[其他]光反应的透镜

说明书

本发明涉及光反应的透镜及使透镜具光反应活性的光致变色化合物和组合物。

传统的商用光反应的透镜，即在日光下变暗、在暗处变为浅色的透镜，是由玻璃制成的，并且利用了由分散的卤化银盐形成银粒子的可逆性来促使透镜变暗。

塑料透镜优于玻璃透镜，主要是由于塑料透镜重量轻（尤其是对于具有高厚度的眼镜片来说）和不易破碎。由于在塑料基质中不会发生分散的银盐的作用，人们一直在试图研制一种能在塑性材料中产生同类效应的光致变色化合物。为此，用于此目的的理想化合物，当其吸收或涂覆在普通的塑性透镜上时，应具有下列性质，即：

（a）在近紫外线下变色的高量子产率;

（b）在可见光下脱色的低量子产率;

（c）在环境温度下迅速减热。

遗憾的是，这些塑性材料一般同时具有热或光化学的不隐定性，因此，含有这类化合物的太阳镜的使用寿命，就商业实用性而言，就太短了。

美国专利第3，567，605号（贝克）描述了一组吡喃衍生物，包括具有光致变色性质的某些苯并吡喃和萘并吡喃，但不包括螺环化合物。这些化合物可看作是苯并吡喃的衍生物。一般当受到紫外线光照射时，这些化合物经历一个由无色到桔黄色的变化。然而，贝克所观察到的这一变化过程只限于约低于-40℃时的温度，贝克报导，当将温度升高到-10℃至0℃范围内的某一温度时，变色是可逆的。

Padwa等人在1975年40卷第8期的《有机化学杂志》上发表的论文中，考察了贝克所述类型化合物的光化学反应，鉴定了副产品，并且建议采用开环的显色中间体和最终的非显色酚类。Padwa所研究的变色体在室温下是不稳定的。他提出，室温时quinoneallide变色中间体或可热回复到起始材料，或经受1，4加入的甲醇溶剂而形成相应的酚醚产品或者在酮中的1.5-氢移位以形成相应的酚。然而，Padwa未提出任何可能提高他所研究的化合物的稳定性的手段，也未提出任何对已知的吡喃化合物的结构作出改良的方法，以便在塑胶透镜中产生光反应活性的性能。

上面概述了应用于太阳镜的光致变色化合物所需的性质，在英国专利第2146327号中将具有这些性质的化合物称之为“日光致变色”化合物。因此，本说明书中所采用的“日光致变色”化合物是指具有下列性质的化合物，即：（a）具有在近紫外线下变色的高量子效率，（b）具有在可见白光下脱色的低量子产率，（c）在室温下能迅速降热，但其速度不至于快到使白光脱色和降热的结合会阻止由于强烈日光的紫外线成分而产生的变色。这些性质使该化合物格外地适用于光反应的透镜。

在我们现在正在中国的申请，即本公司的申请案件第1993号中，叙述了一组具有上述理想的日光致变色性质的及良好的热及光化学稳定性的光致变色金刚烷螺环吡喃。这些金刚烷螺环吡喃也可通过吸入的方法加到诸如CR39的标准塑胶透镜材料中，这组金刚烷螺环吡喃显示出能经受多次的变色循环而没有显著的降解。

一般认为，上述申请中的化合物具有这些改良的性质，是因为根据Bredt′的定律，螺环碳不能变为双键结合，从而开环的显色型能抵抗与1，5-氢移位相关联的降解。

然而，这组化合物有一个缺点，即：能最有效地抵抗降解的化合物一旦当其暴露于紫外线光（或日光）下，便显示出由无色向黄/桔色的色变。但是在市场上主要需要的是变暗至棕色或灰色的变色透镜。尽管如我们在上述尚待批准的专利申请中所指出的，可将黄色和蓝色的光致变色化合物的混合物加入到透镜中来生产光反应的透镜，然而，实践中已证明，制备紫/蓝色的光致变色化合物（其抗降解或抗疲劳性相当于最好的黄色金刚烷螺环吡喃）是困难的。

本发明的一个内容，就是提供了一种眼镜片或平面透镜，它在日光下变暗，在正常的室温，在白光下回复到浅色或无色状态，透镜含有或涂上至少两种日光致变色的化合物，所述的第一种化合物含螺环苯并吡喃或螺环萘并吡喃，其中金刚烷基团存在于苯并吡喃或萘并吡喃环的2-螺环-位置上，第二种化合物包括吡喃环2位上具有含氮取代基的苯并吡喃或萘并吡喃。

本发明的蓝色吡喃化合物是以与上面尚待批准的申请中所述的金刚亚烷基螺环吡喃相同的基本色烯结构为基础的。为了便于说明，在我们尚待批准的申请中将采用相同的编码来表示基本的色烯结构，而词尾N将用来区分具有含氮取代基显蓝色的吡喃化合物，即：

上式中，R为烷基或芳基，X代表具有含氮取代基的芳基。由R代表的基团也可以是具有含氮取代基的芳基。