专利名称：光致变色单体、基于该单体的光致变色聚合物、包含该光致变色聚合物的光致变色记录介 ...的制作方法
技术领域：
本发明的一方面涉及一种新的光致变色单体、基于该单体的光致变色聚合物、包含该光致变色聚合物的光致变色记录介质以及包含该记录介质的3D读/写光学存储器，更具体地讲，本发明涉及一种用于制造双光子光致变色记录介质的新的光致变色单体、基于该单体的光致变色聚合物、包含该光致变色聚合物的光致变色记录介质以及包含该记录介质的3D读/写光学存储器，其中，所述双光子光致变色记录介质用于按位记录光学信息的3D读/写光学存储器。
背景技术：
用于通信系统的数据库的创建是当前面向信息技术领域的一个问题。关于这一点，现在的工作正在进行超高信息容量的光学存储器的开发，即，通过将2D信息载体完全转换为使信息存储密度实现尽可能最大(达到1T位/cm3体积)的3D记录介质。对于待制造的3D光学读/写存储器，需要双光子记录介质(I.Cokgor，F.B.McCormick，A.S.Dvornikov，M.Wang，N.Kim，K.Koblentz，S.C.Esener，P.M.，Rentzepis.Proc.SPIE，vol.3109，pp.182-186，1997；S.Kawata，Y.Kawata，Chem.Rev.，vol.100，pp.1777-1791，2000)。现在这种介质主要在美国(Call/Recall Corporation，Irvine and San Diego Universities ofCalifornia)和日本(Japan Science and Technology Corporation，Kyushu，Osaka，and Shizuoka Universities)开发。另外，由下列不同类型的热不可逆光致变色化合物的聚合物溶液来进行这种应用，上述不同类型的化合物为二芳基乙烯、俘精酸酐、俘精酰亚胺(fulgimide)、苯氧基四并苯苯醌(phenoxynaphthacene quinone)的苯氧基衍生物等。(A.S.Dvornikov，I.Cokgor，M.Wang，F.B.McCormick，S.C.Esener，P.M.Rentzepis.IEEE Transaction.Part A，vol.20，N2，pp.203-212，1997)。已知这种类型的化合物用来提供双光子激发，从而在介质体积中记录光学信息。
这种记录介质的缺点在于由上面列出类型中的一种的单体光致变色化合物和聚合物粘结剂来制备光致变色层。这种介质本质上表现为光致变色化合物在聚合基质中的分子溶液。结果，由化合物在聚合物中的极限溶解度(通常按重量计不超过干的聚合粘结剂的10％)来确定光致变色分子的浓度，从而确定感光中心的数量。在这种介质中，经常在层的体积中和表面上观察到光致变色物质的结晶过程、光致变色分子的凝聚、相分离和光致变色化合物浓度梯度的形成(D.M.Buland，R.D.Miller，C.A.Walsh，Chem.Rev.，vol.94，p.31，1994)。因此严重降低了光致变色介质的信息容量和数据写/重写循环性。另外，由于在聚合物体积中大多数可接受的光致变色化合物(更具体地，为二芳基乙烯单体)中的一部分在其分布上处于混沌状态，所以这部分化合物的光致变色转换的量子产率不大于Φ＝0.5(M.Irie.InOrganic Photochromicand Thermochromic Compounds.Eds.J.C.Crano and R.J.Guglielmetti.N.Y.andL.，Plenum Press.1999.V.1.P.207)，从而光致变色介质的感光性达不到最大值。
发明内容
技术问题由于上述原因，用作双光子记录介质的最感兴趣的是在主聚合链中包含价键光致变色分子或者包含价键光致变色分子作为侧片断的光致变色聚合物。在光致变色聚合物中，由于共价键合的光致变色分子通过介质体积的迁移受到阻碍，所以共价键合的光致变色分子在存储过程期间更稳定。例如，光致变色记录介质包含具有基于苯乙烯和甲基丙烯酸丁酯单体的二芳基乙烯片断的光致变色聚合物(E.Kim，Y.K.Choi，M.H.Lee.Macromolecules，vol.32，pp.4855-4860，1999；S.Y.Cho，H.W.Shin，K.H.Ahn，Y.R.Kim，E.Kim.OpticalMaterials，vol.21，pp.279-284，2002)。与聚合物溶液相比，这种类型的介质能够形成厚度为0.05μm-0.1μm的高质量的层。开发的介质使得在暴露于氦-镉激光(325nm)的辐射时能够记录光学信息，并且通过使用在可见光谱范围(663nm和532nm)内发光的激光器能够擦除光学信息。由于在半导体激光器的辐射波长(830nm)处折射率的光诱导变化(Δn＝0.0008)，从而实现记录的信息的非破坏性读取。
已经提出了基于1，2-二(3-噻吩基)环戊烯单体的光致变色聚合物(第2004/0030078号美国专利公开)。这种光致变色聚合物的优点在于它们使用相当确定结构的光致变色单体和基于该单体的确定结构的均聚物。由于限制地选择用于这些光致变色聚合物的合成的起始试剂而带来缺点。
技术方案本发明的一方面提供了一种二芳基乙烯型的新的光致变色单体、基于该新的功能性的光致变色化合物的光致变色聚合物及其制造方法，其中，所述光致变色单体和光致变色聚合物显示出光致变色转换的热不可逆性和其它性质，所述热不可逆性和其它性质使该光致变色聚合物能够用于生产按位记录光学信息的3D读/写光学存储器的双光子光致变色记录介质。
本发明的一方面还提供了一种采用所述光致变色聚合物制造的光致变色记录介质和光信号的光控开关。
根据本发明的一方面，提供了一种通式为(I)的光致变色单体，通式(I)为 其中，每个取代基Q从下面单独选择， Alk是C1-10烷基；X是Cl、Br、I、F、NH2、CH2OH、CH2Cl、CH2Br、CHO或者COOH。
根据本发明的另一方面，提供了一种通式为(II)的光致变色单体，通式(II)为
其中，X是CH2、O、S或者N-Alk；Y是O、S或者N-Alk；n是0～6的任一整数；每个取代基Q从下面单独选择， Alk是C1-10烷基。
根据本发明的又一方面，提供了一种通式为(III)的光致变色单体，通式(III)为 其中，Alk是C1-10烷基。
根据本发明的又一方面，提供了一种在主链中具有从通式(I)的光致变色单体衍生的结构单元的光致变色聚合物，或者具有从通式(I)的光致变色单体衍生的结构单元作为侧链的光致变色聚合物，通式(I)为
