СВЕТОЧУВСТВИТЕЛЬНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ СВЕТОФИЛЬТРОВ ЗАЩИТНО-ПРОФИЛАКТИЧЕСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ
LIGHT-SENSITIVE COMPOSITION FOR LIGHT FILTERS FOR PROTECTIVE AND PREVENTIVE PURPOSES

Изобретение относится к области офтальмооптики, конкретно к светочувствительной композиции, предназначенной для создания светофильтров защитно-профилактического назначения - фотохромных полимерных покрытий для очковых УФ-абсорбирующих линз, с целью защиты глаз и профилактики офтальмологических заболеваний, связанных с повреждающим действием светового излучения в видимой области спектра.
В дальнейшем по тексту термины «светочувствительный» и «фотохромный» будут использованы в качестве синонимов.
Известно, что коротковолновая фиолетово-синяя область видимого света (400-500 нм) представляет для структур глаза потенциальную опасность. Анализ большого количества известных данных о влиянии света на патологические процессы в органе зрения показывает, что облучение сине-фиолетовым светом способствует образованию активных форм кислорода, накоплению конечного продукта фотолиза зрительного пигмента родопсина - токсичного, в том числе фототоксичного, полностью-транс-ретиналя и токсичных продуктов его превращения, апоптозу клеток ретинального пигментного эпителия [М.А.Островский. Молекулярные механизмы повреждающего действия света на структуры глаза и системы защиты от такого повреждения. // Успехи биологической химии. 2005. Т.45. С.173-204]. Особую группу риска составляют люди, перенесшие хирургическое удаление катарактального хрусталика, в результате чего афакичный глаз остается без естественной светофильтрующей защиты нежелательного диапазона длин волн, или люди, которым вместо удаленного катарактального хрусталика была имплантирована бесцветная (неокрашенная в желтоватый цвет) интраокулярная линза. Как в случае афакичного глаза, так и в случае имплантации бесцветной интраокулярной линзы, весьма вероятны осложнения, связанные с фотоповреждением сетчатки и ретинального пигментного эпителия.
Стратегия защиты сетчатки и ретинального пигментного эпителия и профилактики патологий, связанных с их фотоповреждением, основана на методах спектральной коррекции, предполагающих использование светофильтров, «отсекающих» потенциально опасные участки спектрального диапазона попадающего в глаз света (см. монографию: Зак П., Егорова Т., Розенблюм Ю., Островский М. Спектральная коррекция зрения: научные основы и практические приложения. // Научный мир, Москва. 2005. С.454). В качестве таких светофильтров могут быть использованы УФ-абсорбирующие линзы, обладающие фотохромными свойствами, обратимо изменяющие свои оптические характеристики под действием светового излучения в видимой области спектра, и возвращающиеся в исходное состояние после прекращения воздействия светового потока.
Оптические свойства фотохромных линз зависят от количественного и качественного состава входящих в них фотохромных соединений. Необходимые спектральные светофильтрующие характеристики могут быть реализованы путем добавления фотохромных компонентов в бесцветный расплав полимера при изготовлении линз или путем нанесения на готовые линзы полимерных покрытий, обладающих фотохромными свойствами.
В качестве фотохромных компонентов в настоящее время используют, как правило, соединения, относящиеся к группам хроменов, спиропиранов (нафтопиранов), оксазинов и ряд других.
Разработаны методики получения нафтопирановых и фенантропирановых фотохромных соединений, аналогичных по структуре фотохромной части с предлагаемым в настоящем изобретении хроменом и содержащих дополнительно аннелированное бензольное кольцо в положении 5, 6 [ЕР 1153021 А1, опубл. 14.11.2001]. Показана перспективность использования смесей различных фотохромов в производстве фотохромных материалов для офтальмологических целей, однако, в работе не сформулированы требования к получаемым фотохромным материалам (область пропускания, процент отфильтровываемого излучения в зависимости от длины волны и т.д.). В результате, из описания изобретения не понятно, насколько хорошо предложенные фотохромные смеси подходят для создания эффективных офтальмологических изделий.
