专利名称：二氢吲哚螺吡喃化合物及其制备方法
技术领域：
本发明领域本发明涉及螺吡喃化合物。具体而言，本发明提供被用作光致变色化合物的二氢吲哚螺吡喃(indolinospiropyran)化合物及它们的制备方法。
本发明背景人们已合成出各类光致变色化合物并且建议可用于通过日光引发产生的可逆色变化或暗化的各种用途。例如，在GB专利2,174,711中描述了螺(二氢吲哚)萘并吡喃和螺(二氢吲哚)喹啉并吡喃。在Brown，Glenn H编写的光致变色现象(Photochromism)(New York，1971)和Durr，Heinz和Henri Bouas-Laurent编写的光致变色现象(Elsevier，1990)中也描述了螺吡喃。
螺吡喃衍生物可能是已知的最好的具有光致变色现象的有机化合物，但是报导的螺吡喃的结构是非常有限的。因此，存在对可进一步灵活修饰的螺吡喃化合物以及合成各种螺吡喃化合物的方法的需求。
本发明的描述及其优选的实施方案本发明提供二氢吲哚螺吡喃化合物，尤其是具有光致变色效应的二氢吲哚螺吡喃化合物以及合成这些化合物的方法。琥珀酰亚胺在本发明的二氢吲哚螺吡喃化合物的吲哚环上进行了取代，这种取代可以使琥珀酰亚胺开环并且调整所述化合物的整体(bulk)性质和光致变色性质。
在一个实施方案中，本发明提供了一种化合物，这种化合物包括下式，主要由下式组成，以及由下式所组成 式中R1是C1-C18烷基、烯丙基、苯基、一取代或二取代的苯基、苯(C1-C4)烷基或(C1-C4)烷氧羰基(C1-C4)烷基，R2和R3各自独立为C1-C4烷基、苯基、一取代或二取代的苯基、苄基，或者组合形成为环己基、降冰片烷基(norbornyl)或金刚烷基环的环，R4为氢、羟基、三氯甲基、三氟甲基、甲酰基、C1-C4烷基、卤素、C1-C4烷氧基、硝基、氰基、C1-C4单卤代烷基、C1-C4烷氧羰基，或者与吡喃环的苯部分共有两个相邻碳原子以形成稠合芳环的芳基，所述稠合芳环包括但不限于萘基、菲基和喹啉基，x等于1、2或3，条件是当x＝1时，R4可以位于苯并吡喃部分的苯环上的任何可以利用的碳原子上，优选在6、7或8位上，当x＝2时，各个R4可以相同或不同且位于6和8或者5和7位上，优选在6和8位上。R1优选为C1-C4烷基、苯基、苄基、烯丙基或者乙氧羰基乙基，R2和R3优选各自独立为甲基、乙基或者苯基，R4优选为C1-C4烷基、C1-C2烷氧基、氯、溴、碘、三氟甲基或硝基。
在一个优选的实施方案中，本发明提供了一种化合物，所述化合物包含下式，主要由下式组成以及由下式组成 式中R4为氢、羟基、三氟甲基、甲酰基、甲基、乙基、甲氧基、乙氧基、硝基、氟、氯、溴或碘，并且x为1或2。
由于式I和II的化合物包含一个琥珀酰亚氨部分，本发明的化合物的性质如溶解性、敏感性等可以通过采用各种已知方法的任何一种对琥珀酰亚胺开环来进行控制。这些合适的方法描述于例如Heterocycles，48(12)2677-2691(1998)中。