其中，每个取代基Q从下面单独选择， Alk是C1-10烷基；X是Cl、Br、I、F、NH2、CH2OH、CH2Cl、CH2Br、CHO或者COOH。
根据本发明的又一方面，提供了一种在主链中具有通式(IXa)的结构单元的光致变色聚合物，通式(IXa)为 其中，X是CH2、O、S或者N-Alk；Y是O、S或者N-Alk；n是0～6的任一整数，每个取代基Q从下面单独选择，
Alk是C1-10烷基。
根据本发明的又一方面，提供了一种在主链中具有通式(III′)的结构单元的光致变色聚合物，通式(III′)为 其中，Alk是C1-10烷基。
根据本发明的又一方面，提供了一种光致变色聚合物的混合物，所述混合物包含按重量计1％～99％的光致变色聚合物；和按重量计99％～1％的聚合物粘结剂，所述光致变色聚合物在主链中具有从通式(I)的光致变色单体衍生的结构单元，或者具有从通式(I)的光致变色单体衍生的结构单元作为侧链，通式(I)为
其中，每个取代基Q从下面单独选择， Alk是C1-10烷基；X是Cl、Br、I、F、NH2、CH2OH、CH2Cl、CH2Br、CHO或者COOH。
根据本发明的一方面，所述光致变色聚合物的混合物中的光致变色聚合物是化学式(IV)的共聚物，化学式(IV)为 根据本发明的一方面，所述光致变色聚合物的混合物中的光致变色聚合物在主链中具有通式(IXa)的结构单元，通式(IXa)为 其中，X是CH2、O、S或者N-Alk；Y是O、S或者N-Alk；n是0～6的任一整数，每个取代基Q从下面单独选择，
Alk是C1-10烷基。
根据本发明的一方面，所述光致变色聚合物的混合物中的光致变色聚合物是化学式(IX)的共聚物，化学式(IX)为 根据本发明的一方面，所述光致变色聚合物的混合物中的光致变色聚合物是化学式(IXa)的共聚物，化学式(IXa)为
根据本发明的一方面，所述光致变色聚合物的混合物中的光致变色聚合物在主链中具有通式(III′)的结构单元，通式(III′)为 其中，Alk是C1-10烷基。
根据本发明的一方面，所述光致变色聚合物的混合物中的光致变色聚合物是化学式(VII)的聚酯，化学式(VII)为 根据本发明的一方面，所述光致变色聚合物的混合物中的光致变色聚合物是化学式(VIIa)的聚酯，化学式(VIIa)为
根据本发明的一方面，所述光致变色聚合物的混合物中的光致变色聚合物是化学式(VIIb)的聚酯，化学式(VIIb)为 根据本发明的一方面，所述光致变色聚合物的混合物中的光致变色聚合物是化学式(VIIc)的聚酯，化学式(VIIc)为 根据本发明的一方面，所述光致变色聚合物的混合物中的光致变色聚合物是化学式(VIId)的聚酯，化学式(VIId)为
根据本发明的又一方面，提供了一种光致变色记录介质，所述光致变色记录介质包含根据本发明一方面的光致变色聚合物或者根据本发明一方面的光致变色聚合物的混合物。
根据本发明的又一方面，提供了一种光学信号的光控开关，所述光控开关包含根据本发明一方面的光致变色聚合物或者根据本发明一方面的光致变色聚合物的混合物。
有益效果根据本发明的一方面，基于所述光致变色单体的光致变色聚合物和包含所述光致变色聚合物的光致变色聚合物的混合物具有制造按位记录光学信息的3D读/写光学存储器的所谓的双光子光致变色记录介质所必需的光致变色性质。
在后面的描述部分中将部分地提出本发明的另外方面和/或优点，一部分将通过描述部分清楚，或者可以通过本发明的实践获知。
通过结合附图对本发明示例性实施例的详细描述，本发明的上面和/或其它方面及优点将变得更加清楚和更容易理解，其中图1示出了根据本发明一方面的在甲苯溶液中在示例1中合成的光致变色化合物5(C＝2×10-4M)的初开放形式A的吸收光谱(曲线1)，以及对在示例1中合成的光致变色化合物5增加经过UFS-2玻璃滤光器的紫外光曝光情况下光诱导形式B的吸收光谱(曲线2到7)；图2示出了根据本发明一方面的在环式B的吸收带的最大值的波长处光致变色化合物5的甲苯溶液由经过USF-6滤光器的紫外光光着色的动力学曲线(曲线1)，以及由经过ZS-12滤光器的可见光光退色的动力学曲线(曲线2)；图3示出了根据本发明一方面的在甲苯中示例2中合成的来自基团II的光致变色化合物8的初始开放形式A的吸收光谱(曲线1)，以及对示例2中合成的来自基团II的光致变色化合物8增加经过UFS-2滤光器的紫外光曝光情况下光诱导形式B的吸收光谱(曲线2到6)；图4示出了根据本发明一方面的在环式B的吸收带的最大值的波长处来自基团II的光致变色化合物8的甲苯溶液由经过USF-2玻璃滤光器的紫外光光着色的动力学曲线(曲线1)，以及由经过ZS-12滤光器的可见光光退色的动力学曲线(曲线2)；图5示出了根据本发明一方面的在甲苯中来自基团III的光致变色化合物12的初始开放形式A的吸收光谱(曲线1)，以及对来自基团III的光致变色化合物12增加经过UFS-2滤光器的紫外光曝光情况下光诱导形式B的吸收光谱(曲线2到6)；图6示出了根据本发明一方面的在环式B的吸收带的最大值的波长处来自基团III的光致变色化合物12的甲苯溶液由经过USF-2玻璃滤光器的紫外光光着色的动力学曲线(曲线1)，以及由经过ZS-12滤光器的可见光光退色的动力学曲线(曲线2)；图7示出了根据本发明一方面的在暴露于紫外光前在聚甲基丙烯酸甲酯中(按重量计为干聚合物重量的10％)的示例4中合成的光致变色低聚物IV的膜的初始开放形式A的吸收光谱(曲线1)，以及根据本发明一方面的在暴露于紫外光后在聚甲基丙烯酸甲酯(按重量计为干聚合物重量的10％)中的示例4中合成的光致变色低聚物IV的膜的光诱导形式B的吸收光谱(曲线2)；图8示出了根据本发明一方面的在环式B的吸收带的最大值的波长处在聚甲基丙烯酸甲酯中的光致变色低聚物IV的膜(按重量计为干聚合物重量的10％)通过紫外光光着色的动力学曲线(曲线1)，以及通过可见光光退色的动力学曲线(曲线2)；图9示出了根据本发明一方面的在环式B的吸收带的最大值的波长处对聚甲基丙烯酸甲酯(按重量计为干聚合物重量的10％)中的光致变色低聚物IV的膜周期性交换UFS-8滤色器和PS-7+ZS-18滤色器进行连续光退色和光着色的曲线；
