喃、呋喃并[2'，3' _3，4]萘并 [l，2-b]吡喃、呋喃并[3'，2' _3，4]萘并[l，2-b]吡喃、苯并呋喃并[2'，3' _3，4]萘并[l，2-b]吡喃、苯并呋喃并[3'，2' -3,4]萘并[l，2-b]吡喃、2H-萘并[l，2_b]吡喃、 3H-萘并[2，l-b]吡喃、苯并吡喃、螺[1，3_ 二氫吲哚_3，3'-萘并[2，l_b] [1，4]]噁嗪、 螺[1，3_ 二氫吲哚_2，2'-萘并[l，2-b][l，4]]噴嗪和俘精酸酐及其混合物。如本文所用的就光致變色化合物而言的該術語"活化態"，指該光致變色化合物當暴露于足夠光化學輻射以致使該光致變色化合物至少一部分轉換狀態。此外，如本文所用術語"化合物"，意指物質由兩種或更多種元素、組分、成分、或者組成部分以及無限制包括由兩種或更多種元素、組分、成分、或者組成部分形成的分子以及高分子(例如聚合物或者低聚物)聯合形成。一般而言，測量光致變色化合物的平均吸收比的CELL法包括在兩個正交偏振方向的每一個方向上獲得光致變色化合物在活化狀態或未活化狀態下的吸收光譜，同時光致變色化合物在包含于CELL組裝體內的定向液晶介質中至少部分地定向。更具體地說，該 CELL組裝體包括以20微米+/-1微米的間距間隔的兩個相對的玻璃基板。基板沿著兩個相對的邊緣密封，形成CELL。每一玻璃基板的內表面涂敷了聚酰亞胺涂層，涂層的表面通過摩擦至少部分地有序化。光致變色化合物的定向可以通過將光致變色化合物和液晶介質引入到CELL組裝體中和使液晶介質沿摩擦的聚酰亞胺表面定向來實現。因為光致變色化合物包含在液晶介質內，液晶介質的定向致使光致變色化合物被定向。本領域中的那些技術人員會認識到，液晶介質的選擇和在試驗過程中使用的溫度會影響所測量的吸收比。因此，如在實施例中更詳細地闡明，對于CELL法，吸收比測量是在室溫(73下+/-0.5下或更好)下進行，液晶介質是LiCriStal E7 (它被報道是氰基聯苯基和氰基三聯苯基液晶化合物的混合物)。一旦液晶介質和光致變色化合物已定向，將CELL組裝體(cell assembly)放置于光具座(在實施例中更詳細地描述它)上。為了獲得在活化狀態下的平均吸收比，通過將光致變色化合物暴露于紫外線輻射中一段時間來實現光致變色化合物的活化，該時間足以達到飽和或接近飽和狀態(即，其中在測量過程中經過一定時間間隔之后光致變色化合物的吸收性能基本上不改變的一種狀態)。對于在與光具座垂直的平面(稱作0°偏振平面或方向)上線性偏振的光以及在與光具座平行的平面(稱作90°偏振平面或方向)上線性偏振的光以3秒間隔經過一段時間(典型地10-300秒)，按照下列順序0°，90°，90°， 0°等來進行吸收測量。線性偏振光被CELL吸收的吸收率是針對全部所試驗波長在每一時間間隔中測量的，在相同波長范圍中的未活化吸收率(即具有液晶材料和未活化的光致變色化合物的池的吸收率)被扣除而在0°和90°偏振平面的每一個平面中獲得光致變色化合物的吸收光譜，從而獲得處于飽和或接近飽和狀態下的光致變色化合物在各偏振平面上的平均差異吸收光譜。例如，參考圖1，顯示了對于根據本申請公開的一個非限制性實施方案的光致變色化合物所獲得的在一個偏振平面上的平均差異吸收光譜(一般表示為10)。平均吸收光譜 (一般表示為11)是對于相同的光致變色化合物在正交偏振平面上所獲得的平均差異吸收光譜。以對于光致變色化合物所獲得的平均差異吸收光譜為基礎，如下獲得了光致變色化合物的平均吸收比。根據下列等式計算在與Xmax_vis+/-5納米(在圖1中一般表示為14) 對應的預定波長范圍內的每一波長下光致變色化合物的吸收比，其中Xmax_vis是光致變色化合物在任何平面上具有最高平均吸收率的那一波長ARxi = Ah1xiZkh2xi 等式 1其中，ARm是在波長Xi下的吸收比，Ab1M是在具有較高吸收率的偏振方向(即， 0°或90° )上在波長Xi下的平均吸收率，和Ab2M是在剩余偏振方向上在波長Xi下的平均吸收率。如前面所討論，“吸收比”指在第一平面上線性偏振的輻射的吸收率與在與第一平面正交的平面上線性偏振的相同波長輻射的吸收率的比率，其中第一平面取作具有最高吸收率的平面。然后根據下列方程式，通過將對于在預定波長范圍(即，Xmax_vis+/-5納米)內的波長所獲得的各吸收比平均化來計算光致變色化合物的平均吸收比(“AR”)AR = ( Σ ARa i)/Iii 等式 2其中，AR是光致變色化合物的平均吸收比，ARAi是在預定波長范圍(艮口， Xmax-vis+/_5納米)內的各波長的各自吸收比(按照以上在等式1中測定)，和Hi是平均化的各吸收比的數目。如前面所討論，普通的熱可逆光致變色化合物適合于對光化輻射作出響應從第一狀態轉換到第二狀態，并對熱能作出響應恢復到第一狀態。更具體地說，普通的熱可逆、光致變色的化合物能夠響應于光化輻射從一種異構體形式(例如和沒有限制地，閉合形式 (closed form))轉換到另一種異構體形式(例如和沒有限制地，開口形式(open form)), 和當暴露于熱能時恢復到閉合形式。然而，如前面所討論，一般來說普通的熱可逆的光致變色化合物沒有強烈地顯示二色性。如以上所討論，本申請公開的非限制性實施方案提供了具有根據CELL法測定的在至少一種狀態下大于2. 3的平均吸收比的熱可逆光致變色化合物和/或可以用作制備吸收比大于2. 3的光致變色化合物的中間體的熱可逆光致變色化合物。因此，根據此非限制性實施方案所述的熱可逆光致變色化合物能夠顯示出有用的光致變色性能和/或有用的光致變色性能和二色性性能。即，該熱可逆、光致變色的化合物可以是熱可逆、光致變色和/ 或光致變色-二色性化合物。就本申請所公開的光致變色化合物而言，本申請所使用的術語“光致變色-二色性”指在某些條件下同時顯示出光致變色和二色性性能，這些性能至少可以由儀器檢測到。根據其它非限制性實施方案所述，熱可逆的光致變色化合物可以是在至少一種狀態下具有根據CELL法測定的從4到20，從3到30，或從2. 5到50的平均吸收比的熱可逆光致變色-二色性化合物。本領域技術人員會認識到，光致變色化合物的平均吸收比越高， 光致變色化合物更加線性地偏振。因此，根據各種非限制性實施方案，熱可逆光致變色化合物能夠具有為了達到所要求程度的線性極化所需的任何平均吸收比。