式I和II的化合物可以通过任何便利的已知方法来制备，优选采用固相有机合成来制备。采用固相合成的优点是它易于实施反应，易于产物的提纯以及便于通过合成方法来处理极性分子。另外，这种方法可以使用商业提供的原料以及使用过量的反应剂以推动反应完成并抑制副反应。合成的关键是使用具有下式的聚合物负载的二氢吲哚 其中R1、R2和R3与对式(I)中的定义相同。所述固体载体可以选自各种羟基树脂中的任何一种。合适的羟基树脂包括但不限于羟甲基聚苯乙烯树脂、Wang树脂(也称为4-羟甲基苯氧基树脂或者“HMP树脂”)，HMPA-PEGA树脂(或4-羟甲基苯氧基乙酸和双丙烯酰氨基丙-1-基聚乙二醇)、HMPB-BHA树脂(或4-羟基-3-甲氧基苯氧基丁酸二苯甲胺)、HMPB-MBHA树脂(4-羟甲基-3-甲氧基苯氧基丁酸-甲基二苯甲胺)及其组合。所述树脂的理论载荷量可以是低的(如低于约0.1毫摩尔/克)或者是高的(如高于约0.4毫摩尔/克)，但是对于生产更大量的产物而言，优选高载荷，更优选约0.4至约1.5毫摩尔/克。可以使用约100-200目或约200-400目的树脂。优选的树脂为约100-200目的高载荷的羟甲基聚苯乙烯或Wang树脂。
所用的固体载体将取决于所选的反应剂、所用的溶剂以及所需的产物。优选所述树脂具有各种类型和数量的可以有效粘附反应剂以及有效释放产物的官能团。另外，所述树脂必须在所用的溶剂中是可溶胀的。所用树脂的量将取决于所用反应剂的量以及所需的反应规模。通常可以使用约1毫克至约100克的树脂。
式III化合物可以通过两种反应方法中的任何一种，使用具有下式的氨基二氢吲哚化合物来制备 其中R1、R2和R3如对式I中所定义。
使用氨基二氢吲哚化合物制备式III化合物的反应流程如下 在方法A中，在适于形成琥珀酸的条件下，用琥珀酸酐处理式IV的氨基二氢吲哚化合物。更具体而言，在约0℃至约60℃，优选在约室温下，在包括但不限于氩气或氮气的惰性气体下实施所述反应约3至24小时。所用反应剂的量将取决于所需产物的量，通常为约1毫克至约100克，优选约100毫克至约10克。随后将羟基树脂连同二异丙基碳二亚胺(“DIC”)和二甲基氨基吡啶(“DMAP”)一起加入混合物中以形成悬浮珠。在适于实施偶合反应的条件下对所述珠状物的悬浮液进行振摇。所述反应的合适条件为约0℃至约60℃的温度，优选约室温，在惰性气氛下约14至24小时。所述偶合反应的进程可以通过任何便利的方法来监测，这些方法包括但不限于FT-IR或单一的珠(single bead)FT-IR。通常，形成树脂负载二氢吲哚的反应在室温下24小时后完成。
在方法B中，在适于实施偶合反应的条件下，将羟基树脂与过量的琥珀酸酐一起振摇。所述反应的合适条件为温度为约60℃至120℃，优选约70℃至约100℃，约10至约60小时，优选约24至约48小时。所述反应的进程可以通过任何便利的方法进行监测，并且通常在48小时的回流后完成。反应完成后，洗去过量的琥珀酸酐，而已与琥珀酸偶合的树脂用式IV的氨基二氢吲哚及1-羟基苯并三唑(“HOBT”)和DIC进行处理。合适的处理条件是约0至60℃的温度，优选室温下，及在惰性气氛中。
在任何一种方法中，负载通常为大于约95％。可以使用任何用于测试负载的便利方法，这些方法包括但不限于如公开于63(3)J Org.Chem.，708-718(1998)中的方法。可以使用六甲基二硅氧烷(“HMDSO”)作为内标物用于1HNMR测试。
可以通过还原下式的硝基二氢吲哚衍生物来制备式IV的氨基二氢吲哚化合物 式中R1、R2和R3如对式I中所定义。式V的合适的硝基二氢吲哚衍生物可以如101(8)Bull.Soc.Chim.Bdg，719-739(1992)中所述通过对二氢吲哚衍生物的硝化来制备。可以用在低于10℃，优选低于7℃的冷硫酸中的硝酸对所述二氢吲哚衍生物进行硝化约10小时以上。