图10示出了根据本发明一方面的在暴露于紫外光前在聚碳酸酯(按重量计为干聚合物重量的10％)中的示例5中合成的光致变色聚合物VII的膜的初始开放形式A的吸收光谱(曲线1)，以及根据本发明一方面的在暴露于紫外光后在聚甲碳酸酯(按重量计为干聚合物重量的10％)中的示例5中合成的光致变色低聚物VII的膜的光诱导形式B的吸收光谱(曲线2)；图11示出了根据本发明一方面的在环式B的吸收带的最大值的波长处在聚碳酸酯(按重量计为干聚合物重量的10％)中的光致变色低聚物VII的膜通过紫外光光着色的动力学曲线(曲线1)，以及通过可见光光退色的动力学曲线(曲线2)；图12示出了根据本发明一方面的在暴露于紫外光前在聚碳酸酯(按重量计为干聚合物重量的4％)中的示例10中合成的光致变色聚合物IX的膜的初始开放式A的吸收光谱(曲线1)、根据本发明一方面的在暴露于紫外光后在聚碳酸酯(按重量计为干聚合物重量的4％)中的示例10中合成的光致变色聚合物IX的膜在暴露于经过UFS-2滤光器的紫外光之后的光诱导形式B的吸收光谱(曲线2)、以及根据本发明一方面的在暴露于紫外光后在聚碳酸酯(按重量计为干聚合物重量的4％)中的示例10中合成的光致变色聚合物IX的膜随后暴露于经过ZS-12滤光器的可见光的光诱导形式B的吸收光谱(曲线3)；图13示出了根据本发明一方面的在环式B的吸收带的最大值的波长处在聚碳酸酯(按重量计为干聚合物重量的4％)中的光致变色聚合物IX的膜通过紫外光光着色的动力学曲线(曲线1)，以及通过可见光光退色的动力学曲线(曲线2)；图14是根据本发明实施例的利用光致变色记录介质的记录和/或再现装置的框图。
具体实施例方式
现在，将详细描述本发明的当前实施例，附图中示出了本发明实施例的示例，其中，相同的标号始终表示相同的元件。为了解释本发明，下面通过参照附图来描述实施例。
现在将更详细地描述根据本发明实施例的光致变色单体、基于该单体的光致变色聚合物、包含该光致变色聚合物的光致变色记录介质以及包含该记录介质的3D读/写光学存储器。
根据本发明实施例的光致变色单体表示为通式(I) 其中，每个取代基Q从下面单独选择， Alk是C1-10烷基；X是Cl、Br、I、F、NH2、CH2OH、CH2Cl、CH2Br、CHO或者COOH。
根据本发明另一实施例的光致变色单体表示为通式(II) 其中，X是CH2、O、S或者N-Alk；Y是O、S或者N-Alk；n是0～6的任一整数；每个取代基Q从下面单独选择，
Alk是C1-10烷基。
根据本发明又一实施例的光致变色单体表示为通式(III) 其中，Alk是C1-10烷基。
根据本发明方面的光致变色聚合物是从二杂芳基乙烯(dihetaryl ethene)型的功能光致变色单体I-III(通式I-III)衍生的共聚物或者均聚物。这里术语“聚合物”应该被理解为包括分子量小于其相应的聚合物形式的低聚物。
具体地，根据本发明实施例的光致变色聚合物是在主链中具有从通式为(I)的光致变色单体衍生的结构单元的光致变色聚合物，或者是从通式为(I)的光致变色单体衍生的结构单元作为侧链的光致变色聚合物，通式(I)为 其中，每个取代基Q从下面单独选择， Alk是C1-10烷基；X是Cl、Br、I、F、NH2、CH2OH、CH2Cl、CH2Br、CHO或者COOH。
光致变色聚合物可以是化学式(IV)的共聚物，化学式(IV)为
根据本发明另一实施例的光致变色聚合物是在主链中具有通式(IXa)的结构单元的光致变色聚合物，通式(IXa)为 其中，X是CH2、O、S或者N-Alk；Y是O、S或者N-Alk；n是0～6的任一整数，每个取代基Q从下面单独选择， Alk是C1-10烷基。
光致变色聚合物(IXa)可以是化学式(IX)的共聚物，化学式(IX)为
光致变色聚合物(IXa)可以为化学式(IXa)的共聚物，化学式(IXa)为 根据本发明又一实施例的光致变色聚合物是主链中具有通式(III′)的结构单元的光致变色聚合物，通式(III′)为
其中，Alk是C1-10烷基。
光致变色聚合物(III′)可以为化学式(VII)的聚酯，化学式(VII)为 光致变色聚合物(III′)可以为化学式(VIIa)的聚酯，化学式(VIIa)为 光致变色聚合物(III′)可以为化学式(VIIb)的聚酯，化学式(VIIb)为 光致变色聚合物(III′)可以为化学式(VIIc)的聚酯，化学式(VIIc)为
光致变色聚合物(III′)可以为化学式(VIId)的聚酯，化学式(VIId)为 根据本发明方面的光致变色聚合物可以为包含按重量计1％～99％的光致变色聚合物以及按重量计99％～1％的聚合物粘结剂的光致变色聚合物的混合物。光致变色聚合物在主链中具有从通式(I)的光致变色单体衍生的结构单元，或者具有从通式(I)的光致变色单体衍生的结构单元作为侧链，通式(I)为 其中，每个取代基Q从下面单独选择，
Alk是C1-10烷基；X是Cl、Br、I、F、NH2、CH2OH、CH2Cl、CH2Br、CHO或者COOH。
根据本发明的一方面，光致变色聚合物的混合物中的光致变色聚合物是化学式(IV)的共聚物，化学式(IV)为 根据本发明的一方面，光致变色聚合物的混合物中的光致变色聚合物在主链中具有通式(IXa)的结构单元，通式(IXa)为 其中，X是CH2、O、S或者N-Alk；Y是O、S或者N-Alk；n是0～6的任一整数，每个取代基Q从下面单独选择， Alk是C1-10烷基。
根据本发明的一方面，光致变色聚合物的混合物中的光致变色聚合物是化学式(IX)的共聚物，化学式(IX)为 根据本发明的一方面，光致变色聚合物的混合物中的光致变色聚合物是化学式(IXa)的共聚物，化学式(IXa)为 根据本发明的一方面，光致变色聚合物的混合物中的光致变色聚合物在主链中具有通式(III′)的结构单元，通式(III′)为
其中，Alk是C1-10烷基。
根据本发明的一方面，光致变色聚合物的混合物中的光致变色聚合物是化学式(VII)的聚酯，化学式(VII)为 根据本发明的一方面，光致变色聚合物的混合物中的光致变色聚合物是化学式(VIIa)的聚酯，化学式(VIIa)为 根据本发明的一方面，光致变色聚合物的混合物中的光致变色聚合物是化学式(VIIb)的聚酯，化学式(VIIb)为
根据本发明的一方面，光致变色聚合物的混合物中的光致变色聚合物是化学式(VIIc)的聚酯，化学式(VIIc)为 根据本发明的一方面，光致变色聚合物的混合物中的光致变色聚合物是化学式(VIId)的聚酯，化学式(VIId)为 光致变色聚合物可以单独使用或者两种或两种以上组合使用。如果光致变色聚合物的量按重量计小于1％，则材料中光致变色单元的密度太低。这使得单位体积或者表面表示或者存储较少量的信息。当然并不是在所有方面都需要，光致变色聚合物的量优选地为按重量计3％-97％，聚合物粘结剂的量优选地为按重量计97％-3％。当然并不是在所有方面都需要，光致变色聚合物的量更优选地为按重量计5％-95％，聚合物粘结剂的量更优选地为按重量计95％-5％。仍然是更优选地但不是在所有方面都需要，光致变色聚合物的量优选地为按重量计10％-90％，聚合物粘结剂的量优选地为按重量计90％-10％。