Американский патент [US 6367930, опубл. 9.04.2002] описывает процесс получения фотохромных оптических линз путем создания фотохромного слоя с помощью «ламинирования». Фотохромные свойства обеспечиваются применением соединений группы пиранов, оксазинов, фульгидов и фульгимидов. Предложен большой, хотя и несистемный, перечень нафтохроменов, спирооксазинов и спиропиранов, пригодных для создания фотохромного слоя в этом процессе. Соединения отобраны по высоким квантовым выходам, интенсивности окрашивания, но без учета зон поглощения в УФ диапазоне.
Изобретение, защищенное патентом США [US 7584630, опубл. 08.09.2009], может служить примером системного подхода к разработке фотохромных материалов для контактных и интраокулярных линз. Большое внимание было уделено достижению высокой эффективности поглощения в интервале 280-380 нм (в соответствии с рекомендациями Американского Национального Института Стандартов), а также возможности эффективного внедрения фотохромной компоненты в гидрофильный по природе гидрогель, используемый в мягких контактных линзах. В качестве фотохромной компоненты предложено использовать системы типа 2Н-хроменов. Однако подход к дизайну материалов представляется ограниченным, так как не учитывает физиологически обоснованные области фильтрации в коротковолновом диапазоне (400-520 нм).
Известны офтальмологические изделия на основе аминопластов, имеющие фотохромное покрытие [WO 0036049, опубл. 22.06.2000]. Желаемые фотохромные свойства - быстрое и интенсивное затемнение при световой активации и последующее обесцвечивание под действием ультрафиолета, обеспечивается применением фотохромных соединений, из которых, по крайней мере, одно имеет максимум поглощения в диапазоне 400-525 нм, и, по крайней мере, одно имеет максимум поглощения в области 525-700 нм.
Известны фотохромные композиции, предназначенные для получения солнцезащитных и офтальмологических изделий [RU 9912507 А, опубл. 10.10.2001] и [RU 2177958 С2, опубл. 10.01.2002], включающие в качестве фотохромных соединений, предпочтительно, комбинацию двух красителей хроменового типа, позволяющую получить особенно применимый серый цвет светофильтров. В композицию входят 2-(n-диметиламинофенил)-2-(n-метоксифенил)-5-метил-7,9-диметокси-[2Н]-нафто-[1,2b]пиран и 3-(n-метоксифенил)-3-фенил-6-морфолин-[3Н]-нафто-[2,1b] пиран при массовом соотношении компонентов от 7 до 10, предпочтительно - от 8 до 9. Детальное внимание в описании изобретения уделено способам получения и исследования механических свойств композиций, а фотохромные свойства полученных материалов оценивали односторонне (измерением нескольких параметров, например окрашиваемости и времени полупросветления), не уделяя должного внимания анализу светофильтрующих характеристик, что является очевидным недостатком исследования и не позволяет оценить перспективность использования полученных образцов в медицинских, офтальмологических целях.
Общим недостатком описанных подходов является то, что фотохромные характеристики предлагаемых светофильтров, обеспечивая зрительный световой комфорт и удовлетворение эстетических потребностей потребителя, не учитывают в полной мере физиологические требования к защите от светового воздействия на органы зрения здоровых людей и людей, страдающих глазными патологиями. Вследствие этого диапазон «отсекаемых» с помощью известных светофильтров длин волн не является физиологически оптимальным.
Физиологически обоснованные требования к защитно-профилактическим офтальмологическим светофильтрам должны быть основаны на закономерностях изменения спектральной чувствительности глаз здоровых людей в зависимости от характера освещения, а также на результатах исследования фототоксических процессов, происходящих в структурах глаза человека под действием света различных спектральных диапазонов. На Фиг.1 показаны т.н. «кривые видности» глаза человека, отражающие спектральную чувствительность глаза к излучениям различных длин волн при сумеречном (скотопическом) и дневном (фотопическом) освещении.
Максимальная чувствительность глаза при дневном свете - т.н. «колбочковое» зрение (кривая 2) достигается при длине волны 555 нм, а при сумеречном свете, когда реализуется, в основном, «палочковое» зрение (кривая 1) - при длине волны 510 нм. При интенсивном дневном освещении фоторецепторные клетки сетчакти - палочки, обеспечивающие сумеречное черно-белое зрение, «не работают», однако, под действием света коротковолнового диапазона зрительный пигмент в них обесцвечивается, в результате чего в них происходит накопление полностью-транс-ретиналя и токсичных продуктов его превращения, что способно привести к усугублению развития глазных заболеваний.