在本发明的二氢吲哚螺吡喃化合物的固相合成中，可以将通常约100毫克至约100克，优选约100毫克至约10克如式III的负载二氢吲哚的树脂分离，并在适于形成所需二氢吲哚螺吡喃化合物的条件下用各种水杨醛衍生物中的任何一种进行处理。用于实施所述合成的合适条件为约50-120℃的温度，在惰性气氛下，时间为约14至11天，优选约14小时至约3天。合适的水杨醛衍生物具有下式 式中R4和x如对式I中所定义。
固相合成的方法如下 在任何合适的溶剂，优选在二噁烷、二甲基甲酰胺(“DMF”)、N-甲基吡咯烷酮(“NMP”)、四氢呋喃(“THF”)或其组合溶剂中实施所述合成。可以采用任何便利的方法如通过碱催化法，使用任何合适的碱(包括但不限于哌啶、DBU、甲醇钠、叔丁醇钾)，将式I化合物从固体载体上释放出来。通常使用约3至约4当量的水杨醛衍生物与约1.1至约10当量，优选约2至约5，更优选约3至约4当量的载有二氢吲哚的树脂进行反应。
本发明化合物可广泛适用于各种用途，如要求光致变色效应的眼用镜片、挡风板、窗户等。更具体而言，将有效量的本发明化合物掺入或涂布在眼用镜片、挡风水板、窗户等制品上。掺入或涂布了所述化合物的制品将在暴露于紫外光下变暗，在室温下没有暴露于紫外光时恢复到其初始色或无色状态。所述化合物的有效量为约10-5至约10-2摩尔/升，优选约10-5至约10-3摩尔/升。将光致变色化合物如本发明化合物掺入或涂布这些制品的方法为本领域所熟知的。
通过参考下面的非限制性实施例，对本发明进行阐述说明。
实施例实施例15-硝基-1，3，3-三甲基-二氢吲哚在低于5℃和搅拌下，将2，3，4-三甲基-二氢吲哚(17.3，0.1摩尔)滴加至45ml的冷硫酸中。然后在搅拌下用1小时滴加在18毫升硫酸中的7.0克硝酸(1摩尔)，同时保持温度低于7℃。在7℃下继续搅拌3小时。然后将所述混合物置于冰箱中过夜，将橙-棕色溶液倒入碎冰中并小心用氢氧化钠水溶液中和至pH为4-5。抽吸过滤所得的橙-红色沉淀物，并在用乙醚溶解前用水充分洗涤。用无水硫酸钠干燥乙醚合物溶液，除去溶剂，使残余物从二氯甲烷中重结晶，得到13克黄-棕色固体。5-硝基-1，3，3-三甲基-二氢吲哚的收率为59.6％。
实施例25-氨基-1，3，3-三甲基-二氢吲哚在搅拌下，将5-硝基-1，3，3-三甲基-二氢吲哚(8.16克，40毫摩尔)加入氯化亚锡(53克，280毫摩尔)在200毫升盐酸中的溶液中。轻微回流所述混合物16小时。将冷的反应混合物倒入碎冰中，用浓的氢氧化钠溶液使呈碱性，用乙酸乙酯(4×200ml)进行萃取。用无水硫酸钠干燥合并的乙酸乙酯溶液并用少量的活性碳脱色。除去溶剂，使残余物在乙酸乙酯中重结晶，得到5.96克黄色固体，5-氨基-1，3，3-三甲基二氢吲哚的收率为80％。
实施例3a1，3，3-三甲基-二氢吲哚-5-基-琥珀酰胺Wang酯在氮气气氛下，将在5毫升无水四氢呋喃中的5-氨基-1，3，3-三甲基二氢吲哚(1.94克，10.3毫摩尔)在1小时内滴加至含有1.0克(10毫摩尔)琥珀酸酐的5毫升四氢呋喃溶液中。在室温下搅拌所述混合物7小时。加入wang树脂(理论负载为1.28毫摩尔/克，5克，6.4毫摩尔)、二异丙基碳二亚胺(1.26克，10毫摩尔)和DMAP(61.1毫克，0.5毫摩尔)。在室温下振摇所述悬浮液24小时，然后通过玻璃烧结漏斗过滤，用四氢呋喃(4×15ml)、DMF(4×15ml)、二氯甲烷(4×10ml)洗涤，并真空干燥，得到7.82克的珠状物。
