Sustancias policrómicas y su uso.

Un compuesto de diacetileno de fórmula (I):**Fórmula**

en a que uno de X e Y es un grupo alquileno divalente de cadena lineal ramificado de hasta 24 átomos de C,

un grupo fenileno divalente o una combinación de alquileno y fenileno, y el otro es un enlace o un grupo alquileno divalente de cadena lineal o ramificado de hasta 24 átomos de C, un grupo fenileno divalente o una combinación de alquileno y fenileno;

en que X y/o Y están sustituidos con un grupo hidroxilo en la posición α con respecto al grupo diacetileno;

V es un grupo de puente divalente seleccionado entre -S-, -O-, -NHR'-, amido, éster, tioéster, carbonilo y un grupo carbamato, en que R' es hidrógeno o alquilo;

Q es un enlace o un grupo de puente divalente como se definió anteriormente; R1 es H o alquilo; y R2 es alquilo.

Sustancias policrómicas y su uso Campo de la invención Esta invención se refiere a nuevos usos de diacetilenos como formadores de colores.

Antecedentes de la invención Los polidiacetilenos pueden ser coloreados. Adicionalmente, por ejemplo, es conocido que la forma azul de poli (ácido 10, 12-pentacosadiinoico) es transformado en la forma roja en respuesta a diversos estímulos, por ejemplo, temperatura, pH y tensión mecánica. Esto ha sido utilizado para producir quimiosensores o biosensores colorimétricos, en los que la perturbación surge debido a la unión de un analito dado a un receptor covalentemente unido a un grupo colgante de la cadena principal de polidiacetileno. Generalmente hay una preferencia por estructuras de polidiacetileno como liposomas o películas de Langmuir-Schaefer.

Los diacetilenos pueden ser polimerizados mediante irradiación con luz UV. El uso de un láser UV para provocar el marcado de un diacetileno ha sido descrito, por ejemplo, en el documento US-A- 5149617. Ese documento describe también el modo en el que el polidiacetileno puede experimentar un cambio termocrómico, por ejemplo, de magenta a rojo. Por tanto, una única etapa de irradiación UV está seguida de una etapa de calentamiento separada.

El documento US4705742A describe la exposición diferenciada de un compuesto poliacetilénico conjugado, para desarrollar una gama de colores en una capa sobre un sustrato. La irradiación es con un haz de electrones, a una longitud de onda por debajo de 200 nm.

El documento WO 2006/018640 está basado en parte en una aplicación del modo en que pueden ser controlado los efectos descritos en el documento US4705742A y utilizados para conseguir una impresión multicolor. La publicación describe un método para formar una imagen en un sustrato, que comprende aplicar al sustrato una combinación de diacetileno y un fotoácido o fotobase. El diacetileno es polimerizado mediante radiación. Se usa ácido 10, 12pentacosadinoico en los ejemplos de esta solicitud.

Sumario de la invención Un compuesto que experimentará un cambio de color tras una irradiación tiene la siguiente estructura general:

en la que X, Y, Q, W, R1 y R2 son según la reivindicación 1.

Según un segundo aspecto de la invención, un método para conferir color a un material usando un compuesto anteriormente descrito comprende someter el material a irradiación. El compuesto puede estar dentro o sobre la superficie de un sustrato.

Descripción detallada de la invención Los compuestos de diacetileno de la presente invención caen en la categoría de:

Diacetilenos moleculares discretos.

El término “alquileno”, como se usa anteriormente, incluye sistemas de cadena lineal y ramificados y puede contener también otros grupos funcionales conocidos en química orgánica como grupos alcohol, amino o de ácido carboxílico.

El término fenileno como se usa anteriormente es un sistema que comprende al menos un anillo aromático con la fórmula general -C6H4-. Sin embargo, esto no excluye la funcionalización adicional de dicho sistema de anillos.

El grupo de puente puede ser cualquier grupo adecuado tomado de la química orgánica y sus ejemplos incluyen: O, S, NHR’ (en que R’ es hidrógeno o alquilo) , amido, éster o grupos tioéster, carbonilo o grupos carbamato. Q y V pueden comprender el grupo parental de puente divalente no funcionalizado como amino, alcohol, tiol o ácido carboxílico. Pueden estar presentes tanto Q como V o, alternativamente, solamente V. El diacetileno puede ser simétrico o asimétrico.

Cuando R1 y R2 en los compuestos anteriores son grupos alquilo, pueden ser de cadena lineal o ramificados. Pueden incluir adicionalmente otros grupos funcionales conocidos en química orgánica como grupos alchol, amino, ácido carboxílico y similares y sistemas de anillos aromáticos. Pueden estar presentes grupos insaturados como grupos alqueno y alquino.

Los grupos R1, R2, Q, V, X e Y, en una realización de la invención, pueden comprender grupos iónicos, que pueden ser aniónicos o catiónicos. Ejemplos incluyen grupos sulfonato (-SO3-) y grupos amonio.

Los diacetilenos formadores de colores preferidos son los que son capaces de forma al menos dos colores distintos seleccionados entre azul, rojo, verde, cian, magenta y amarillo. Los compuestos de diacetileno particularmente preferidos para ser usados en esta invención son los que dan lugar a una conductividad eléctrica así como a un color tras la polimerización.

Cualquiera o ambos de los grupos X e Y están sustituidos en la posición a con respecto al diacetileno con un grupo funcional. El grupo funcional es hidroxilo. Por ejemplo, el compuesto tiene un grupo a-hidroxilo, como se muestra a continuación.

