[发明专利]带不对称单环取代基的光致变色螺噁嗪、其组合物和制品

说明书

本发明涉及新型螺噁嗪(spiroxazine)化合物，尤其是具有光致变色性能的新型螺噁嗪化合物。本发明还涉及含螺噁嗪的光致变色组合物和眼镜制品(如眼镜镜片)。

光致变色化合物能由于多色光或单色光(如UV光)的影响而改变颜色。当光照停止时，或受不同于第一种光线的多色光或单色光的影响，或者受温度不同于第一种多色光或单色光的多色光或单色光的影响，光致变色化合物能弥补至原先的颜色程度。

这些光致变色化合物能用于各种领域，例如用于制造眼镜镜片，隐型眼镜，某种太阳眼镜，滤光器，用作照相机、照相设备、其它光学仪器或观察仪的光学器件，玻璃隔墙，装饰物品，显示器元件和通过光学铭刻(编码)而用于储存信息。

在光学器件领域，特别是眼镜镜片领域中，含有一种或多种光致变色化合物的光致变色镜片必须具有：

-在暗处或无阳光处中的高透光性；

-在阳光照射下的低透光性(高着色性)；

-合适的着色和褪色动力学；

-消费者可接受的色调(最好为灰色或枣棕色)，最好在镜片着色和褪色的过程中保持选定的色调；

-在0-40℃的温度范围内保持性能特性；

-长寿命，因为想要做成的目的物是高级的，因而是昂贵的、矫正的镜片。

这些镜片特性事实上由活性光致变色化合物所决定，另外这些化合物还必须与构成镜片的有机或无机载体很好地相容。

此外，应予指出获得灰色或枣棕色色调至少需要使用两种在可见区具有不同最大吸收波长(λ_max)的不同颜色光致变色化合物。这种结合还对光致变色化合物提出了其它要求。特别是两种或多种结合的活性光致变色化合物的着色和褪色动力学必须基本相同。对它们的长期稳定性以及与塑料或无机载体的相容性也应有相似的要求。

在现有技术所描述的许多光致变色化合物中，可参见美国专利3,578,602、3,562,172、4,215,010、欧洲专利0,171,909、0,313,941、法国专利2,647,789、欧洲专利0,600,669所述的二氢吲哚螺萘噁嗪(indolinospironaphthoxazines)：

在这些分子中基团R¹代表直链或支链的烷基、烷芳基或环脂基。这些化合物被认为能满足上面规定的要求。

事实上，尽管这些化合物确实具有所要求的一种或多种基本性能，如在暗处的高透光性、在阳光照射下的高着色性、能吸收蓝光和紫光(570-630nm)、快速着色和褪色动力学，但是所有这些现有化合物都不具有能工业化规模地制造满意制品所要求的综合性能。

尽管现有技术报道了怎样在环的不同位置增加取代基以改变吸收带以及怎样改进褪色动力学，但是相反，没有披露怎样增加这些分子的着色性而不在非活性状态使残留着色增加，尤其是未披露怎样使之稳定地光致变色以适用于工业化生产。事实上，没有高的稳定性，不可能使用加入高级镜片中的这些高价的化合物。

申请人惊奇地发现在二氢吲哚的氮原子上或二氢吲哚螺噁嗪的某些部分上存在一个不对称单环取代基能解决残留色彩和着色性的问题。这是本申请的基础。

本发明的独创性在于不对称单环基团的令人惊奇的效果，这种基团在赋予良好的光致变色性的同时能增加螺噁嗪的着色性而不增加滞留的着色。

因此，本发明涉及一种化合物，具体地说，涉及具有下列通式(Ⅰ)的光致变色化合物：

其中：

-R¹代表直接连接在氮原子上的5-7元不对称单脂环基，并且可能包括至少一个杂原子，并具有下式：

其中1=1-12，R⁹代表H或烷基、烷氧基、二烷基氨基、烷酯基或CN基团，只要R⁹中至少有一个不是H即可；

-R²、R³是相同或不同的，分别是具有1-12个碳原子的直链或支链烷基、烯基、炔基、芳基、烷芳基、环烷基，R²和R³可任意地组合在一起形成具有5-10个原子的碳环或杂环；

-R⁴、R⁵、R⁶和R⁷可以相同或不同，它们代表：

·氢，

·烷基、环烷基、烯基、炔基、芳基(最好是被给电子基团或受电子基团所一、二或三取代的苯基、萘基)、杂芳基、芳氧基或芳烷基，所述基团可任选地被卤代，

·卤素，最好是F、Br、Cl，