В таблице 1 приведены результаты экспериментальных психофизиологических исследований пациентов с различными патологиями зрения [Зак П., Егорова Т., Розенблюм Ю., Островский М. Спектральная коррекция зрения: научные основы и практические приложения. //Научный мир, Москва. 2005. С.454], которые показывают, что для различных групп, в зависимости от симптоматики заболевания, существуют свои оптимальные границы коротковолновой фильтрации, позволяющие максимально повысить разрешающую способность глаза.
Таблица 1
Оптимальный интервал коротковолновой световой фильтрации для разных видов глазной патологии
Вид глазной патологии
Границы коротковолновой световой фильтрации, нм
глаукома, катаракта, афакия, дистрофия роговицы
450-475
центральная хорио-ретинальная дистрофия, диабетическая ретинопатия, частичная атрофия зрительного нерва, болезнь Стилла, миопия
475-500
тапеторетинальная абиотрофия (дегенеративные заболевания сетчатки), колбочковая дисфункция, альбинизм, ретинопатия недоношенных, врожденное недоразвитие макулы, синдром Марфана
500-520
Стратегия защиты сетчатки и ретинального пигментного эпителия предполагает существенное уменьшение количества достигающего их коротковолнового света. Защитно-профилактические светофильтры в условиях дневного интенсивного светового потока должны в максимальной степени отсечь коротковолновый участок спектра (λ=400-500 нм), пропуская при этом достаточное для нормального зрительного восприятия количество света - не менее величины поглощения светового потока 0,3, в области кривой видности колбочкового зрения (длиннее 555 нм).
В условиях же слабого, сумеречного освещения эти светофильтры должны пропускать к сетчатке весь имеющийся видимый свет, обеспечивая удовлетворительное качество сумеречного (скотопического) палочкового зрения. Исходя из этого, верхняя граница профилактической световой фильтрации для здоровых людей должна находиться в области не ниже 555 нм, соответствующей основной полосе спектральной чувствительности дневного (фотопического) колбочкового зрения.
Таким образом, применение светофильтров, ослабляющих интенсивность светового потока в области спектра от 400 до 555 нм, отвечает физиологическим требованиям к защите глаз здоровых людей, а также пациентов, страдающих офтальмологическими заболеваниями. Сдвиг границы фильтрации в сторону больших длин волн - за пределы 555 нм - приводит к некоторому снижению остроты дневного зрения, однако, такое снижение оправдано, т.к. позволяет более надежно защитить структуры глаза от повреждающего светового воздействия, улучшить качество сумеречного зрения и снизить риск развития различных патологий.
Поскольку скорость темновой и световой адаптации зрительной системы при нормальных физиологических условиях освещения находится в минутном диапазоне, то минутные скорости затемнения и просветления светофильтра и, соответственно, предлагаемой композиции должны удовлетворять этим физиологическим требованиям
Задачей настоящего изобретения является создание светочувствительной композиции, которая, при включении ее в полимерные материалы, предназначенные для профилактической защиты глаз от повреждающего светового воздействия, придает этим материалам следующие оптические свойства: при освещении дневным светом светофильтры должны «отсекать» область спектра в интервале от 400 до 555 нм, обеспечивая при этом интенсивность попадающего в глаз света с длиной волны выше 555 нм на уровне не ниже 30%, а в условиях сумеречного освещения низкой интенсивности эти материалы должны обеспечивать полное пропускание света с длиной волны более 400 нм.
Поставленная задача решается фотохромной композицией, включающей 2,2-n-дианизил-5,6-бензо-[2Н]-хромен (соединение 1) и 1,3,3-триметил-6'-формил-8'-аллил-спиро-индолин-2,2'-[2Н]-хромен (соединение 2) при следующих мольных соотношениях компонентов:
2,2-n-дианизил-5,6-бензо-[2Н]-хромен - 1
1,3,3-триметил-6'-формил-8'-аллил-спиро-индолин-2,2'-[2Н]-хромен - (0,8-1,6).