将50.9毫克的珠状物在1毫升四氢呋喃中溶胀，用叔丁醇钾的0.01M四氢呋喃溶液(3×0.2毫升，3×15分钟)释出。将合并的四氢呋喃溶液与磷酸二氢钠细粉和无水硫酸钠一起摇混，过滤并用四氢呋喃进行洗涤。真空除去溶剂。将氯仿加入所述残余物中，然后真空下除去痕量的四氢呋喃。真空干燥所述残余物，加入1毫升0.01M的六甲基二硅氧烷的CDCl3溶液。由N-甲基或琥珀酰基的质子的积分与内标物的质子的积分进行的对比，计算出1，3，3-三甲基-二氢吲哚-5-基-琥珀酰胺Wang酯的负载为95.6％。
实施例3b将Wang酯(理论负载1.28毫摩尔/克，3.0克，3.84毫摩尔)、2.0克(20毫摩尔)琥珀酸和47毫克(0.38毫摩尔)DMAP在四氢呋喃中回流48小时，使之冷却，通过玻璃烧结漏斗进行过滤，并用THF(3×10ml)、DMF(3×10ml)、二氯甲烷(2×10ml)、甲醇(3×10ml)和二氯甲烷(2×10ml)洗涤。真空干燥后，得到3.524克白色树脂。
在氮气氛围下，将在15毫升四氢呋喃中的1.37克(1.5毫摩尔)的树脂悬浮珠、5-氨基-1，3，3-三甲基二氢吲哚(3.76克，2.0毫摩尔)、HOBT(12％水，322毫克，2.1毫摩尔)和DIC(265毫克，2.1毫摩尔)在室温下振摇过夜，通过玻璃烧结漏斗进行过滤并用四氢呋喃(3×5ml)、水(2×5ml)、DMF(2×3ml)、THF(3×3ml)和二氯甲烷(3×3ml)进行洗涤。真空干燥后，得到1.725克紫色珠状的1，3，3-三甲基-二氢吲哚-5-基-琥珀酰胺Wang酯。采用实施例3a中所述的方法定量测定负载。
实施例45-琥珀酰亚氨基-1′，3′，3′-三甲基-螺-[2H-1-苯并吡喃-2，2′-二氢吲哚]在氮气氛围下，将由实施例3a(0.243克，相当于0.2毫摩尔理论负载)分离的珠状物在3毫升DMF溶胀1小时，然后在60℃下与100毫克(0.8毫摩尔)水杨醛一起振摇14小时，随后冷却，通过玻璃烧结漏斗进行过滤，用DMF(5×3ml)进行洗涤，置于3毫升DMF中过夜。再次过滤，并用DMF(3×3ml)、二氯甲烷(3×3ml)、THF(3×2ml)和无水四氢呋喃(3×2ml)洗涤。
将悬浮于2毫升四氢呋喃中的珠状物加入0.25毫升(0.1M)的叔丁醇钾的四氢呋喃溶液中，放置15-20分钟，过滤，并用1毫升无水四氢呋喃洗涤。采用0.1-0.15毫升(0.1M)的叔丁醇钾的四氢呋喃溶液重复所述释出的方法。将合并的四氢呋喃溶液与少量，磷酸二氢钠细粉一起振摇，过滤，除去溶剂，并真空干燥残余物。得到80.5毫克的粘性油状物，纯度为96.4％的5-琥珀酰亚氨基-1′，3′，3′-三甲基-螺-[2H-1-苯并吡喃-2，2′-二氢吲哚]，收率为106.6％。
实施例56-溴-5′-琥珀酰亚氨基-1′，3′，3′-三甲基-螺-[2H-1-苯并吡喃-2，2′-二氢吲哚]重复实施例4的方法，不同之处在于使用5-溴水杨醛(121毫克，0.6毫摩尔)。纯度94.3％的6-溴-5′-琥珀酰亚氨基-1′，3′，3′-三甲基-螺-[2H-1-苯并吡喃-2，2′-二氢吲哚]的收率为118％。
实施例66-氯-5′-琥珀酰亚氨基-1′，3′，3′-三甲基-螺-[2H-1-苯并吡喃-2，2′-二氢吲哚]重复实施例4的方法，不同之处在于使用5-氯水杨醛(95毫克，0.6毫摩尔)。纯度97.6％的6-氯-5′-琥珀酰亚氨基-1′，3′，3′-三甲基-螺-[2H-1-苯并吡喃-2，2′-二氢吲哚]的收率为111.8％。