El compuesto de diacetileno que es “activable” es decir, tiene una primera forma sólida que es relativamente no reactiva respecto a la luz pero que tras la “activación” se transforma en una segunda forma que es relativamente reactiva a la luz y, por tanto, es capaz de experimentar una reacción de cambio de color para crear una imagen visible, tiene utilidad particular en la presente invención. Sin limitaciones por consideraciones teóricas, la activación podría ser una recristalización, modificación de la forma cristalina, combinación de co-cristales o un procedimiento de fusión/re-solidificación.

Son particularmente preferidos los diacetilenos que tras una activación inicial de fusión y re-solidificación son incoloros, pero se vuelven azules tras una exposición a la luz, particularmente UV. Los compuestos de diacetileno más preferidos son ácidos carboxílicos o derivados de los mismos en los cuales:

R-C≡C-C≡R’

en la que R y/o R’ comprende un grupo COX y está sustituido en a con respecto al grupo diacetileno.

X es: -NHY, -OY, -SY, en que Y es H o cualquier grupo que comprende al menos un átomo de carbono.

Todavía, son particularmente preferidos los derivados en los que el grupo de ácidos carboxílicos ha sido funcionalizado en forma de una amida, éster o tioéster. Esto se pueden preparar fácilmente haciendo reaccionar un ácido diacetileno-carboxílico con un agente clorante como cloruro de oxalilo y haciendo reaccionar seguidamente el cloruro de ácido de diacetileno con un compuesto nucleofílico como una amina, alcohol o tiol.

El diacetileno activable es generalmente usado conjuntamente con un agente absorbedor de luz NIR que es un compuesto que absorbe luz en el intervalo de longitud de onda de 700 a 2500 nm.

Una fuente de luz NIR, como un láser de fibra NIN, es usada para calentar la composición que comprende el diacetileno que puede estar en la forma de un revestimiento en las zonas en las que se requiere la imagen. Una fuente de luz UV, como una lámpara germicida, es seguidamente usada para inundar el revestimiento con luz UV. Sin embargo, el compuesto de diacetileno solo experimenta una reacción de cambio de color para crear una imagen en las zonas que fueron inicialmente expuestas a luz NIR. Las zonas del revestimiento no expuestas a luz NIR experimentan una reacción de cambio de color insignificante, permanecen esencialmente incoloras y son estables a la radiación de fondo. Puede ser usado un cabezal de impresión térmica para iniciar la etapa de pre-activación basada en calor.

Ejemplos específicos de agentes absorbedores de luz NIR incluyen:

i. Agentes absorbedores de NIR orgánicos ii. Polímeros “conductores” absorbedores de NIR

iii. Agentes absorbedores de NIR inorgánicos.

iv. Agentes absorbedores inorgánicos no estequiométricos.

Los agentes absorbedores NIR particularmente preferidos son los que esencialmente no tienen absorbancia en la zona visible del espectro (400 a 700 nm) y, por tanto, dan lugar a revestimientos que aparentan ser visiblemente incoloros.

Los agentes absorbedores NIR orgánicos son conocidos como colorantes/pigmentos NIR. Ejemplos incluyen, pero sin limitación: grupos de metalo-porfirinas, metalo-tiolenos y politiolenos, metalo-ftalocianinas, variantes aza de estos, variantes reagrupadas de estos, sales de pirilio, escuarilios, croconios, aminios, diimonios, cianinas e indolenino-cianinas.

Ejemplos de compuestos orgánicos que pueden ser usados en la presente invención se exponen en el documento US 6911262 y se proporcionan en la publicación Chemistr y and Technology of Organic dyes, J Griffiths (ed) , Oxford: Blackwell Scientific, 1984 y en Infrared Absorbing Dyes, M Matsuoka (ed) , New York: Plenum Press, 1990. Ejemplos adicionales de los colorantes o pigmentos NIR de la presente invención se pueden encontrar en la serie Epolight®... [Seguir leyendo]

1. Un compuesto de diacetileno de fórmula (I) :

en a que uno de X e Y es un grupo alquileno divalente de cadena lineal ramificado de hasta 24 átomos de C, un grupo fenileno divalente o una combinación de alquileno y fenileno, y el otro es un enlace o un grupo alquileno divalente de cadena lineal o ramificado de hasta 24 átomos de C, un grupo fenileno divalente o una combinación de alquileno y fenileno;

en que X y/o Y están sustituidos con un grupo hidroxilo en la posición a con respecto al grupo diacetileno;

V es un grupo de puente divalente seleccionado entre -S-, -O-, -NHR’-, amido, éster, tioéster, carbonilo y un grupo 10 carbamato, en que R’ es hidrógeno o alquilo;

Q es un enlace o un grupo de puente divalente como se definió anteriormente; R1 es H o alquilo; y R2 es alquilo.

2. Un método para conferir color a un material, que incluye un compuesto según la reivindicación 1, que comprende someter el material a irradiación.

3. Un método según la reivindicación 2, en el que el material es una resina termoplástica.

4. Un método según la reivindicación 2, en el que el material es una formulación de revestimiento superficial que ha sido aplicada a un sustrato.

5. Un método según la reivindicación 2, en el que el material está insertado en un sustrato.

6. Un método según las reivindicaciones 2 a 5, en el que la irradiación es una radiación ultravioleta.

7. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, en el que la irradiación es ultravioleta y seguidamente 20 infrarrojos, opcionalmente seguida de una irradiación adicional.

8. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, en el que la irradiación es infrarrojos y seguidamente ultravioleta, opcionalmente seguido de una irradiación adicional.

9. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 8, en el que la irradiación es no coherente o radiación láser.

10. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 9, en el que el material se hace conductor de la electricidad cuando es sometido a irradiación.