Химическое строение входящих в предлагаемую композицию соединений 1 и 2 показано на Фиг.2. Соединение 1 представляет собой фотохромный [2Н]-хромен с n-анизильными заместителями в положении 2 пиранового цикла. Соединение 2 содержит формильную и потенциально полимеризуемую аллильную группу в [2Н]-хроменовом фрагменте, что позволяет использовать его, в том числе, и в качестве фотохромного сополимера на стадии полимеризации при получении фотохромного полимерного покрытия.
2,2-n-дианизил-5,6-бензо-[2Н]-хромен (соединение 1) получают взаимодействием 5,6-бензокумарина с n-метоксифенилмагнийбромидом. 5,6-бензокумарин, необходимый для получения соединения 1, получают взаимодействием 2-гидрокси-нафтальдегида-1 с безводным ацетатом натрия в избытке уксусного ангидрида при температуре 180° в автоклаве [G.Kauffmann Chem. Ber. 1883, vol.16, p.683-686]. Методика получения соединения 1, использованная авторами, описана ниже.
1,3,3-триметил-6'-формил-8'-аллил-спиро-индолин-2,2'-[2Н]-хромен (соединение 2) получают взаимодействием перхлората 1,2,3,3-тетраметилиндоленилия с 2-гидрокси-3-аллил-5-формилбензальдегидом в изопропиловом спирте при прикапывании эквимолярного количества пиперидина [В.Lukyanov, G.Vasilyuk, E.Mukhanov, LAgeev, M.Lukyanova, Y. Alexeenko, S.Besugliy, V.Tkachev «Multifunctional spirocyclic systems" International Journal of Photoenergy, vol.2009 (2009), Article ID 689450, 6 pages]. Перхлорат 1,2,3,3-тетраметилиндоленилия получают взаимодействием продажного 1,3,3-триметил-2-метилениндолина (основания Фишера) с хлорной кислотой по методу [Reichardt, С.; Budnik, U. Chemische Berichte, 1990, vol.123, №10, p.2023-2030]. 2-гидрокси-3-аллил-5-формилбензальдегид получают методом избыточного формилирования 1-гидрокси-2-аллилбензола [Б.С.Лукьянов, Н.А.Волошин // Способ получения 5-замещенных 4-гидрокси-изофталевых альдегидов // А.С. №1830902 (СССР), 1992]. Методика получения соединения 2, использованная авторами, описана ниже.
max
-5
Фотохромные свойства входящих в предлагаемую композицию соединений 1 и 2 и различных вариантов предлагаемой светочувствительной композиции в растворе или в составе полимерных пленок охарактеризованы электронными спектрами поглощения (спектрофотометр Agilent 5483, США), полученными до и после облучения образцов источником возбуждающего света, в качестве которого используют ртутную лампу ДРШ-250 со светофильтрами, выделяющими свет с λ=400 и 578 нм. Для определения интервала концентраций компонентов фотохромной композиции спектры поглощения снимают в растворах в толуоле (концентрация C=7,4×10), имитирующем полистирольную матрицу, которую, преимущественно, используют для светозащитных фотохромных очков.
max
max
Фотохромные свойства соединения 1 охарактеризованы электронными спектрами поглощения, приведенными на Фиг.3. При облучении раствора соединения 1 в стационарном режиме при комнатной температуре светом длиной волны 400 нм раствор окрашивается и наблюдается появление полос поглощения окрашенной фотоиндуцированной мероцианиновой формы (λ=477 нм), имеющих батохромный сдвиг по сравнению со спектром поглощения исходного 2,2-n-дианизил-5,6-бензо-[2Н]-хромена (см. Фиг.3а). После прекращения облучения наблюдают обесцвечивание раствора (см. Фиг.3б). Фотохромные свойства соединения 2 охарактеризованы электронными спектрами поглощения, приведенными на Фиг.4. При облучении раствора соединения 2 в стационарном режиме при комнатной температуре светом длиной волны 400 нм раствор окрашивается, и наблюдают появление полос поглощения окрашенной фотоиндуцированной мероцианиновой формы λ=(500-700) нм (см. Фиг.4а). После прекращения облучения наблюдают обесцвечивание раствора (см. Фиг.4б).