另一個非限制性實施方案提供熱可逆的、光致變色的化合物，它不含喊嗪并適于具有至少第一狀態和第二狀態，其中光致變色化合物在至少一種狀態下具有根據CELL法測定的至少1. 5的平均吸收比。此外，根據這一非限制性實施方案，平均吸收比能夠在至少一種狀態下是根據CELL法測定的1. 5-50。在本發明的具體實施方案中，提供光致變色材料，其包含茚并[2' ,3' _3，4]萘并[l，2-b]吡喃、茚并[3'，2' _3，4]萘并[l，2-b]吡喃、噻吩并[2'，3' _3，4]萘并[1， 2-b]卩比喃、噻吩并[3'，2' _3，4]萘并[l，2-b]卩比喃、苯并噻吩并[2'，3' _3，4]萘并[1， 2_b]卩比喃、苯并噻吩并[3'，2' _3，4]萘并[l，2-b]卩比喃、呋喃并[2'，3' _3，4]萘并[1， 2_b]卩比喃、呋喃并[3'，2' _3，4]萘并[l，2-b]吡喃、苯并呋喃并[2'，3' _3，4]萘并[1，
2-b]吡喃、苯并呋喃并[3'，2'-3,4]萘并[l，2-b]吡喃、2H-萘并[l，2_b]吡喃、3H-萘并[2，l_b]吡喃、苯并吡喃、螺[1，3_ 二氫吲哚_3，3'-萘并[2，l-b][l，4]]喊嗪、螺[1，
3-二氫吲哚_2，2'-萘并[l，2-b][l，4]]碌嗪或者俘精酸酐；其中
(A)所述光致變色材料具有至少一個取代基Q，其連接至在下文指定的特定碳原子，各Q獨立地包含-N3、-CN, -COOR ‘、-CCR ‘、-C(R ‘ )C(R ‘) R' ,-OCOR'、-0C00R' ,-SR'、-OSO2R"‘、禾口 / 或-CON(R' )R'，其中各 R'獨立地包含氫、未被取代的或者取代的1-18個碳原子烷基、未被取代的或者取代的芳基、未被取代的或者取代的2-18個碳原子的烯基或者炔基，其中所述取代基選自鹵素以及羥基以及R"‘ 包含-CF3或者具有2-18個碳原子的全氟代烷基；條件是其中(a)當所述光致變色材料包含茚并[2'，3' -3,4]萘并[l，2_b]吡喃、茚并 [3'，2' _3，4]萘并[l，2-b]吡喃、噻吩并[3'，2' _3，4]萘并[1，2_b]吡喃、噻吩并 [3'，2' _3，4]萘并[l，2-b]吡喃、苯并噻吩并[2'，3' _3，4]萘并[1，2_b]吡喃、苯并噻吩并[3'，2' _3，4]萘并[l，2-b]吡喃、呋喃并[2'，3' _3，4]萘并[1，2_b]吡喃、呋喃并[3'，2' _3，4]萘并[l，2-b]吡喃、苯并呋喃并[2'，3' _3，4]萘并[1，2_b] 吡喃、苯并呋喃并[3'，2' _3，4]萘并[l，2-b]吡喃，Q連接至7-和/或10-位以及包含-N3、-COOR' , -CCR'、-C(R' )C(R' )R' , -OCOR'、-OCOOR' , -SR'、-OSO2R"‘或者-CN，條件是當所述光致變色材料是茚并[2‘ ,3' _3，4]萘并[l，2-b]批喃時，所述材料化合物在12-位基本上不含取代基；(b)當所述光致變色材料包含3H-萘并[2，Ι-b]吡喃時，Q連接至其6_和/或 7-位以及對于各個情況獨立地包含-N3或者-OCOOR'；(c)當所述光致變色材料包含2H-萘并[l，2_b]吡喃，Q連接至其8-位以及包含-N3 ；或者-OCOOR'，條件是所述光致變色材料在5-位基本上無取代基；(d)當所述光致變色材料包含苯并吡喃時，Q連接至其7-位以及包含-N3、-CN、-CCR'、或者-OSO2R"‘；(e)當所述光致變色材料包含螺[1，3_ 二氫吲哚_2，2'-萘并[l，2_b] [1,4]]噁嗪，取代基Q連接至其5-、6_和/或8'-位以及對于各個情況獨立地包含-N3 ；-CCR'，條件是該"‘吲哚并(indolino)基團基本上不含N-取代基；或者-OSO2R"‘，條件是所述光致變色材料基本上不含羰基；(f)當所述光致變色材料包含螺[1，3_ 二氫吲哚_2，3'-萘并[2，l_b][l， 4]]喊嗪時，取代基Q連接至其5-、6-、6'和/或7'-位以及對于各個情況獨立地包含-N3;-CCR'，條件是吲哚并基團基本上不含N-取代基；或者-OSO2R" ’，條件是所述光致變色材料基本上不含羰基；以及(g)當所述光致變色材料包含俘精酸酐時，Q包含-N3, -CN, -CCR'，或者-OSO2R"‘；以及(B)任選，所述光致變色材料具有至少一種延長劑L，由以下式表示(其在以下詳細公開)-[S1] ,-[Q1-[S2] Jd, -[Q2-[S3] Je, -[Q3"[S4]f]f, -S5-P在這里使用的術語“連接”指直接鍵接或經由另一個基團間接地鍵接。因此，例如， 根據本申請公開的各種非限制性實施方案，L能夠作為在PC上的取代基直接鍵接于PC上， 或L能夠是在直接鍵接于PC上的另一個基團(如由R表示的基團，它在下面將討論)上的取代基(即，L間接地鍵接到PC上)。雖然在本申請并非限制，根據各種非限制性實施方案，L能夠連接于PC上，從而在活化狀態下使PC延伸或延長，這樣所延伸PC (即，光致變色化合物)的吸收比與單獨PC相比得到了增強。雖然在本申請并非限制，根據各種非限制性實施方案，L在PC上的連接位置能夠進行選擇，以使得在與活化形式PC的理論過渡偶極矩平行或垂直的方向中至少一個方向上L使PC延長。就L位置而言，其可以隨后在Q基團處連接至光致變色化合物。本申請光致變色化合物在指明位置可以具有至少一個Q基團以及任選一個或多個L基團。本申請使用的術語“理論過渡偶極矩”指通過電磁輻射與分子的相互作用所產生的瞬時偶極極化。參見，例如，IUPAC Compendium of Chemical Technology, 第二版，國際純粹與應用化學聯合會(1997)。就以上L而言，各仏、％和％能夠在各情況下獨立地選自從未被取代的或取代的芳基、未被取代的或取代的脂環族基、未被取代的或取代的雜環基團以及它們的混合基團中選擇的二價基團，其中取代基選自由P表示的基團，液晶基團(mesogen)，鹵素，多 (C1-C18烷氧基)，C1-C18烷氧基羰基，C1-C18烷基羰基，C1-C18烷氧基羰基氧基，芳氧基羰基氧基，全氟(C1-C18)烷氧基，全氟(C1-C18)烷氧基羰基，全氟(C1-C18)烷基羰基、全氟(C1-C18) 烷基氨基，二(全氟(C1-C18)烷基)氨基，全氟(C1-C18)烷基硫基，C1-C18烷基硫基，C1-C1Jit 基，C3-Cltl環烷基，C3-Cltl環烷氧基，被氰基、鹵素或C1-Cw烷氧基單取代或被鹵素多取代的直鏈或支化C「C18烷基，和由下列通式中的一種表示的基團-M⑴(t_D和-M(OT) (t_D，其中M 選自鋁，銻，鉭，鈦，鋯和硅，T選自有機官能化基團，有機官能化烴基，脂族烴基和芳族烴基， 以及t是M的價態。