根据本发明的方面，聚合物粘结剂可以包括乙烯基聚合物、烯键不饱和单体(ethylenically unsatulated monomer)的聚合物、丙烯酸酯类聚合物(acrylicspolymer)、聚酯、聚碳酸酯、聚酰亚胺和聚酰胺，但不限于此。根据本发明的方面，聚合物粘结剂可以单独使用或者两种或两种以上组合使用。
根据本发明的一方面，光致变色聚合物和光致变色聚合物的混合物可以用作光致变色记录介质，例如用作能够按位记录光学信息的双光子光致变色记录介质。光致变色记录介质可以用作用在记录和/或再现装置(例如图14中示出的装置)中的3D读/写光学存储器。
光致变色聚合物和光致变色聚合物的混合物也可以用作光信号的光控开关。
根据本发明的表示为通式I-III的光致变色二杂芳基乙烯型单体和基于这些单体的光致变色聚合物具有不同于公开号为2004/0030078的美国专利公开中的单体及聚合物的化学结构。具体地，光致变色单体和基于这些单体的光致变色聚合物的新颖性在于通式I-III的二杂芳基乙烯型单元用作光致变色片断或者光致变色部分。本发明的光致变色聚合物和光致变色聚合物的混合物表现出光致变色转换的热不可逆性和其它性质，这些性质能够使光致变色聚合物用于制造按位记录光学信息的3D读/写光学存储器的双光子光致变色记录介质。这就是说，本发明方面的光致变色聚合物和光致变色聚合物的混合物的使用能够将双光子光学信息记录在3D读/写光学存储器中。
二芳基乙烯(DAE)(与表示为通式I-III的光致变色二杂芳基乙烯型单体类似)的光致变色现象根据下面表示的反应图示经历从开放形式(openform)A到环式(cyclic form)B的可逆光环化(即，光诱导转换)，反应图示为
在上述反应图示中，R1、R2、R3和R4中的每个是氢原子、取代或未取代的C1-C10烷基、具有至少一个从N、S和O中选择的杂原子的五元或六元的稠合复合环或者稠合的C6-C10芳基；X是S、O、NH或者NR，其中，R是C1-C10烷基。
根据本发明的表示为通式I-III的光致变色二杂芳基乙烯型单体和基于这些单体的光致变色聚合物提供了许多优点。例如，它们具有最佳的光致变色性质，这些性质包括热不可逆性和耐疲劳性。另外，通过调整环化产生的共轭路径中的电子分布，可以容易地调谐有色形式B表示的光的波长。这通过改变如上在反应图示上示出的位于杂环上的侧官能团R1、R2、R3和R4来最方便地实现，尤其是通过改变R1和R4来最方便地实现，但是也可以通过别的方式实现，所述反应图示示出了无色开放式A和有色封闭式B之间的光诱导互变。
以下，将参照下面的示例来更详细地描述本发明的方面。然而，给出这些示例是为了示出的目的，并不意图限制本发明的范围。
示例示例1I型的光致变色的1，2-二(2-甲基-6-甲酰基-1-苯并噻吩-3-基)环戊烯(1，2-bis(2-methyl-6-formyl-1-benzothiophen-3-yl)cyclopentene)单体5根据下面示出的图示合成
该方法的特点在于，在存在吡啶的THF(四氢呋喃)中，在TiCl4和Zn的作用下，由二酮3的环化生产化合物4的产率为60％。相反，现有的文献报道，在THF中，在TiCl4和Zn的作用下，由二酮3的环化生产化合物4的大概产率为54％(synthesis 1998，pp.1092-1094)。
1，2-二(2-甲基-1-苯并噻吩-3-基)环戊烯(1，2-bis(2-methyl-1-benzothiophen-3-yl)cyclopentene)4的合成在氩条件下，在-10℃，在用力搅拌下，将TiCl4(2.8ml)逐滴加入到3.33g锌与刚蒸馏的无水THF(50ml)的悬浮液中。加完之后，将反应混合物在氩条件下加热1小时。然后将混合物冷却到20℃，向混合物中加入5.0g二酮3和无水吡啶(5ml)。使混合物沸腾20小时以上。接着，将混合物倒入10％的K2CO3溶液(150ml)中，用Et2O(5×100ml)萃取水层。收集到的有机萃取物用硫酸镁MgSO4干燥，并在真空中蒸馏。在硅胶(Merck，0.063-0.1)上采用石油醚(40/70)-AcOEt(体积比10∶1)作为洗脱液通过快速色谱法净化剩余物。产物是2.76g的产品4(60％)，产物4的熔点Tmelt＝186.5℃-187.5℃，而文献报道为Tmelt＝187℃-188℃(synthesis 1998，pp.1092-1094)。
1，2-二(2-甲基-6-甲酰基-1-苯噻吩-3-基)环戊烯5的合成在0℃，将二氯甲醚(4.52ml，50mmol)和无水氯化铝(1.78g，13.35mmol)添加到1，2-二(2-甲基-1-苯并噻吩-3-基)环戊烯4(1.2g，3.33mmol)和硝基苯(25ml)的搅拌的溶液中，将混合物在0℃搅拌30分钟，并在室温下搅拌20小时。将反应混合物倒入冰水(icy water)中，产物用乙酸乙酯萃取，用水清洗，并用硫酸镁干燥。在真空下蒸馏硝基苯之后，采用石油醚(40/70)∶乙酸乙酯混合物(体积比6∶1)作为洗脱液用柱色谱(硅胶，0.063-0.1)净化产物。产物为0.56g的二醛5(40％)，Tmelt＝196℃-197℃(己烷∶氯仿，体积比为6∶1)。质谱，m/z416，[M]+。1H NMR谱(DMSO-d6，δ，ppm，J/Hz)2.25(m，6H，2xCH3)，2.97(br m，6H，3xCH2)，7.6-8.5(br m，6H，CHarom)，9.98(br m，2H，2xCHO)。结果发现(％)C-72.16；H-4.86；S-15.34。C25H20O2S2。计算结果(％)C-72.08；H-4.84；S-15.40。
图1示出了在甲苯溶液中在示例1中合成的光致变色化合物5(C＝2×10-4M)的初始开放形式A的吸收光谱(曲线1)，以及对在示例1中合成的光致变色化合物5增加经过UFS-2玻璃滤光器的紫外光曝光情况下光诱导形式B的吸收光谱(曲线2到7)。在图1和后续图中，“D”表示光密度，t.s表示以秒为单位的时间。曲线1是将由此制备的化合物5以C＝2×10-4M的浓度溶解在甲苯中之后立即用Cary 50(Varian)分光光度计测量的化合物5的形式A的吸收光谱。曲线2-7是暴露于DRS-250汞灯的经过来自标准系列玻璃滤光器的UFS-2玻璃滤光器的紫外光之后，形式B的吸收光谱。
图2示出了在环式B的吸收带的最大值的波长处光致变色化合物5的甲苯溶液由经过USF-6滤光器的紫外光光着色的动力学曲线(曲线1)，以及由经过ZS-12滤光器的可见光光退色的动力学曲线(曲线2)。曲线1是在相同的紫外光的作用下(光着色过程)、在环式B的吸收带的最大值处测量的溶液的光密度变化(动力学)。曲线2是在相同光源的经过ZS-12玻璃滤光器的可见光作用下(光退色工艺)、在达到平衡态之后测量的溶液的光密度变化(动力学)。
