[发明专利]制造茚并稠合萘酚材料的方法

说明书

相关申请的交互参考

本申请要求2010年12月16日提交的美国临时专利申请61/459,617的优先权，在此通过参考将其全文引入。

发明领域

本发明涉及制造茚并稠合萘酚材料的方法以及所涉及的材料，如光致变色的茚并稠合萘并吡喃，所述方法包括形成茚满酮酸中间体。

发明背景

茚并稠合萘酚材料(包括茚并稠合萘酚的醚和酯)具有许多用途，如合成光致变色的化合物和材料(如茚并稠合萘并吡喃)的中间体。作为对某些波长的电磁辐射(或“光化辐射”)的响应，光致变色材料，如茚并稠合萘并吡喃，典型地经历从一种形式或状态到另一种形式的转变，其中每一形式具有与之相关的特征性或可区别的吸收光谱。典型地，当暴露于光化辐射时，许多光致变色材料从闭合形式(其对应于光致变色材料的未活化(或漂白的，例如基本上无色的)状态)转变为开放形式(其对应于光致变色材料的活化(或着色)状态)。在不存在光化辐射暴露的情况下，这种光致变色材料从活化(或着色)状态可逆地转变回未活化(或漂白)状态。含有光致变色材料或光致变色材料施加到其上的组合物和制品，如目镜透镜(例如，光致变色涂料组合物形式)典型地呈现无色(例如澄清)和着色状态，所述状态对应于在其内包含的或施加到其上的光致变色材料的无色和着色状态。

茚并稠合萘酚材料典型地通过如下合成流程制备，其包括二苯甲酮与琥珀酸二烷基酯的反应，这典型地称为Stobbe反应法。当使用不对称的二苯甲酮时，Stobbe反应法典型地产生茚并稠合萘酚材料的混合物。必须将茚并稠合萘酚的混合物分离，以便使所需的茚并稠合萘酚离析。离析的茚并稠合萘酚能因此用于随后的反应(例如，光致变色的茚并稠合萘并吡喃的合成)中。分离和分离步骤通常产生相对于所需的茚并稠合萘酚材料显著减少的产率。

一些光致变色材料，如光致变色茚并稠合萘并吡喃比较昂贵，考虑到经济利益，降低与合成这种材料相关的成本典型地合乎需要。

研究制造茚并稠合萘酚材料的新方法将是合乎需要的。此外，希望这种新研究的方法提供改进的产率和比之前合成方法更经济的效益。

发明内容

根据本发明，提供了制造由下列式I表示的茚并稠合萘酚材料的方法，

对于式I，m和n各自独立地选自0-4。进一步对于式I，每种m的R¹和每种n的R²，在各种情况下独立地选自烃基，该烃基任选由-O-、-S-、-C(O)-、-C(O)O-、-S(O)-、-SO₂-、-N(R₁₁’)-中的至少之一间隔，其中R₁₁’选自氢、烃基或取代的烃基以及其两种或更多种的组合；取代的烃基，该取代的烃基任选由-O-、-S-、-C(O)-、-C(O)O-、-S(O)-、-SO₂-、-N(R₁₁’)-中的至少之一间隔，其中R₁₁’选自氢、烃基或取代的烃基以及其两种或更多种的组合；卤素；氰基；和-N(R₁₁’)R₁₂’，其中R₁₁’和R₁₂’各自独立地选自氢、烃基或取代的烃基，或R₁₁’和R₁₂’一起形成包括至少一个杂原子的脂族和/或芳族环结构(例如，单环、多环或稠环结构)。式I的R^g和R^h基团各自独立地选自氢；烃基，该烃基任选由-O-、-S-、-C(O)-、-C(O)O-、-S(O)-、-SO₂-、-N(R₁₁’)-中的至少之一间隔，其中R₁₁’选自氢、烃基或取代的烃基；和取代的烃基，该取代的烃基任选由-O-、-S-、-C(O)-、-C(O)O-、-S(O)-、-SO₂-、-N(R₁₁’)-中的至少之一间隔，其中R₁₁’选自氢、烃基或取代的烃基；或R^g和R^h一起形成任选包括至少一个杂原子的环结构。

由式I表示的茚并稠合萘酚材料的制造方法包括：

(a)使由式II表示的烷基苯与马来酸酐反应，由此形成由式III表示的琥珀酸取代的中间体，

本发明的方法还包括：

(b)将由式III表示的琥珀酸取代的中间体转化成由式IV表示的琥珀酸酐取代的中间体，

IV