在這里使用的前綴“多”指至少兩個。如以上所討論，Q1, Q2和％能夠獨立地在各情況下選自二價基團，如未被取代的或取代的芳基，未被取代的或取代的雜環基團，和未被取代的或取代的脂環族基。有用的芳族基的非限制性例子包括苯并，萘并，菲并，聯苯基，四氫萘并，三聯苯基，和蒽并。在這里使用的術語“雜環基團”指具有原子的環的化合物，其中構成環的至少一個原子不同于構成環的其它原子。此外，本申請使用的術語“雜環基團”具體地說排除稠合雜環基團。從中可以選擇出Qp Q2和A的合適雜環基團的非限制性例子包括異山梨醇 (isosorbitol)，二苯并呋喃并，二苯并噻吩并，苯并呋喃并，苯并噻吩并，噻吩并，呋喃并， 二氧己并(dioxino)，咔唑并，氨茴內酐基(anthranilyl)，吖庚因基(az印inyl)，苯并魂唑基，二吖庚因基(diaz印inyl)，二唑基(dioazlyl)，咪唑烷基，咪唑基，咪唑啉基，吲唑基， 假吲哚基(indoleninyl)，二氫吲哚基(indolinyl)，中氮茚基，吲哚基，吲哚潘嗪基，異吲哚基，異氮雜茚基，異碟唑基(isooxazolyl)，isooxazyl，異吡咯基，異喹啉基，異噻唑基， 嗎啉代，嗎啉基，竭二氮雜唑基(oxadiazolyl)，噻唑基，τ港噻唑基(oxathiazolyl)，氧硫雜環戊二烯(oxathiolyl)，確三唑基(oxatriazolyl)，碌唑基，哌嗪基，piperazyl，哌啶基， 嘌呤基，吡喃并吡咯基，吡嗪基，吡唑烷基，吡唑啉基，吡唑基，pyrazyl，噠嗪基，pyridazyl, 吡啶基，嘧啶基(pyrimidinyl)，pyrimidyl,，pyridenyl，吡咯烷基，吡咯啉基，吡咯甲酰基 (pyrroyl)，喹嗪基(quinolizinyl)，奎寧環基，喹啉基，噻唑基，三唑基，triazyl，N-芳基哌嗪基，氮丙啶并，芳基哌啶子基，硫代嗎啉代，四氫喹啉并，四氫異喹啉并，吡咯基，未被取代的、單-或二-取代的C4-C18螺雙環胺，以及未被取代的、單-或二 -取代的C4-C18螺三環胺。如以上所討論，根據各種非限定性實施方案，QijQ2和( 能夠選自單-或二 -取代的C4-Cw螺雙環胺和C4-C18螺三環胺。合適取代基的非限制性例子包括芳基，C1-C6烷基， C1-C6烷氧基或苯基(C1-C6)烷基。單-或二-取代的螺雙環胺的特定的非限制性例子包括2-氮雜雙環[2. 2. 1]庚-2-基；3-氮雜雙環[3. 2. 1]辛-3-基；2-氮雜雙環[2. 2. 2] 辛-2-基；和6-氮雜雙環[3.2.2]壬-6-基。單-或二取代的三環胺的特定的非限制性例子包括2-氮雜三環[3. 3. 1. 1 (3，7)]癸-2-基；4-芐基-2-氮雜三環[3. 3. 1. 1(3, 7)]癸-2-基；4-甲氧基-6-甲基-2-氮雜三環[3. 3. 1. 1(3,7)]癸_2_基；4-氮雜三環 [4. 3. 1. 1(3,8)] -j^一烷-4-基；和 7-甲基-4-氮雜三環[4. 3. 1. 1(3,8)] -j^一烷-4-基。從中可以選擇出Q1, Q2，和Q3的脂環族基的例子包括，而不限于，環己基，環丙基， 降冰片烯基，十氫萘基，金剛烷基，雙環辛烷，全氫芴，和立方烷基。繼續關于L，各S1, S2, S3, S4和&在各情況下獨立地選自下列這些的間隔單元(1) - (CH2) g_，- (CF2) h_，-Si (CH2) g_，_ (Si [ (CH3) 2] 0) h_，其中g在各情況下獨立地選自1到20 ;h選自1到16，包括端值；(2)-N(Z)-,-C(Z) =C(Z)-,-C(Z) =N-,-C(Z' )-C(Z' )_，或者單鍵，其中 Z在各情況下獨立地選自氫，C1-C6烷基，C3-Cltl環烷基和芳基，和Z'在各情況下獨立地選自C1-C18 烷基，C3-C10環烷基和芳基；和(3) -0-，-C (0) -C = C-, -N = N-, -S-, -S (0) -，-S (0) (0) _，- (0) S (0) 0_，_0 (0) S (0) O-直鏈或支化C1-C24亞烷基殘基，所述C1-C24亞烷基殘基是未被取代的，被氰基或鹵素單取代，或被鹵素多取代；條件是當兩個包括雜原子的間隔單元聯接在一起時，該間隔單元在聯接時要求雜原子不直接聯接于彼此之上以及當S1和&分別地聯接到PC和P上時，它們在聯接時要求兩個雜原子不直接聯接于彼此之上。在這里使用的術語“雜原子”指除碳或氫之外的原子。根據在這里公開的各種非限制性實施方案，在L中，c，d，e和f可以各自獨立地選自1-20中的整數，包括端值；和d' , e'和f'可以各自獨立地選自0，1，2，3和4，前提條件是d' +e' +f'的總和至少是1。根據本申請公開的其它非限制性實施方案，c，d，e和 f可以各自獨立地選自0-20中的整數，包括端值；和d' ,e'和f'可以各自獨立地選自0， 1，2，3和4，前提條件是d' +e' +f'的總和至少是2。根據在這里公開的另一非限制性實施方案，c，d，e和f可以各自獨立地選自0-20中的整數，包括端值；和d' ’e'和f ‘可以各自獨立地選自0，1，2，3和4，前提條件是d' +e' +f'的總和至少是3。根據在本申請公開的又一非限制性實施方案，c，d，e和f可以各自獨立地選自0-20中的整數，包括端值；和 d'，e'和f'可以各自獨立地選自0，1，2，3和4，前提條件是d' +e' +f'的總和至少是 1。