从光谱和动力学数据中，将明显的是，化合物显示出适于实际应用的光致变色性质。
示例2II型的光致变色的3-烯丙基-4，5-二-(2，5-二甲基-3-噻吩基)-1，3-唑-2-酮(3-allyl-4，5-bis-(2，5-dimethyl-3-thienyl)-1，3-oxazole-2-one)单体8根据下面示出的图示制备
3-烯丙基-4，5-二-(2，5-二甲基-3-噻吩基)-4羟基-1，3-唑烷-2-酮(3-allyl-4，5-bis-(2，5-dimethyl-3-thienyl)-4-hydroxy-1，3-oxazolane-2-one)7的合成将丙烯胺(0.3g，5.00mmol)添加到碳酸酯6(1.0g，3.27mmol)和10ml乙醇的溶液中，混合物在～25℃搅拌1-1.5小时。过滤出沉淀物，产物用乙醇结晶出。产物为1.1g唑烷7(93％)，Tmelt＝181℃-182℃。结果发现(％)C-59.54；H-5.71；S-17.55。C18H21NO3S2。计算结果(％)C-59.48；H-5.82；S-17.64。1H NMR谱(DMSO-d6，δ，ppm)1.79(s，3H，CH3)；2.13(s，3H，CH3)；2.29(s，3H，CH3)；2.36(s，3H，CH3)；3.65(d，2H，CH2，J＝6Hz)；5.05(d，1H，CH，J＝10Hz)；5.11(d，1H，CH，J＝17Hz)；5.35(s，1H，CH)；5.83(m，1H，CH)；6.42(s，1H，？？H)；6.61(s，1H，CH)；6.80(s，1H，CH)。
3-烯丙基-4，5-二-(2，5-二甲基-3-噻吩基)-1，3-唑-2-酮8的合成将0.9g(2.5mmol)1，3-唑烷-2-酮7和25ml(0.325mol)CF3COOH的溶液在～25℃搅拌3-3.5小时。在真空下蒸发溶剂，用乙醇结晶剩余物。产物为0.63g的唑8(73％)，Tmelt＝103℃-104℃。结果发现(％)C-62.43；H-5.62；S-18.78。C18H19NO2S2。计算结果(％)C-62.58；H-5.54；S-18.56。1H NMR谱(DMSO-d6，δ，ppm)1.99(s，3H，CH3)；2.12(s，3H，CH3)；2.27(s，3H，CH3)；2.32(s，3H，CH3)；4.03(d，2H，CH2，J＝6Hz)；4.93(d，1H，CH，J＝17Hz)；5.09(d，1H，CH，J＝10Hz)；5.73(m，1H，CH)；6.37(s，1H，CH)；6.74(s，1H，CH)。
图3示出了在甲苯中来自基团II的光致变色化合物8的初始开放形式A的吸收光谱(曲线1)，以及对来自基团II的光致变色化合物8增加经过UFS-2滤光器的紫外光曝光情况下光诱导形式B的吸收光谱(曲线2到6)。图4示出了在环式B的吸收带的最大值的波长处来自基团II的光致变色化合物8的甲苯溶液由经过USF-2玻璃滤光器的紫外光光着色的动力学曲线(曲线1)，以及由经过ZS-12滤光器的可见光光退色的动力学曲线(曲线2)。
利用在示例1中描述的方法测量的光谱(图3)和动力学(图4)特征证明光致变色单体8的光致变色性质适于实际应用。
示例3光致变色的1，2-二(5-羟甲基-2-甲基噻吩-3-基)六氟代戊烯(1，2-bis(5-hydroxymethyl-2-methylthien-3-yl)hexafluoropentene)单体12根据下面示出的图示合成 该方法的特点在于，在1，2-二(5-羟甲基-2-甲基噻吩-3-基)六氟代戊烯12的合成过程中，更多可用的1，2-二氢吡喃被用作保护基团。相反，现有的文献报道，很难使用可用的叔丁基二甲基甲硅烷基(tert-butyldimethylsilyl)作保护(Chem.LetterS 1998，99.1093-1094)。
2-[(4-溴-5-甲基噻吩-2-基)甲氧基]四氢化-2H-吡喃(2-[(4-bromo-5-methylthiophen-2-yl)methoxy]tetrahydro-2H-pyrane)10的合成将2.6ml 1，2-二氢吡喃和0.2g对甲苯磺酸添加到5.4g 4-溴-2-羟甲基-5-甲基噻吩9和40ml甲醇的溶液中。反应混合物在室温下搅拌24小时。在真空下蒸馏甲醇，用油泵蒸馏剩余物。产物是6.82g的产品10(90％)，Tmelt＝125℃-130℃(5mm Hg)，nd16.5＝1.5610。质谱，m/z291，[M]+。1H NMR谱(CDCl3，δ，ppm，J/Hz)1.45-1.95(m，6H，3xCH2)，2.37(s，3H，CH3)，3.50-3.65(m，1H，CH)，3.80-4.0(m，1H)，4.55-4.85(m，3H)，6.82(S，1H，CH)。结果发现(％)C-45.43；H-5.20；S-10.92。C11H15BrO2S。计算结果(％)C-45.37；H-5.19；S-11.01。
1，2-二{5-甲氧基-(四氢化-2H-吡喃基-2)-2-甲基噻吩-3-基}六氟代戊烯(1，2-bis{5-methoxy-(tetrahydro-2H-pyryl-2)-2-methylthien-3-yl}hexafluoropentene)11的合成在氩条件下，在-78℃，将14ml1.6M丁基锂的己烷溶液添加到5.3g 2-[(4-溴代-5-甲基噻吩-2-基)甲氧基]四氢化-2H-吡喃和30ml无水THF的溶液中。反应混合物在-78℃搅拌10分钟，向混合物中加入1.93g八氟环戊烯。反应混合物在-78℃保持1小时并在室温下过夜。接着，将混合物倒入水中，用醚萃取，并用硫酸镁干燥。在真空下蒸馏溶剂，所得油用色谱法分离。产物为3.37g的油状产品11(62％)。质谱，m/z596，[M]+。1H NMR谱(CDCl3，δ，ppm，J/Hz)1.45-2.0(m，18H，6xCH2，2xCH3)，3.45-3.60(m，2H，2xCH)，3.80-3.95(m，2H，2xCH)，4.60-4.85(m，6H)，6.93(s，2H，CH)。结果发现(％)C-54.42；H-5.08；S-10.62。C27H30F6O4S2。计算结果(％)C-54.35；H-5.07；S-10.75。