-5
С целью поиска оптимальных количественных соотношений соединений 1 и 2, обеспечивающих получение светочувствительных композиций, отвечающих сформулированным выше физиологически обоснованным требованиям к светофильтрам защитно-профилактического назначения, были определены спектральные характеристики композиций, включающих соединения 1 и 2 в диапазоне мольных соотношений от 1:0,25 до 1:4. Для приготовления образцов композиций использованы эквимолярные растворы соединений 1 и 2 в толуоле с исходной концентрацией C=7,4×10 M каждый. На основании анализа спектров поглощения полученных светочувствительных композиций выбран интервал мольных соотношений соединений 1 и 2, в котором спектральные свойства композиции удовлетворяют физиологически обоснованным требованиям, а именно: мольное соотношение между соединениями 1 и 2 должно находиться в интервале от 1:0,8 до 1:1,6. За пределами этого интервала, т.е. в случаях, когда количество молей входящего в состав композиции 1,3,3-триметил-8'-формил-спиро-индолино-2,2'-[2Н]-хромена (соединение 2), приходящееся на 1 моль 2,2-n-дианизил-5,6-бензо-[2Н]-хромена (соединение 1), составляет менее 0,8 или более 1,6, светочувствительная композиция перестает удовлетворять предъявляемым к ней требованиям: при недостатке соединения 2 (мольная доля соединения 2 меньше 0,8) наблюдается недостаточная фильтрация коротковолнового светового диапазона, и на сетчатку газа и эпителий попадает повреждающее коротковолновое излучение, а при его избытке (мольная доля соединения 2 больше, чем 1,6) наблюдается значительное поглощение в длинноволновом световом диапазоне, что не обеспечивает удовлетворительного качества палочкового зрения.
Описание чертежей
На Фиг.1 показаны «кривые видности» зрения человека: 1 - спектральная чувствительность сумеречного (палочкового) зрения, 2 - спектральная чувствительность дневного (колбочкового) зрения.
На Фиг.2 показано химическое строение соединений 1 и 2, входящих в предлагаемую композицию.
-5
На Фиг.3 показано изменение спектра поглощения раствора соединения 1 в толуоле (С=7,4×10 М): а - в процессе облучения светом λ=400 нм (dt=1 сек), б - обратная темновая реакция - после прекращения облучения (dt=1 сек).
-5
На Фиг.4 показано изменение спектра поглощения раствора соединения 2 в толуоле (С=7,4×10 М): а - в процессе облучения светом λ=400 нм (dt=1 сек), б - обратная темновая реакция после прекращения облучения (dt=1 сек).
На Фиг.5 показаны спектры поглощения образцов фотохромного полимерного покрытия, полученных по примерам 1-3, до облучения (кривая 1) и после облучения (кривая 2): а - образец, полученный по примеру 1, б - образец, полученный по примеру 2, в - образец, полученный по примеру 3.
Получение 2,2-n-дианизил-5,6-бензо-[2Н]-хромена (соединение 1)
В трехгорлую колбу емкостью 0,5 л помещают 100 мл абсолютного эфира, 2,4 г (0,1 г-ат) металлического магния. Через делительную воронку по каплям прибавляют 12,5 мл (18,7 г - 0,1 М) n-броманизола, растворенного в 50 мл абсолютного эфира, с такой скоростью, чтобы реакционная смесь слабо кипела без внешнего подвода тепла. После растворения всего количества магния к полученному раствору n-метокси-фенилмагний бромида осторожно прикалывают раствор 10,6 г (0,05М) 5,6-бензокумарина в 100 мл абсолютного эфира. Реакционную смесь осторожно разлагают насыщенным раствором хлорида аммония, эфирный слой отделяют, водный слой экстрагируют 3-50 мл эфира, объединенные вытяжки сушат безводным сульфатом натрия, эфир отгоняют и полученный продукт очищают хроматографически на колонке, заполненной оксидом алюминия (элюент - хлороформ). Выход ~1 г.
2,2-n-Дианизил-5,6-бензо-[2Н]-хромен представляет собой бесцветные кристаллы с т.пл. 162°С, растворимые в толуоле.
1
Строение полученного 2,2-n-дианизил-5,6-бензо-[2Н]-хромена подтверждено данными элементного анализа, а также ИК- и ЯМР Н-спектроскопии.