此外，在L中，P可以選自羥基、氨基、C2-Cw烯基、C2-Cw炔基、疊氮基、甲硅烷基、 甲硅烷氧基、甲硅烷基氫化物、(四氫-2H-吡喃-2-基)氧基、硫醇基、異氰酸根合、硫代異氰酸根合、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、2_(丙烯酰氧基)乙基氨基甲酰基、2-(甲基丙烯酰氧基)乙基氨基甲酰基、氮丙啶基、烯丙氧基羰氧基、環氧基、羧酸基、羧酸酯基、丙烯酰基氨基、甲基丙烯酰基氨基、氨羰基、C1-Q8烷基氨羰基、氨羰基(C1-C18)烷基、C1-C18烷氧基羰基氧基、鹵代羰基、氫、芳基、羥基(C1-C18)烷基、C1-C18烷基、C1-Q8烷氧基、氨基(C1-C18) ^ ^。1_。18 ^ ^ ■~- — (C1-C18) ^C1-C18 烷基(C1-C18)烷氧基、C1-Q8烷氧基 (C1-C18)烷氧基、硝基、聚(C1-C18)烷基醚、(C1-C18)烷基(C1-C18)烷氧基(C1-C18)烷基、聚氧化乙烯、聚氧化丙烯、乙炔基(ethylenyl)、丙烯酰基、丙烯酰氧基(C1-C18)烷基、甲基丙烯酰基、甲基丙烯酰氧基(C1-C18)烷基、2-氯代丙烯酰基、2-苯基丙烯酰基、丙烯酰氧基苯基、2-氯代丙烯酰基氨基、2-苯基丙烯酰基氨基羰基、oxetanyl、縮水甘油基、氰基、異氰酸根合(C1-C18)烷基、衣康酸酯、乙烯基醚、乙烯基酯、苯乙烯衍生物、主鏈和側鏈液晶聚合物、硅氧烷衍生物、乙撐亞胺衍生物、馬來酸衍生物、富馬酸衍生物、未取代肉桂酸衍生物、肉桂酸衍生物用至少甲基、甲氧基、氰基以及鹵素之一取代的物質、或者取代或者未被取代的手性的或者非手性的單價的或者二價基團，其選自類固醇基團、萜類化合物基團、生物堿基團及其混合物，其中該取代基獨立地選自C1-Q8烷基、C1-C18烷氧基、氨基、C3-Cltl環烷基、C1-C18 烷基(C1-C18)烷氧基、氟代(C1-C18)烷基、氰基、氰基(C1-C18)烷基、氰基(C1-C18)烷氧基或其混合物，或者P是一種結構，其具有2-4個反應性基團或者P是未被取代的或者取代的開環易位聚合前體。根據在這里公開的各種非限制性實施方案，當P是可聚合的基團時，可聚合的基團能夠是適于參與到聚合反應中的任何官能團。聚合反應的非限制性例子包括描述在 Hawley ‘ s Condensed Chemical Dictionary Thirteenth Edition,1997 中白勺 “polymerization”的定義中的那些，John Wiley&Sons，第901-902頁，它的公開內容被引入這里供參考。例如，雖然在這里沒有限制，聚合反應包括“加成聚合”，其中自由基是引發劑，它通過在單體雙鍵的一側上加成到單體上和同時在另一側上產生新的自由電子來與單體雙鍵反應；“縮聚”，其中兩個反應用分子相結合形成更大的分子，同時消去小分子如水分子；和“氧化偶聯聚合”。此外，可聚合的基團的非限制性例子包括羥基，丙烯酰氧基，甲基丙烯酰氧基，2-(丙烯酰氧基)乙基氨基甲酰基，2-(甲基丙烯酰氧基)乙基氨基甲酰基，異氰酸酯，氮雜環丙烷，烯丙基碳酸酯，和環氧基，例如，環氧乙烷基甲基。根據一個特定的非限制性實施方案，P能夠選自主鏈或側鏈液晶聚合物和液晶基團。本申請使用的術語液晶“基團(mesogen)”指剛性棒狀或圓盤狀液晶分子。此外，在這里使用的術語“主鏈液晶聚合物”指在聚合物的骨架(即，該主鏈)結構中具有液晶基團的聚合物。本申請使用的術語“側鏈液晶聚合物”指在側鏈中具有連接于聚合物上的液晶基團的聚合物。雖然在本申請沒有限制，一般，基團是由限制液晶聚合物的運動的兩個或更多個芳族環構成的。合適棒狀液晶基團的例子包括而不限于取代的或未被取代的芳族酯，取代的或未被取代的線性芳族化合物，以及取代的或未被取代的三聯苯類。根據另一個特定的非限制性實施方案，P能夠選自留類基團，舉例說且不限于，膽甾醇類化合物。如以上所討論，本申請公開的各種非限制性實施方案提供光致變色化合物，它包括(a)光致變色基團(PC)和(b)在上述位置處的至少一個Q基團以及任選地，連接至PC 的至少一種延長劑(L)(以上)。在備選的實施方案中，該光致變色化合物可以由以下圖解式I，II，III，IVA, IVB, V或者VI表示
權利要求
1.光致變色材料，包含茚并[2‘，3' _3，4]萘并[l，2-b]吡喃、茚并[3'，2' -3,4] 萘并[l，2-b]卩比喃、噻吩并[2'，3' _3，4]萘并[l，2-b]卩比喃、噻吩并[3'，2' _3，4]萘并 [l，2-b]吡喃、苯并噻吩并[2'，3' _3，4]萘并[l，2-b]吡喃、苯并噻吩并[3'，2' -3,4] 萘并[l，2-b]卩比喃、呋喃并[2'，3' _3，4]萘并[l，2-b]卩比喃、呋喃并[3'，2' _3，4]萘并 [l，2-b]吡喃、苯并呋喃并[2'，3' _3，4]萘并[l，2-b]卩比喃、苯并呋喃并[3'，2' -3,4] 萘并[l，2-b]吡喃、2H-萘并[l，2-b]吡喃、3H-萘并[2，l_b]吡喃、苯并吡喃、螺[1，3_ 二氫吲哚 _3，3'-萘并[2，l-b][l，4]] _、螺[1，3_ 二氫吲哚 _2，2'-萘并[l，2_b][l， 4]]喊嗪或俘精酸酐，其中㈧所述光致變色材料具有至少一個取代基Q，其連接至在下文指定的特定碳原子，各 Q 獨立地包含-N3、-CN, -COOR ‘、-CCR ‘、-C(R ‘ )C(R ‘) R' ,-OCOR'、-0C00R' ,-SR'、-OSO2R"‘、禾口 / 或-CON(R' )R'，其中各 R'獨立地包含氫、未被取代的或者取代的1-18個碳原子烷基、未被取代的或者取代的芳基、未被取代的或者取代的2-18個碳原子的烯基或者炔基，其中所述取代基選自鹵素以及羥基以及R"‘ 包含-CF3或者具有2-18個碳原子的全氟代烷基；條件是其中(a)當所述光致變色材料包含茚并[2'，3'-3,4]萘并[l，2-b]吡喃、茚并[3 ‘， 2' _3，4]萘并[l，2-b]吡喃、噻吩并[3'，2' _3，4]萘并[l，2-b]吡喃、噻吩并[3'， 2' _3，4]萘并[l，2-b]吡喃、苯并噻吩并[2'，3' _3，4]萘并[l，2-b]吡喃、苯并噻吩并[3'，2' _3，4]萘并[l，2-b]吡喃、呋喃并[2'，3' _3，4]萘并[1，2_b]吡喃、呋喃并[3'，2' _3，4]萘并[l，2-b]吡喃、苯并呋喃并[2'，3' _3，4]萘并[1，2_b]吡喃、苯并呋喃并[3'，2' _3，4]萘并[l，2-b]吡喃時，Q連接至7-和/或10-位以及包含-N3、-COOR' , -CCR'、-C(R' )C(R' )R' , -OCOR'、-OCOOR' , -SR'、-OSO2R"‘或者-CN，條件是當所述光致變色材料是茚并[2‘ ,3' _3，4]萘并[l，2-b]批喃時，所述材料化合物在12-位基本上不含取代基；(b)當所述光致變色材料包含3H-萘并[2，l-b]吡喃時，Q連接至其6-和/或7-位以及對于各個情況獨立地包含-N3或者-0C00R ‘；(c)當所述光致變色材料包含2H-萘并[l，2-b]吡喃時，Q連接至其8-位以及包含-N3； 或者-OCOOR'，條件是所述光致變色材料在5-位基本上無取代基；(d)當所述光致變色材料包含苯并吡喃時，Q連接至其7-位以及包含-N3、-CN、-CCR'、 或者-OSO2R" ’ ；(e)當所述光致變色材料包含螺[1，3_二氫吲哚_2，2'-萘并[l，2-b][l，4]]噁嗪時，取代基Q連接至其5-、6_和/或8'-位以及對于各個情況獨立地包含-N3 ；-CCR'，條件是該吲哚并(indolino)基團基本上不含N-取代基；或者-OSO2R"‘，條件是所述光致變色材料基本上不含羰基；(f)當所述光致變色材料包含螺[1，3_二氫吲哚_3，3'-萘并[2，l-b][l，4]]喊嗪時， 取代基Q連接至其5-、6-、6'和/或7'-位以及對于各個情況獨立地包含-N3 ；-CCR'，條件是吲哚并基團基本上不含N-取代基；或者-OSO2R" ’，條件是所述光致變色材料基本上不含羰基；以及(g)當所述光致變色材料包含俘精酸酐時，Q包含-N3,-CN，-CCR'，或者-OSO2R"‘；以及(B)任選，所述光致變色材料具有至少一個延長劑L，由以下式表示-[S1] ,-[Q1-[S2] Jd, -[Q2-[S3] Je, -[Q3-[S4]f]f, -S5-P其中(a)各(^ 和( 能夠在各情況下獨立地選自從未被取代的或取代的芳基、未被取代的或取代的脂環族基、未被取代的或取代的雜環基團以及它們的混合基團中選擇的二價基團，其中取代基選自由P表示的基團，液晶基團，鹵素，多(C1-Cw烷氧基)，C1-C18烷氧基羰基，C1-Q8烷基羰基，C1-C18烷氧基羰基氧基，芳氧基羰基氧基，全氟(C1-C18)烷氧基，全氟 (C「C18)烷氧基羰基，全氟(C1-C18)烷基羰基、全氟(C1-C18)烷基氨基，二(全氟(C1-C18)烷基)氨基，全氟(C1-C18)烷基硫基，C1-C18烷基硫基，C1-C18乙酰基，C3-C10環烷基，C3-C10環烷氧基，被氰基、鹵素或C1-C18烷氧基單取代或被鹵素多取代的直鏈或支化C1-C18烷基，和含下列通式中的一種的基團-M⑴(t_D和-M (OT) (t_D，其中M選自鋁，銻，鉭，鈦，鋯和硅，T選自有機官能化基團，有機官能化烴基，脂族烴基和芳族烴基，以及t是M的價態；(b)c，d，e和f各自獨立地選自1-20中的整數，包括端值；各S1, S2，S3, S4和&在各情況下獨立地選自下列這些的間隔單元(i)_(CH2)g-, -(CF2)h-, -Si(CH2)g-, - (Si [(CH3) 2]0)h-，其中 g 在各情況下獨立地選自 1 到20 ；h是選自1到16的整數，包括端值；(ii)-N(Z)-,-C(Z) = C(Z)-, -C(Z) = N-, -C(Z' )-C(Z' ) _，或者單鍵，其中 Z 在各情況下獨立地選自氧，C1-C18烷基，C3-Cltl環烷基和芳基，和Z‘在各情況下獨立地選自C1-C18 烷基，C3-C10環烷基和芳基；和(iii)-0-,-C(0)-,-C= C-,-N = N-, -S-, -S (0) -，-S (0) (0) -，- (0) S (0) 0_，-0 (0) S (0) 0-或直鏈或支化C1-C24亞烷基殘基，所述C1-C24亞烷基殘基是未被取代的，被氰基或鹵素單取代，或被鹵素多取代；條件是當兩個包括雜原子的間隔單元聯接在一起時，該間隔單元在聯接時要求雜原子不直接聯接于彼此之上以及當S1和&分別地聯接到PC和P上時，它們在聯接時要求兩個雜原子不直接聯接于彼此之上；(C)P選自羥基、氨基、C2-C18烯基、C2-C18炔基、疊氮基、甲硅烷基、甲硅烷氧基、甲硅烷基氫化物、(四氫-2H-吡喃-2-基)氧基、硫基、異氰酸根合、硫代異氰酸根合、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、2-(丙烯酰氧基)乙基氨基甲酰基、2-(甲基丙烯酰氧基)乙基氨基甲酰基、氮丙啶基、烯丙氧基羰氧基、環氧基、羧酸、羧酸酯、丙烯酰基氨基、甲基丙烯酰基氨基、氨羰基、C1-Q8烷基氨羰基、氨羰基(C1-C18)烷基、C1-C18烷氧基羰基氧基、商代羰基、 氫、芳基、羥基(C1- _C18)焼基、C1-C18 焼基、C1-C18 烷氧基、氨基(C1- _C18)焼基、C1-C18 烷基氨基、二-(C1-C18)烷基氨基、C1-C18烷基(C1-C18)烷氧基W1-Cw烷氧基(C1-C18)烷氧基、硝基、 聚(C1-C18)烷基醚、(C1-C18)烷基(C1-C18)烷氧基(C1-C18)烷基、聚氧化乙烯、聚氧化丙烯、 乙炔基、丙烯酰基、丙烯酰氧基(C1-C18)烷基、甲基丙烯酰基、甲基丙烯酰氧基(C1-C18)烷基、2-氯代丙烯酰基、2-苯基丙烯酰基、丙烯酰氧基苯基、2-氯代丙烯酰基氨基、2-苯基丙烯酰基氨基羰基、oxetanyl、縮水甘油基、氰基、異氰酸根合(C1-C18)烷基、衣康酸酯、乙烯基醚、乙烯基酯、苯乙烯衍生物、主鏈和側鏈液晶聚合物、硅氧烷衍生物、乙烯亞胺衍生物、 馬來酸衍生物、富馬酸衍生物、未取代肉桂酸衍生物、用甲基、甲氧基、氰基以及鹵素至少之一取代的肉桂酸衍生物、或者取代或者未被取代的手性的或者非手性的單價的或者二價基團，其選自類固醇基團、萜類化合物基團、生物堿基團及其混合物，其中該取代基獨立地選 _ Ci-C18燒氧基、氨基、C3-C10環燒基、C「C18燒基(C1-C18)燒氧基、氟代(CfC18)烷基、氰基、氰基(C1-C18)烷基、氰基(C1-C18)烷氧基或其混合物，或者P是具有2-4個反應性基團的結構或者P是未被取代的或者取代的開環易位聚合前體；(d)d' , e'和f'各自獨立地選自0，1，2，3和4，前提條件是d' +e' +f'的總和至少是1。
2.