1，2-二(5-羟甲基-2-甲基噻吩-3-基)六氟代戊烯12的合成将3ml浓盐酸添加到3g 1，2-二{5-甲氧基-(四氢化-2H-吡喃基-2)-2-甲基噻吩-3-基}六氟代戊烯11和30ml甲醇的溶液中。反应混合物在室温下搅拌20小时。在真空下蒸馏甲醇残留物，并用己烷结晶剩余物。产物为1.62g产品12(75％)，Tmelt＝129℃-133℃(与文献中报道的Tmelt＝125℃-128℃不同)。质谱，m/z428，[M]+。1H NMR谱(CDCl3，δ，ppm，J/Hz)1.83(s，2H，2xOH)，1.89(s，6H，2xCH3)，4.75(s，4H，2xCH2)，6.94(s，2H，CH)。结果发现(％)C-47.72；H-3.30；S-14.02。C17H14F6O2S2。计算结果(％)C-47.66；H-3.29；S-14.97。
图5示出了在甲苯中来自基团III的光致变色化合物12的初始开放形式A的吸收光谱(曲线1)，以及对来自基团III的光致变色化合物12增加经过UFS-2滤光器的紫外光曝光情况下光诱导形式B的吸收光谱(曲线2到6)。图6示出了在环式B的吸收带的最大值的波长处来自基团III的光致变色化合物12的甲苯溶液由经过USF-2玻璃滤光器的紫外光光着色的动力学曲线(曲线1)，以及由经过ZS-12滤光器的可见光光退色的动力学曲线(曲线2)。利用在示例1中描述的方法测量的光谱(图5)和动力学(图6)特征证明光致变色单体12的光致变色性质适于实际应用。
示例4根据下面示出的图示制备光致变色低聚物IV(一种席夫碱) 将103.7mg(0.2mmol)2，2-二[4-(3-氨基苯氧基)苯基]六氟代丙烷、83.3mg(0.2mmol)3-[2-(甲酰-2-甲基-1-苯并噻吩-3-基)-1-环戊烯基]-2-甲基-1-苯并噻吩-6-甲醛、2ml DMF和2ml甲苯添加到设置有氩进口/出口系统、分水器(Dean-Stark trap)、滴液漏斗、电磁搅拌器和回流冷凝器的烧瓶中。在强氩气气流条件下，在搅拌的同时，将烧瓶加热到140℃。反应混合物在这个温度下保持4小时，定期地逐滴加入总量为2ml的甲苯；结果，甲苯共沸物与水在分水器中冷凝。接着用乙醇沉淀低聚物，用Schott过滤器过滤，用乙醇洗涤，并干燥。产量为0.14g(70％)。
通过将制备的低聚物和聚甲基丙烯酸甲酯共同溶解在氯仿中(干的聚合物重量为按重量计10％)来制备光致变色聚合物的样品。接着，利用示例1中描述的方法测定制造的样品的光谱和动力学特征。
图7示出了在暴露于紫外光前在聚甲基丙烯酸甲酯(按重量计为干聚合物重量的10％)中的光致变色低聚物IV的膜的初始开放形式A的吸收光谱(曲线1)，以及在暴露于紫外光后在聚甲基丙烯酸甲酯(按重量计为干聚合物重量的10％)中的光致变色低聚物IV的膜的光诱导形式B的吸收光谱(曲线2)。图8示出了在环式B的吸收带的最大值的波长处在聚甲基丙烯酸甲酯(按重量计为干聚合物重量的10％)中的光致变色低聚物IV的膜通过紫外光光着色的动力学曲线(曲线1)，以及通过可见光光退色的动力学曲线(曲线2)。
图9示出了在环式B的吸收带的最大值的波长处对聚甲基丙烯酸甲酯(按重量计为干聚合物重量的10％)中的光致变色低聚物IV的膜周期性交换UFS-8滤色器和PS-7+ZS-18滤色器进行连续光退色和光着色的曲线。即，图9表示由经过UFS-8滤光器的紫外光光着色和经过两个滤光器(即，PS-7和ZS-18)周期性交换的组合光退色的循环。图9表明光致变色聚合物显示出高度的循环性而没有损失光致变色性质。
光谱(图8)和动力学(图9)特征表明光致变色低聚物IV的光致变色性质适于实际应用。
示例5聚酯VII根据下面示出的图示由1，2-二(5-羟甲基-2-甲基噻吩-3-基)六氟代戊烯(化合物V)和对苯二甲酰氯(VI)合成 将0.27g(0.63mmol)1，2-二(5-羟甲基-2-甲基噻吩-3-基)六氟代戊烯(化合物V)、0.128g(0.63mmol)对苯二甲酰氯(VI)和3.2ml二氯乙烷添加到设置有搅拌器、回流冷凝器和氩气进口的25ml三口烧瓶中。反应混合物温度上升到40℃，接着在几分钟内，将0.154g吡啶慢慢地逐滴加入到反应混合物中。反应时间为2小时。接着将反应混合物倒入甲醇中，在40℃、在真空下干燥沉淀物24小时。聚合物VII的产率为98％。IR(KBr，cm-1)C＝O 1710。Mn＝35000。聚合物可以溶于四氢呋喃、二甲基甲酰胺、乙醇和丙酮中，加热时可以溶解在氯仿中，不溶于甲苯。
通过将光致变色聚合物和聚碳酸酯共同溶解在氯仿中来制备用于测定光谱和动力学特征的光致变色聚合物的样品，其中，聚碳酸酯用作聚合物粘结剂。接着用离心法将溶液喷涂在石英基底上。结果，形成光致变色膜，利用示例1中描述的方法测定该光致变色膜的形式A的吸收光谱(图10，曲线1)和形式B的吸收光谱(图10，曲线2)，并测定光着色的动力学曲线(图11，曲线1)和光退色的动力学曲线(图11，曲线2)。
得到的光谱和动力学数据表明光致变色膜的所得样品的光致变色现象适于实际应用。
示例6与示例5相似，由化合物V和间苯二甲酰氯来制备聚酯VIIa 产率为93％。Mn＝28000。聚合物可溶于氯仿、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、甲苯、乙醇和丙酮。通过示例5中描述的方法制备的光致变色聚合物样品的光谱和动力学特征表现出适于实际应用的光致变色现象。
示例7与示例5相似，由化合物V和4，4′-联苯二甲酸的二氯化物来制备聚酯VIIb 产率为89％。Mn＝22000。聚合物可溶于氯仿、四氢呋喃、二甲基甲酰胺，不溶于甲苯、乙醇和丙酮。
通过示例5中描述的方法制备的光致变色聚合物样品的光谱和动力学特征表现出适于实际应用的光致变色现象。
示例8与示例5相似，由化合物V和4，4′-氧代双苯甲酸(4，4′-oxybis(benzoicacid))的二氯化物来制备聚酯VIIc 产率为91％。Mn＝24000。聚合物可溶解于氯仿、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、甲苯、乙醇和丙酮。通过示例5中描述的方法制备的光致变色聚合物样品的光谱和动力学特征表现出适于实际应用的光致变色现象。
示例9与示例5相似，由化合物V和4，4′-二苯基甲烷二羧酸的二氯化物来制备聚酯VIId 产率为96％。Mn＝30000。聚合物可溶解于氯仿、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、甲苯、乙醇和丙酮。通过示例5中描述的方法制备的光致变色聚合物样品的光谱和动力学特征表现出适于实际应用的光致变色现象。
示例10根据下面示出的图示由来自基团II的3-烯丙基-4，5-二(2，5-二甲基-3-噻吩基)-1，3-唑-2-酮(化合物VIII)和甲基丙烯酸甲脂来合成光致变色共聚物IX