Получение 1,3,3-триметил-6'-формил-8'-аллил-спиро-индолин-2,2'-[2Н]-хромена (соединение 2)
К раствору 190 мг (0,001М) 2-гидрокси-3-аллил-5-формилбензальдегида и 274 мг (0,001М) перхлората 1,2,3,3-тетраметилиндоленилия в 5 мл пропанола-2 приливают по каплям при нагревании 0,1 мл (0,0011 М) пиперидина. Реакционную смесь кипятят 10 минут и охлаждают. Осадок отфильтровывают и перекристаллизовывают. Продукт выделяют из реакционной смеси в виде ярко-красных кристаллов, которые затем перекристаллизовывают из гексана. После перекристаллизации получают кристаллы светло-кирпичного цвета с температурой плавления 84°С, растворимые в толуоле. Выход 193 мг.
1
Строение полученного 1,3,3-триметил-6'-формил-8'-аллил-спиро-индолин-2,2'-[2Н]-хромена подтверждено данными элементного анализа, а также методами ИК- и ЯМР Н-спектроскопии.
Приведенные ниже примеры показывают возможные, но не исчерпывающие варианты применения заявляемых светочувствительных композиций для создания защитных полимерных фотохромных покрытий. В качестве полимерной матрицы в примерах использован полистирол, однако, это не исключает возможности включения заявляемых композиций в другие, пригодные для офтальмооптики полимеры, растворимые в тех же растворителях, что и соединения 1 и 2, например полиметилметакрилат, олигокарбонатметакрилат, сополимеры 2-оксиэтилметакрилата и диметакрилата с этиленгликолем, полимеры на основе поливинилового спирта.
Пример 1. Получение и фотохромные свойства полимерной пленки из полистирола, содержащей 2,2-n-дианизил-5,6-бензо-[2Н]-хромен (соединение 1) и 1,3,3-триметил-6'-формил-8'-аллил-спиро-индолин-2,2'-[2Н]-хромен (соединение 2) в мольном соотношении 1:1,6.
-5
-5
Навеску 1,5 г оптического полистирола термической полимеризации растворяют при нагревании в 2 мл толуола спектральной чистоты. Для приготовления раствора фотохромной композиции 20 мг (5,08×10 моль) соединения 1 растворяют в 1,5 мл толуола спектральной чистоты, 28 мг (8,11×10 моль) соединения 2 растворяют в 1,5 мл толуола спектральной чистоты, полученные растворы смешивают в объемном соотношении 1:1, после чего вводят при перемешивании 3 мл полученного раствора, содержащего соединения 1 и 2 в мольном соотношении 1:1,6, в раствор полистирола. Полученную смесь перемешивают в течение 1 часа с использованием магнитной мешалки. При выпаривании растворителя из полученной смеси в изложнице при комнатной температуре получают прозрачную пленку полистирола толщиной 0,05 мм, содержащую фотохромную композицию.
max
На Фиг.5а показаны электронные спектры поглощения полученной пленки до и после облучения в стационарном режиме. В качестве источника активирующего излучения используют ртутную лампу ДРШ-250, снабженную светофильтром 365 нм, вырезающим свет с λ<400 нм. Как видно из рисунка, до облучения (кривая 1) образец пленки практически прозрачен для видимого света. При облучении в течение 5 сек полихроматическим светом ртутной лампы (λ<400 нм), имитирующим яркое дневное освещение, образец приобретает более темную окраску, а в спектре появляется полоса поглощения с максимумом при λ=480 нм с плечом 615 нм, при этом область перекрывания, ограниченная величиной оптической плотности D=0,3, простирается вплоть до ~640 нм (кривая 2).
После прекращения освещения, имитирующего условия, в которых осуществляется сумеречное (палочковое) зрение, в течение не более 10 мин полимерная пленка становится практически бесцветной и прозрачной для всего поступающего на нее света.
Таким образом, совокупность оптических свойств полученной фотохромной пленки удовлетворяет сформулированным выше физиологически обоснованным требованиям к защитно-профилактическим оптическим материалам.