3.權利要求2的光致變色材料，其由圖解式I、II、III以及V之一表示，其中(A)各個取代基Q 獨立地包含-N3, -CN, -COOR ‘，-CCR ‘，_C(R ‘ )C(R ‘) R'，-OCOR'，-OCOOR'，-SR'，-OSO2R"‘，禾口 / 或-CONHR'，其中各個 R'獨立地包含具有1至12個碳原子的烷基以及R"‘包含-CF3或者具有2-12個碳原子的全氟代烷基；(B)各個i是0至3的整數以及各R在各個情況下獨立選自 (a)在下文公開的B表示的基團；(b)-C(OU24，其中Xm選自延長劑L、羥基、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、未被取代的苯基或者用C1-C6烷基或者C1-C6烷氧基單取代的苯基、未被取代的氨基、用C1-C6烷基、苯基、芐基以及萘基至少之一單或者二取代的氨基；(C)-OX7以及-N(X7)2 ；其中X7選自⑴延長劑L、氫、C1-C12烷基、C1-C12酰基、苯基(C1-C12)烷基、單(C1-C12)烷基取代的苯基(C1-C12)烷基、單(C1-C12)烷氧基取代的苯基(C1-C12)烷基A-C12烷氧基(C1-C12)烷基； C3-C7環烷基；單(C1-C12)烷基取代的C3-C7環烷基、c「c12鹵代烷基、烯丙基、苯甲酰基、單取代的苯甲酰基、萘酰基或者單取代的萘酰基，其中每一個所述苯甲酰基以及萘酰基取代基獨立地選自C1-C6烷基、以及C1-C6烷氧基；(ii)-CH (X8) X9，其中&選自延長劑L、氫或者C1-C12烷基；以及X9選自延長劑 L，-CN, -CF3,或者-COOXici，其中Xltl選自延長劑L，氫或者C1-C12烷基；(iii)-C(0)X6，其中&選自下述至少之一延長劑L、氫、C「C12烷氧基、未被取代的苯氧基、用C1-C12烷基或者C1-C12烷氧基單或者二取代的苯氧基、未被取代的芳基、用C1-C6烷基或者C1-C6烷氧基單或者二取代的芳基、未被取代的氨基、用(^-(；烷基單或者二取代的氨基、以及苯基氨基，其是未被取代的、用C1-C6烷基或者C1-C6烷氧基單或者二取代的；或者(d)式i表示的含氮環(e)由式ii或iii表示的基團；其中X14, X15,和)(16各種情況下獨立地選自延長劑L，氫，C1-C12烷基，苯基或萘基，或者 X14和X15 一起形成5-7個碳原子的環；P是整數，其選自0，1，或2，以及)(17各種情況下獨立地選自延長劑L，C1-C12烷基，C1-C12烷氧基，或者鹵素；(f)相緊鄰基團R—起形成由式vii，viii，或ix表示的基團其中(i)W和W'在各情況下獨立地選自-0-，-N(X7)-,-C(X14)-,和-C(X17)-;(ii)X14'X15和A7，其中A4，和)(15各種情況下獨立選自延長劑L，氫，C1-C12烷基，苯基或萘基，或者)(14和X15 一起形成5-7個碳原子的環；以及\ 各種情況下獨立選自延長劑L， C1-C12烷基，C1-C12烷氧基，或者鹵素；以及(iii)q是整數，其選自0-3，以及(g)延長劑L(C)如果當所述光致變色材料由圖解式I表示時(a)Q包含-CN，以及圖解式I所述光致變色材料在12-位基本上不含取代基，或者Q包含-N3、-COOR' ,-CCR'、-C(R' )C(R' )R'、-OCOR'、-OCOOR'、-SR'、以及-OSO2R'“；(b)基團A表示茚并，噻吩并，呋喃并或苯并呋喃并；以及(C)B以及B'各自獨立地選自(I)C1-C12烷基、C3-C7環烷基、C1-C12鹵代烷基、以及未被取代的或者用C1-C6烷基以及 C1-C6烷氧基至少之一單取代的芐基；(Ii)-CH(CN)2以及-CH(COOX1)2，其中&選自下述至少之一延長劑L、氫、未被取代的或者用苯基單取代的C1-C12烷基、用C1-C6烷基或者(^-(6烷氧基單取代的苯基(C1-C6)烷基、 以及未被取代的芳基、單或者二取代的芳基，其中各芳基取代基獨立地選自C1-C6烷基以及 C1-C6烷氧基；以及延長劑L ；(Iii)-CH(X2) (X3),其中(1)&選自延長劑L，C1-C12烷基，未取代、單-或雙-取代的芳基中至少一種，其中各芳基取代基獨立選自C1-C6烷基以及C1-C6烷氧基；以及(2) 選自-COOX1,-COX1, -COX4，和-CH2OX5中的至少一種，其中 選自下列的至少一種嗎啉代，哌啶子基，未被取代的或被C1-C6烷基單-或二-取代的氨基，以及選自苯基氨基和二苯基氨基中的未被取代的或單或二-取代的基團，其中各取代基獨立地選自C1-C6烷基或C1-C6烷氧基；和&選自延長劑L，氫，-C (0) ，未被取代的或被(C1-C12)烷氧基或苯基單取代的C1-C12烷基，被(C1-C12)烷氧基單取代的苯基(C1-C12)烷基，以及未被取代的， 單-或二-取代的芳基，其中各芳基取代基獨立地選自C1-C6烷基和C1-C6烷氧基；(iv)未被取代的，單_，二 _，或三-取代的芳基；9-久洛尼定基；或選自吡啶基、呋喃基、苯并呋喃-2-基、苯并呋喃-3-基、噻吩基、苯并噻吩-2-基、苯并噻吩-3-基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、咔唑基、苯并吡啶基、二氫吲哚基或芴基的未取代、單-或二-取代雜芳基，其中各個芳基和雜芳基取代基在各情況下獨立地選自(1)延長劑L；(2)-COOX1或者-C (0) ;(3)芳基，鹵芳基，C3-C7環烷基芳基，以及被C1-C12烷基或C1-C12烷氧基單-或二-取代的芳基；(4)C1-C12烷基，C3-C7環烷基，C3-C7環烷氧基(C1-C12)烷基，芳基(C1-C12)烷基，芳氧基 (C1-C12)烷基，單-或二-(C1-C12)烷基芳基(C1-C12)烷基，單-或二-(C1-C12)烷氧基芳基 (C1-C12)烷基，鹵代烷基，和單(C1-C12)烷氧基(C1-C12)烷基；(5)C1-C12烷氧基,C3-C7環烷氧基，環烷氧基(C1-C12)烷氧基，芳基(C1-C12)烷氧基，芳氧基(C1-C12)烷氧基，單-或二-(C1-C12)烷基芳基(C1-C12)烷氧基，和單-或二-(C1-C12)烷氧基芳基(C1-C12)烷氧基；(6)酰氨基，氨基，單-或者二-烷基氨基，二芳基氨基，哌嗪并，N-(C1-C18)烷基哌嗪并， N-芳基哌嗪并，丫丙啶并，吲哚并，哌啶基，嗎啉代，硫代嗎啉代，四氫化喹啉并，四氫化異喹啉并，吡咯烷基，羥基，丙烯酰氧基，甲基丙烯酰氧基以及鹵素；(7)-OX7或者-N(X7)2 ；(8)未被取代的或者單取代的基團，選自吡唑基、咪唑基、吡唑啉基、咪唑啉基、吡咯烷基、吩噻嗪基、phenoxazinyl、吩嗪基、或者吖啶基，其中各取代基獨立地選自延長劑LC1-C6 烷基，C1-C6烷氧基，苯基，羥基，氨基或者^f素；以及(9)B和B'—起形成芴-9-叉，單-或二-取代的芴-9-叉或形成飽和的C3-C8螺-單環烴環，飽和的C7-Cltl螺-二環烴環，飽和的C7-Cltl螺-三環烴環，所述芴-9-叉上的取代基選自C1-C3烷基，C1-C3烷氧基，氟和氯；(D)如果當所述光致變色材料通過圖解式II表示時，Q包含-OCOOR'，條件是圖解式 II所述光致變色材料在5-位基本上無取代基；以及R，i，B和B'同以上所述；(E)如果當所述光致變色材料通過圖解式III表示時，Q對于各個情況獨立地包含-OCOOR'；以及R，i，B和B'同上文；(F)如果當所述光致變色材料通過圖解式V表示時，Q包含-CN，-CCR'，或者-OSO2R"‘；以及R，i，B和B'同上文。
4.權利要求2的光致變色材料，其由圖解式I或II表示，其中(A)各個取代基Q 獨立地包含-CN，-COOR ‘，-CCR ‘，_C(R ‘ )C(R ‘) R'，-OCOR'，-OCOOR'，-SR'，-OSO2R"‘，禾口 / 或-CON(R' )R'，其中各個 R'獨立地包含具有1至6個碳原子的烷基以及R"‘包含-CF3或者具有2-6個碳原子的全氟代烷基；(B)各個i是0至3的整數以及各R在各個情況下獨立選自(a)在下文公開的B表示的基團；(b)-C(0U24，其中L選自羥基、C1-C6烷基、C1-C6烷氧基、未被取代的苯基或者用C1-C6 烷基或者(^-(6烷氧基單取代的苯基、未被取代的氨基、用C1-C6烷基、苯基、芐基以及萘基至少之一單或者二取代的氨基；(C)-OX7以及-N(X7)2；其中X7選自⑴氫、C1-C6烷基、C1-C6酰基、苯基(C1-C6)烷基、單(C1-C6)烷基取代的苯基(C1-C6) 烷基、單(C1-C6)烷氧基取代的苯基(C1-C6)烷基；crc6烷氧基(C1-C6)烷基；c3-c5環烷基； 單(C1-C6)烷基取代的C3-C5環烷基,C1-C6鹵代烷基、烯丙基、苯甲酰基、單取代的苯甲酰基、 萘酰基或者單取代的萘酰基，其中每一個所述苯甲酰基以及萘酰基取代基獨立地選Sc1-C3 烷基、以及C1-C3烷氧基；(ii)-CHOyx9，其中&選自氫或者C1-C6烷基；以及X9選自-CN，-CF3，或者-COOXici，其中Xltl選自氫或者C1-C6烷基；(iii)-C(0)X6，其中X6選自氫、C1-C12烷氧基、未被取代的苯氧基、用C1-C6烷基或者 C1-C6烷氧基單或者二取代的苯氧基、未被取代的芳基、用C1-C3烷基或者C1-C3烷氧基單或者二取代的芳基、未被取代的氨基、用C1-C3烷基單或者二取代的氨基、以及苯基氨基，其是未被取代的、用C1-C3烷基或者C1-C3烷氧基單或者二取代的；(d)式i表示的含氮環(e)由式ii或iii表示的基團；其中X14，X15,和X16各種情況下獨立選自氫，C1-C6烷基，苯基或者)(14和X15 —起形成5-7 個碳原子的環；P是整數，其選自0，1，或2，以及)(17各種情況下獨立選自C1-C6烷基，C1-C6 烷氧基，或者鹵素；(f)相緊鄰基團R—起形成由式vii，viii，或ix表示的基團其中(i)W和W'在各情況下獨立地選自-0-，-N(X7)-,-C(X14)-,和-C(X17)-;(ii)X14，X15和X17，其中X14,和X15各種情況下獨立選自氧，C1-C6烷基，苯基或萘基，或者 X14和—起形成5-7個碳原子的環；以及\ 各種情況下獨立選自C1-C6烷基，C1-C6烷氧基，或者鹵素；以及(iii)q是整數，其選自0-3，以及(g)延長劑L；(C)如果當所述光致變色材料由圖解式I表示時(a)Q包含-CN，以及圖解式I所述光致變色材料在12-位基本上不含取代基，或者Q包含-COOR' ,-CCR'、-C(R' )C(R' )R'、-OCOR'、-0C00R'、-SR'、以及-OSO2R'“；(b)基團A表示茚并；以及(C)B以及B'各自獨立地選自(DC1-C6烷基、C3-C5環烷基、C1-C6鹵代烷基、以及未被取代的或者用C1-C3烷基以及 C1-C3烷氧基至少之一單取代的芐基；(Ii)-CH(CN)2以及-CH(COOX1)2，其中&選自氫、未被取代的或者用苯基單取代的C1-C6 烷基、用CfQg基或者C1-C3烷氧基單取代的苯基(C1-C3)烷基、以及未被取代的芳基、單或者二取代的芳基，其中各芳基取代基獨立地選自C1-C3烷基以及C1-C3烷氧基；以及延長劑 L；(iv)-CH(X2) (X3)，其中(1)X2選自延長劑L，C1-C6烷基，未取代、單-或雙-取代的芳基至少之一，其中各芳基取代基獨立選自C1-C3烷基以及C1-C3烷氧基；以及(2) 選自-COOX1, -COX1, -COX4,和-CH2OX5 中的至少一種，其中&選自下列的至少一種嗎啉代，哌啶子基，未被取代的或被C1-C3烷基單-或二-取代的氨基，以及選自苯基氨基和二苯基氨基中的未被取代的或單或二-取代的基團，其中各取代基獨立地選自C1-C3烷基或C1-C3烷氧基；和&選自延長劑L，氫，-c(0U2，未被取代的或被(C1-C6)烷氧基或苯基單取代WC1-C6烷基，被(C1-C6)烷氧基單取代的苯基(C1-C12)烷基，以及未被取代的，單-或二-取代的芳基， 其中各芳基取代基獨立地選自C1-C3烷基和C1-C3烷氧基；(ν)未被取代的，單-，二 -，或三-取代的芳基；9-久洛尼定基；或選自吡啶基、呋喃基、 苯并呋喃-2-基、苯并呋喃-3-基、噻吩基、苯并噻吩-2-基、苯并噻吩-3-基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、咔唑基、苯并吡啶基、二氫吲哚基或芴基的未取代、單-或二 -取代雜芳基，其中各個取代基在各情況下獨立地選自(1)延長劑L；(2)-C(O)X6 ；(3)芳基，鹵芳基，C3-C7環烷基芳基，以及被C1-C12烷基或C1-C12烷氧基單-或二-取代的芳基；(4)C1-C6烷基，C3-C5環烷基，C3-C5環烷氧基(C1-C6)烷基，芳基(C1-C6)烷基，芳氧基 (C1-C6)烷基，單-或二 -(C1-C6)烷基芳基(C1-C6)烷基，單-或二 -(C1-C6)烷氧基芳基 (C1-C6)烷基，鹵代烷基，和單(C1-C6)烷氧基(C1-C6)烷基；(5)C1-C6烷氧基，C3-C5環烷氧基，環烷氧基(C1-C6)烷氧基，芳基(C1-C6)烷氧基，芳氧基(C1-C6)烷氧基，單-或二-(C1-C6)烷基芳基(C1-C6)烷氧基，和單-或二-(C1-C6)烷氧基芳基(C1-C6)烷氧基；(6)氨羰基，氨羰基(C1-C18)亞烷基，氨基，單-或者二-烷基氨基，二芳基氨基，哌嗪并，N-(C1-C18)烷基哌嗪并，N-芳基哌嗪并，氮丙啶并，吲哚并，哌啶基，嗎啉代，硫代嗎啉代， 四氫化喹啉并，四氫化異喹啉并，吡咯烷基，羥基，丙烯酰氧基，甲基丙烯酰氧基以及鹵素；(7)-OX7或者-N(X7)2 ；(8)未被取代的或者單取代的基團，選自吡唑基、咪唑基、吡唑啉基、咪唑啉基、吡咯烷基、吩噻嗪基、phenoxazinyl、吩嗪基、或者吖啶基，其中各取代基獨立地選自延長劑LC1-C3 烷基，C1-C3烷氧基，苯基，羥基，氨基或者^f素；以及(9)Β和B'—起形成芴-9-叉，金剛烷叉，冰片叉，降冰片叉或者二環[3.3.1] 壬-9-叉；(D)如果當所述光致變色材料通過圖解式II表示時，Q包含-OCOOR'，條件是，圖解式 II所述光致變色材料在5-位基本上無取代基；以及R，i，B和B'同以上所述。
5.權利要求1的光致變色材料，圖解式I表示為下圖解式
6.光致變色材料，選自(a)3-苯基-3-(4-(4-甲氧基苯基哌嗪-1-基)苯基)_13，13-二甲基-6-甲氧基-7-三氟甲烷磺酰氧基-3H，13H-茚并[2'，3' :3，4]萘并[l，2-b]吡喃；(b)3-苯基-3-(4-(4-甲氧基苯基哌嗪-1-基)苯基)-13，13-二甲基-6-甲氧基_7_氰基-3H，13H-茚并[2' ,3' :3，4]萘并[l，2-b]吡喃；(c)3-苯基-3-(4- -甲氧基苯基哌嗪-1-基)苯基)-13,13-二甲基-6-甲氧基-7-(2-羥基-2-甲基-3-丁炔-4-基)-茚并[2‘，3' 3，4]萘并[1，2_b]吡喃；(d)2-苯基-2-[4-甲氧基-苯基)-哌嗪-1-基]-苯基-5-甲氧基羰基-6-甲基-8-氰基-2H-萘并[1，2-b]吡喃；(e)2，2-雙甲氧基苯基)-5-甲氧基乙基羰基-6-甲基-8-乙烯基-2H-萘并[1， 2-b]吡喃；(f)2，2-雙甲氧基苯基)-5-甲氧基乙氧基羰基-6-甲基-8-羥基羰基-2H-萘并 [l，2-b]吡喃；以及(g)2，2-雙甲氧基苯基)-5-甲氧基乙基羰基-6-甲基-8-甲氧基羰基-2H-萘并-[1. 2-b]吡喃。
7.包含并入有機材料的至少一部分之中的權利要求2的光致變色材料的光致變色組合物，所述有機材料是聚合物材料，低聚物材料，單體型材料或其混合物或它們的組合。
8.權利要求7的光致變色組合物，其中所述聚合物材料包含自組裝材料、聚碳酸酯、聚酰胺、聚酰亞胺、聚(甲基)丙烯酸酯、聚環烯、聚氨酯、聚(脲)氨基甲酸酯、聚硫氨酯、聚硫(脲)氨基甲酸酯、多元醇(烯丙基碳酸酯)、醋酸纖維素、二乙酸纖維素、三乙酸纖維素、 醋酸丙酸纖維素、醋酸丁酸纖維素、聚烯烴、聚亞烷基-醋酸乙烯酯、聚(醋酸乙烯酯)、聚 (乙烯醇)、聚(氯乙烯)、聚(乙烯基甲縮醛)、聚(乙烯基乙縮醛)、聚(偏二氯乙烯)、聚 (對苯二甲酸乙二醇酯)、聚酯、聚砜、聚烯烴、其共聚物、和/或它們的混合物。
9.權利要求7的光致變色組合物，其中光致變色組合物還包含至少一種添加劑，其選自染料，校準助劑、運動增強劑、光引發劑、熱引發劑、阻聚劑、溶劑、光穩定劑、熱穩定劑、脫模劑、流變學控制劑、流平劑、自由基清除劑、凝膠劑以及增粘劑。
10.權利要求7的光致變色組合物，包含涂料組分，其選自自組裝材料和成膜材料。
11.光致變色制品，其包含基材和連接至該基材至少一部分的權利要求2的光致變色材料。
12.權利要求11的光致變色制品，其包含光學元件，該光學元件是以下至少之一眼用元件，顯示元件，窗口，鏡子，包裝材料以及有源或無源的液晶池元件。
13.權利要求12的光致變色制品，其中眼用元件包括矯正和非矯正鏡片，接觸透鏡，眼內透鏡，放大透鏡，防護透鏡或護目鏡。
14.權利要求12的光致變色制品，其中顯示元件包含屏幕，監視器和安全元件。
15.權利要求11的光致變色制品，其中，該基材包含聚合物材料，并且光致變色材料并入該聚合物材料至少一部分之中。
16.權利要求15的光致變色制品，其中該光致變色材料與至少一部分聚合物材料混合，連接至該聚合物材料的至少一部分，和/或滲入該聚合物材料的至少一部分。
17.權利要求11的光致變色制品，其中該光致變色制品包含連接至該基材的至少一部分的涂層或膜，所述涂層或膜包含該光致變色材料。
18.權利要求17的光致變色制品，其中所述基材由有機材料、無機材料或其組合形成。
19.權利要求16的光致變色制品，還包含至少一個附加的至少部分涂層，其選自光致變色涂層、防反射涂層、線性偏振涂層、過渡涂層、定位層、底涂層、粘合層、鏡面涂層以及包括防霧涂層、防氧氣滲透涂層以及紫外光吸收涂層在內的防護涂層。
20.通過下列圖解式之一表示的萘酚
21.權利要求20的萘酚，其由以下圖解式之一表示
22.權利要求20的萘酚，表示為以下圖解式
全文摘要
提供光致變色化合物，其可以是吡喃、嗪、或俘精酸酐。該光致變色化合物具有至少一個連接至其的取代基Q，各個Q獨立地是-N3，-CN，-COOR′，-CCR′，-C(R′)C(R′)R′，-OCOR′，-OCOOR′，-SR′，-OSO2R”’，和/或CON(R′)R′，其中各個R′是氫、取代或者非取代的具有1-8個碳原子的烷基，非取代或者取代的芳基，具有2-18個碳原子的非取代的或者取代的鏈烯基或者炔基，其中該取代基是鹵素或者羥基以及R”’是CF3或者具有2-18個碳原子的全氟代烷基。組成部分Q的個數、位置和特性取決于該光致變色化合物的結構。
文檔編號C09K9/02GK102272114SQ200980153663
公開日2011年12月7日 申請日期2009年11月24日 優先權日2008年12月5日
發明者A·庫瑪, D·R·達布迪恩, T·A·凱拉二世, 何猛 申請人:光學轉變公司