实施例76-氟-5′-琥珀酰亚氨基-1′，3′，3′-三甲基-螺-[2H-1-苯并吡喃-2，2′-二氢吲哚]重复实施例4的方法，不同之处在于使用5-氟-水杨醛(84毫克，0.6毫摩尔)。纯度97.6％的6-氟-5′-琥珀酰亚氨基-1′，3′，3′-三甲基-螺-[2H-1-苯并吡喃-2，2′-二氢吲哚]的收率为119.4％。
实施例86-硝基-5′-琥珀酰亚氨基-1′，3′，3′-三甲基-螺-[2H-1-苯并吡喃-2，2′-二氢吲哚]重复实施例4的方法，不同之处在于使用5-硝基水杨醛(100毫克，0.6毫摩尔)。纯度97.9％的6-硝基-5′-琥珀酰亚氨基-1′，3′，3′-三甲基-螺-[2H-1-苯并吡喃-2，2′-二氢吲哚]的收率为119.8％。
实施例96，8-二氯-5′-琥珀酰亚氨基-1′，3′，3′-三甲基-螺-[2H-1-苯并吡喃-2，2′-二氢吲哚]重复实施例4的方法，不同之处在于使用3，5-二氯水杨醛(115毫克，0.6毫摩尔)。纯度97.8％的6，8-二氯-5′-琥珀酰亚氨基-1′，3′，3′-三甲基-螺-[2H-1-苯并吡喃-2，2′-二氢吲哚]的收率为107.7％。
实施例106，8-二溴-5′-琥珀酰亚氨基-1′，3′，3′-三甲基-螺-[2H-1-苯并吡喃-2，2′-二氢吲哚]重复实施例4的方法，不同之处在于使用3，5-二溴水杨醛(167毫克，0.6毫摩尔)。纯度97.6％的6，8-二溴-5′-琥珀酰亚氨基-1 ′，3′，3′-三甲基-螺-[2H-1-苯并吡喃-2，2′-二氢吲哚]的收率为106.6％。
实施例116，8-二碘-5′-琥珀酰亚氨基-1′，3′，3′-三甲基-螺-[2H-1-苯并吡喃-2，2′-二氢吲哚]重复实施例4的方法，不同之处在于使用3，5-二碘水杨醛(225毫克，0.6毫摩尔)。纯度97.7％的6，8-二碘-5′-琥珀酰亚氨基-1′，3′，3′-三甲基-螺-[2H-1-苯并吡喃-2，2′-二氢吲哚]的收率为99.5％。
实施例126-溴-8-甲氧基-5′-琥珀酰亚氨基-1′，3′，3′-三甲基-螺-[2H-1-苯并吡喃-2，2′-二氢吲哚]重复实施例4的方法，不同之处在于使用5-溴-2-羟基-3-甲氧基苯甲醛(139毫克，0.6毫摩尔)。纯度98.6％的6-溴-8-甲氧基-5′-琥珀酰亚氨基-1′，3′，3′-三甲基-螺-[2H-1-苯并吡喃-2，2′-二氢吲哚]的收率为96.1％。
实施例138-甲酰基-6-甲基-5′-琥珀酰亚氨基-1′，3′，3′-三甲基-螺-[2H-1-苯并吡喃-2，2′-二氢吲哚]重复实施例4的方法，不同之处在于使用2-羟基-5-甲基-1，3-苯二醛(benzenedicarboaldehyde)(99毫克，0.6毫摩尔)，并在60℃下振摇珠状物的悬浮液24小时。纯度96.1％的8-甲酰基-6-甲基-5′-琥珀酰亚氨基-1′，3′，3′-三甲基-螺-[2H-1-苯并吡喃-2，2′-二氢吲哚]的收率为98.6％。
实施例148-羟基-5′-琥珀酰亚氨基-1′，3′，3′-三甲基-螺-[2H-1-苯并吡喃-2，2′-二氢吲哚]重复实施例13的方法，不同之处在于使用2，3-二羟基苯甲醛(100毫克，0.6毫摩尔)。8-羟基-5′-琥珀酰亚氨基-1′，3′，3′-三甲基-螺-[2H-1-苯并吡喃-2，2′-二氢吲哚]的收率为112.6％。