Пример 2. Получение и фотохромные свойства полимерной пленки из полистирола, содержащей 2,2-n-дианизил-5,6-бензо-[2Н]-хромен (соединение 1) и 1,3,3-триметил-6'-формил-8'-аллил-спиро-индолин-2,2'-[2Н]-хромен (соединение 2) в мольном соотношении 1:0,8.
-4
-5
Навеску 2,5 г оптического полистирола термической полимеризации растворяют при нагревании в 3 мл толуола спектральной чистоты. Для приготовления раствора фотохромной композиции 42 мг (1,07×10 моль) соединения 1 растворяют в 2,5 мл толуола спектральной чистоты, 30 мг (8,696×10 моль) соединения 2 растворяют в 2,5 мл толуола спектральной чистоты, полученные растворы смешивают в объемном соотношении 1:1, после чего вводят при перемешивании 5 мл полученного раствора, содержащего соединения 1 и 2 в мольном соотношении 1:0,8, в раствор полистирола. Полученную смесь перемешивают в течение 1 часа с использованием магнитной мешалки. При выпаривании растворителя из полученной смеси в изложнице при комнатной температуре получают прозрачную пленку полистирола толщиной 0,08 мм, содержащую фотохромную композицию.
На Фиг.5б показаны электронные спектры поглощения полученной пленки до и после облучения в стационарном режиме в условиях, аналогичных примеру 1. Как видно из рисунка, до облучения образец пленки практически прозрачен для видимого света (кривая 1). При облучении в течение 5 сек, имитирующем яркое дневное освещение, образец окрашивается, в спектре появляется полоса поглощения с максимумом при λ=481 нм, при этом область перекрывания, ограниченная величиной оптической плотности D=0,3, простирается до ~570 нм (кривая 2). После прекращения освещения, имитирующего условия, в которых осуществляется сумеречное (палочковое) зрение, в течение 10 мин полимерная пленка становится практически бесцветной и прозрачной для всего поступающего на нее света.
Таким образом, совокупность оптических свойств полученной фотохромной пленки удовлетворяет сформулированным выше физиологически обоснованным требованиям к защитно-профилактическим оптическим материалам.
Пример 3. Получение и фотохромные свойства полимерной пленки из полистирола, содержащей 2,2-n-дианизил-5,6-бензо-[2Н]-хромен (соединение 1) и 1,3,3-триметил-6'-формил-8'-аллил-спиро-индолин-2,2'-[2Н]-хромен (соединение 2) в мольном соотношении 1:1,33.
-5
-5
Навеску 1,9 г оптического полистирола термической полимеризации растворяют при нагревании в 3 мл толуола спектральной чистоты. Для приготовления раствора фотохромной композиции 6 мг (1,52×10 моль) соединения 1 растворяют в 2,2 мл толуола спектральной чистоты, 7 мг (2,029×10 моль) соединения 2 растворяют в 2,2 мл толуола спектральной чистоты, полученные растворы смешивают в объемном соотношении 1:1, после чего вводят при перемешивании 4,4 мл полученного раствора, содержащего соединения 1 и 2 в мольном соотношении 1:1,33, в раствор полистирола. Полученную смесь перемешивают в течение 1 часа с использованием магнитной мешалки. При выпаривании растворителя из полученной смеси в изложнице при комнатной температуре получают прозрачную пленку полистирола толщиной 0,06 мм, содержащую фотохромную композицию.
На Фиг.5в показаны электронные спектры поглощения полученной пленки до и после облучения в стационарном режиме в условиях, аналогичных примеру 1. Как видно из рисунка, до облучения образец пленки практически прозрачен для видимого света (кривая 1). При облучении в течение 5 сек, имитирующем яркое дневное освещение, образец окрашивается, а в спектре появляется полоса поглощения с максимумом при λ=480 нм с плечом 615 нм, при этом область перекрывания, ограниченная величиной оптической плотности D=0,3, простирается до ~580 нм (кривая 2). После прекращения освещения, имитирующего условия, в которых осуществляется сумеречное (палочковое) зрение, в течение 10 мин полимерная пленка становится практически бесцветной и прозрачной для всего поступающего на нее света.
Таким образом, совокупность оптических свойств полученной фотохромной пленки удовлетворяет сформулированным выше физиологически обоснованным требованиям к защитно-профилактическим оптическим материалам.