将0.173g(0.5mmol)3-烯丙基-4，5-二(2，5-二甲基-3-噻吩基)-1，3-唑-2-酮(化合物VIII)与1g(10mmol)甲基丙烯酸甲脂的溶液放入含有0.0017g(按重量计为单体总量的0.1％)聚合引发剂(偶氮异丁腈)的安瓿(ampoule)中。安瓿填充有氩气并在60℃下加热20小时。得到玻璃状的共聚物甲基丙烯酸酯IX。Mw＝80000。共聚物可溶于氯仿。
通过示例5中描述的方法来制备光致变色聚合物的样品。吸收光谱(图12)以及光退色与光着色过程的动力学曲线(图13)表明可以使用该聚合物的光致变色性质。
示例11与示例10相似，由化合物VIII和甲基丙烯酸丁酯来制备光致变色共聚物IXa，Mw＝92000。
聚合物可溶于氯仿。通过示例5中描述的方法制备的光致变色聚合物样品的光谱和动力学特征表现出适于实际应用的光致变色现象。
图14是根据本发明实施例的记录和/或再现装置的方框图。参照图14，该记录和/或再现装置包括记录/读取单元1001、控制器1002和存储器1003。记录/读取单元1001在盘1000上记录数据和/或从盘1000读取数据，盘1000是本明的信息存储介质1000的实施例。控制器1002记录和/或再现利用记录/读取单元1001传递的数据，并控制记录/读取单元1001读取和/或记录数据。
尽管不是在所有方面都需要，但是应该理解，控制器1002可以为利用在计算机可读介质上编码的计算机程序来执行该方法的计算机。计算机可以实现为具有固件(firmware)的芯片，或者可以为可编程以执行该方法的通用的或者特殊目的的计算机。
尽管已经示出和描述了本发明的几个实施例，但是本领域技术人员应该理解，在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可以对该实施例进行改变，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
产业上的可利用性基于光致变色单体的光致变色聚合物和包含该光致变色聚合物的光致变色聚合物的混合物具有制造用于按位记录光学信息的3D读/写光学存储器的所谓的双光子光致变色记录介质所必须的光致变色性质。
权利要求书(按照条约第19条的修改)1、一种通式为(I)的光致变色单体，通式(I)为 其中，每个取代基Q从下面单独选择， ；Alk是C1-10烷基；X是Cl、Br、I、F、NH2、CH2OH、CH2Cl、CH2Br、CHO或者COOH。
2、一种通式为(II)的光致变色单体，通式(II)为 其中，X是CH2、O、S或者N-Alk；Y是O、S或者N-Alk；n是0～6的任一整数；每个取代基Q从下面单独选择，
；Alk是C1-10烷基。
3、(删除)4、一种在主链中具有从通式(I)的光致变色单体衍生的结构单元的光致变色聚合物，或者具有从通式(I)的光致变色单体衍生的结构单元作为侧链的光致变色聚合物，通式(I)为 其中，每个取代基Q从下面单独选择， ；Alk是C1-10烷基；X是Cl、Br、I、F、NH2、CH2OH、CH2Cl、CH2Br、CHO或者COOH。
5、如权利要求4所述的光致变色聚合物，其中，所述光致变色聚合物是化学式(IV)的共聚物，化学式(IV)为 6、一种在主链中具有通式(IXa)的结构单元的光致变色聚合物，通式(IXa)为 其中，X是CH2、O、S或者N-Alk；Y是O、S或者N-Alk；n是0～6的任一整数，每个取代基Q从下面单独选择， ；Alk是C1-10烷基。
7、如权利要求6所述的光致变色聚合物，其中，所述光致变色聚合物是化学式(IX)的共聚物，化学式(IX)为 8、如权利要求6所述的光致变色聚合物，所述光致变色聚合物是化学式(IXa)的共聚物，化学式(IXa)为 9、(删除)10、(修改)一种具有化学式(VII)的光致变色聚合物，化学式(VII)为
11、(修改)一种具有化学式(VIIa)的光致变色聚合物，化学式(VIIa)为 12、(修改)一种具有化学式(VIIb)的光致变色聚合物，化学式(VIIb)为 13、(修改)一种具有化学式(VIIc)的光致变色聚合物，化学式(VIIc)为 14、(修改)一种具有化学式(VIId)的光致变色聚合物，化学式(VIId)为 15、(修改)一种光致变色聚合物的混合物，所述混合物包含按重量计1％～99％的根据权利要求4～8和权利要求10～14中的任何一项所述的光致变色聚合物；按重量计99％～1％的聚合物粘结剂。
16、如权利要求15所述的光致变色聚合物的混合物，其中，所述聚合物粘结剂是从由乙烯基聚合物、烯键不饱和单体的聚合物、丙烯酸酯类聚合物、聚酯、聚碳酸酯、聚酰亚胺和聚酰胺组成的组中选择的至少一种。
17、(修改)一种光致变色记录介质，所述光致变色记录介质包含
根据权利要求4～8和权利要求10～14中的任何一项所述的光致变色聚合物或者根据权利要求15～16中的任何一项所述的光致变色聚合物的混合物。
18、如权利要求17所述的光致变色记录介质，其中，所述记录介质用作3D读/写光学存储器。
19、如权利要求17所述的光致变色记录介质，其中，所述记录介质是能够按位记录光学信息的双光子光致变色记录介质。
20、(修改)一种光学信号的光控开关，所述光控开关包含根据权利要求4～8和权利要求10～14中的任何一项所述的光致变色聚合物或者根据权利要求15～16中的任何一项所述的光致变色聚合物的混合物。
21、(修改)一种光致变色单体，所述光致变色单体包括通式(I)或通式(II)，其中，通式(I)为 在通式(I)中，每个取代基Q从下面单独选择， ，Alk是C1-10烷基，X是Cl、Br、I、F、NH2、CH2OH、CH2Cl、CH2Br、CHO或者COOH，通式(II)为
在通式(II)中，X是CH2、O、S或者N-Alk，Y是O、S或者N-Alk，n是0～6的任一整数，每个取代基Q从下面单独选择， Alk是C1-10烷基。
22、一种包含根据权利要求21所述的光致变色单体的光致变色记录介质。
23、一种相对于权利要求22所述的光致变色记录介质传递数据的记录和/或再现装置。
24、(修改)一种光致变色聚合物，所述光致变色聚合物在主链中具有从通式(I)的光致变色单体衍生的结构单元或者具有从通式(I)的光致变色单体衍生的结构单元作为侧链、或者在主链中具有通式(IXa)的结构单元，其中，通式(I)为
在通式(I)中，每个取代基Q从下面单独选择， ，Alk是C1-10烷基，X是Cl、Br、I、F、NH2、CH2OH、CH2Cl、CH2Br、CHO或者COOH，通式(IXa)为 在通式(IXa)中，X是CH2、O、S或者N-Alk；Y是O、S或者N-Alk，n是0～6的任一整数，每个取代基Q从下面单独选择，
，Alk是C1-10烷基，通式(III′)为 其中，Alk是C1-10烷基。
25、一种包含根据权利要求24所述的光致变色聚合物的光致变色记录介质。
26、一种相对于权利要求24所述的光致变色记录介质传递数据的记录和/或再现装置。
权利要求
1.一种通式为(I)的光致变色单体，通式(I)为 其中，每个取代基Q从下面单独选择， Alk是C1-10烷基；X是Cl、Br、I、F、NH2、CH2OH、CH2Cl、CH2Br、CHO或者COOH。
2.一种通式为(II)的光致变色单体，通式(II)为 其中，X是CH2、O、S或者N-Alk；Y是O、S或者N-Alk；n是0～6的任一整数；每个取代基Q从下面单独选择， Alk是C1-10烷基。
3.一种通式为(III)的光致变色单体，通式(III)为 其中，Alk是C1-10烷基。
4.一种在主链中具有从通式(I)的光致变色单体衍生的结构单元的光致变色聚合物，或者具有从通式(I)的光致变色单体衍生的结构单元作为侧链的光致变色聚合物，通式(I)为 其中，每个取代基Q从下面单独选择， Alk是C1-10烷基；X是Cl、Br、I、F、NH2、CH2OH、CH2Cl、CH2Br、CHO或者COOH。
5.如权利要求4所述的光致变色聚合物，其中，所述光致变色聚合物是化学式(IV)的共聚物，化学式(IV)为
6.一种在主链中具有通式(IXa)的结构单元的光致变色聚合物，通式(IXa)为 其中，X是CH2、O、S或者N-Alk；Y是O、S或者N-Alk；n是0～6的任一整数，每个取代基Q从下面单独选择， Alk是C1-10烷基。
7.如权利要求6所述的光致变色聚合物，其中，所述光致变色聚合物是化学式(IX)的共聚物，化学式(IX)为
8.如权利要求6所述的光致变色聚合物，所述光致变色聚合物是化学式(IXa)的共聚物，化学式(IXa)为
9.一种在主链中具有通式(III′)的结构单元的光致变色聚合物，通式(III′)为 其中，Alk是C1-10烷基。
10.如权利要求9所述的光致变色聚合物，其中，所述光致变色聚合物是化学式(VII)的聚酯，化学式(VII)为
11.如权利要求9所述的光致变色聚合物，其中，所述光致变色聚合物是化学式(VIIa)的聚酯，化学式(VIIa)为
12.如权利要求9所述的光致变色聚合物，其中，所述光致变色聚合物是化学式(VIIb)的聚酯，化学式(VIIb)为
13.如权利要求9所述的光致变色聚合物，其中，所述光致变色聚合物是化学式(VIIc)的聚酯，化学式(VIIc)为
14.如权利要求9所述的光致变色聚合物，其中，所述光致变色聚合物是化学式(VIId)的聚酯，化学式(VIId)为
15.一种光致变色聚合物的混合物，所述混合物包含按重量计1％～99％的根据权利要求4～14中的任何一项所述的光致变色聚合物；和按重量计99％～1％的聚合物粘结剂。
16.如权利要求15所述的光致变色聚合物的混合物，其中，所述聚合物粘结剂是从由乙烯基聚合物、烯键不饱和单体的聚合物、丙烯酸酯类聚合物、聚酯、聚碳酸酯、聚酰亚胺和聚酰胺组成的组中选择的至少一种。
17.一种光致变色记录介质，所述光致变色记录介质包含根据权利要求4～14中的任何一项所述的光致变色聚合物或者根据权利要求15～16中的任何一项所述的光致变色聚合物的混合物。
18.如权利要求17所述的光致变色记录介质，其中，所述记录介质用作3D读/写光学存储器。
19.如权利要求17所述的光致变色记录介质，其中，所述记录介质是能够按位记录光学信息的双光子光致变色记录介质。
20.一种光学信号的光控开关，所述光控开关包含根据权利要求4～14中的任何一项所述的光致变色聚合物或者根据权利要求15～16中的任何一项所述的光致变色聚合物的混合物。
21.一种光致变色单体，所述光致变色单体包括通式(I)、通式(II)或者通式(III)，其中，通式(I)为 在通式(I)中，每个取代基Q从下面单独选择， Alk是C1-10烷基，X是Cl、Br、I、F、NH2、CH2OH、CH2Cl、CH2Br、CHO或者COOH，通式(II)为 在通式(II)中，X是CH2、O、S或者N-Alk，Y是O、S或者N-Alk，n是0～6的任一整数，每个取代基Q从下面单独选择， Alk是C1-10烷基，通式(III)为 在通式(III)中，Alk是C1-10烷基。
22.一种包含根据权利要求21所述的光致变色单体的光致变色记录介质。
23.一种相对于权利要求22所述的光致变色记录介质传递数据的记录和/或再现装置。
24.一种光致变色聚合物，所述光致变色聚合物在主链中具有从通式(I)的光致变色单体衍生的结构单元或者具有从通式(I)的光致变色单体衍生的结构单元作为侧链、在主链中具有通式(IXa)的结构单元或者在主链中具有通式(III′)的结构单元，其中，通式(I)为 在通式(I)中，每个取代基Q从下面单独选择， Alk是C1-10烷基，X是Cl、Br、I、F、NH2、CH2OH、CH2Cl、CH2Br、CHO或者COOH，通式(IXa)为 在通式(IXa)中，X是CH2、O、S或者N-Alk；Y是O、S或者N-Alk，n是0～6的任一整数，每个取代基Q从下面单独选择， Alk是C1-10烷基通式(III′)为 其中，Alk是C1-10烷基。
25.一种包含根据权利要求24所述的光致变色聚合物的光致变色记录介质。
26.一种相对于权利要求24所述的光致变色记录介质传递数据的记录和/或再现装置。
全文摘要
本发明公开了光致变色单体和制备这些光致变色单体的方法、基于这些光致变色单体的光致变色聚合物和制备这些光致变色聚合物的方法、以及在聚合物粘结剂中这些光致变色聚合物作为用于光学3D存储器的双光子记录介质以及光学信号的光控开关的应用。这些材料显示出热不可逆的光致变色转换和其它性质，这些性质使光致变色聚合物能够用在光学双光子读/写存储器中。
文档编号G11B7/246GK101027308SQ200580032163
公开日2007年8月29日 申请日期2005年9月24日 优先权日2004年9月24日
发明者亚历山大·亚历山德罗维奇·杜那伊夫, 米哈伊尔·弗拉基米罗维奇·阿尔菲莫夫, 瓦雷里·亚历山德罗维奇·巴拉车夫斯基, 瓦雷里·亚历山德罗维奇·瓦斯涅夫, 伊戈尔·维克多洛维奇·扎瓦林, 谢尔盖·尼古拉伊维奇·伊万诺夫, 穆罕穆德·拉斯塔比耶维奇·科什托夫, 阿力克西·伊万诺维奇·克瓦列夫, 米哈伊尔·米哈伊诺维奇·克拉尤什金, 尤里·亚历山德罗维奇·普严科夫, 亚历山大·洛沃维奇·鲁萨诺夫, 尤里·彼德罗维奇·斯特罗卡奇, 弗拉迪米尔·尼古拉伊维奇·亚罗文科 申请人:三星电子株式会社, 俄罗斯科技大学光化学中心