实施例156-甲基-5′-琥珀酰亚氨基-1′，3′，3′-三甲基-螺-[2H-1-苯并吡喃-2，2′-二氢吲哚]重复实施例4的方法，不同之处在于使用5-甲基水杨醛(82毫克，0.6毫摩尔)，并在60℃下振摇珠状物的悬浮液24小时，然后在80℃下振摇14小时。纯度96.3％的6-甲基-5′-琥珀酰亚氨基-1′，3′，3′-三甲基-螺-[2H-1-苯并吡喃-2，2′-二氢吲哚]的收率为95.9％。
实施例168-甲基-5′-琥珀酰亚氨基-1′，3′，3′-三甲基-螺-[2H-1-苯并吡喃-2，2′-二氢吲哚]重复实施例15的方法，不同之处在于使用3-甲基水杨醛(82毫克，0.6毫摩尔)。纯度96.3％的6-甲基-5′-琥珀酰亚氨基-1′，3′，3′-三甲基-螺-[2H-1-苯并吡喃-2，2′-二氢吲哚]的收率为103.7％。
实施例176-甲氧基-5′-琥珀酰亚氨基-1′，3′，3′-三甲基-螺-[2H-1-苯并吡喃-2，2′-二氢吲哚]重复实施例4的方法，不同之处在于使用2-羟基-5-甲氧基苯甲醛(91毫克，0.6毫摩尔)，并在60℃下振摇珠状物的悬浮液18小时，然后在80℃下振摇14小时。纯度96.1％的6-甲氧基-5′-琥珀酰亚氨基-1′，3′，3′-三甲基-螺-[2H-1-苯并吡喃-2，2′-二氢吲哚]的收率为97.2％。
实施例188-乙氧基-5′-琥珀酰亚氨基-1′，3′，3′-三甲基-螺-[2H-1-苯并吡喃-2，2′-二氢吲哚]重复实施例17的方法，不同之处在于使用2-羟基-3-乙氧基苯甲醛(99毫克，0.6毫摩尔)。纯度96.4％的8-乙氧基-5′-琥珀酰亚氨基-1′，3′，3′-三甲基-螺-[2H-1-苯并吡喃-2，2′-二氢吲哚]的收率为98.8％。
实施例198-甲氧基-5′-琥珀酰亚氨基-1′，3′，3′-三甲基-螺-[2H-1-苯并吡喃-2，2′-二氢吲哚]重复实施例4的方法，不同之处在于使用O-香草醛(91毫克，0.6毫摩尔)。纯度96.6％的8-甲氧基-5′-琥珀酰亚氨基-1′，3 ′，3′-三甲基-螺-[2H-1-苯并吡喃-2，2′-二氢吲哚]的收率为110％。
实施例206-三氟甲氧基-5′-琥珀酰亚氨基-1′，3′，3′-三甲基-螺-[2H-1-苯并吡喃-2，2′-二氢吲哚]重复实施例4的方法，不同之处在于使用2-羟基-5-三氟甲氧基苯甲醛(95毫克，0.46毫摩尔)，并在室温下振摇珠状物的悬浮液18小时，然后在60℃下振摇3小时。6-三氟甲氧基-5′-琥珀酰亚氨基-1′，3′，3′-三甲基-螺-[2H-1-苯并吡喃-2，2′-二氢吲哚]的收率为88％。
实施例216-羟基-5′-琥珀酰亚氨基-1′，3′，3′-三甲基-螺-[2H-1-苯并吡喃-2，2′-二氢吲哚]重复实施例4的方法，不同之处在于使用2，5-二羟基苯甲醛(100毫克，0.6毫摩尔)，并在60℃下振摇珠状物的悬浮液24小时，然后在80℃下振摇15小时。6-羟基-5′-琥珀酰亚氨基-1′，3′，3′-三甲基-螺-[2H-1-苯并吡喃-2，2′-二氢吲哚]的收率为103.2％。
实施例226-叔丁基-5′-琥珀酰亚氨基-1′，3′，3′-三甲基-螺-[2H-1-苯并吡喃-2，2′-二氢吲哚]重复实施例21的方法，不同之处在于使用5-叔丁基水杨醛(107毫克，0.6毫摩尔)。纯度96.6％的6-叔丁基-5′-琥珀酰亚氨基-1′，3′，3′-三甲基-螺-[2H-1-苯并吡喃-2，2′-二氢吲哚]的收率为89.4％。
实施例238-叔丁基-5′-琥珀酰亚氨基1′，3′，3′-三甲基螺-[2H-1-苯并吡喃-2，2′-二氢吲哚]重复实施例21的方法，不同之处在于使用3-叔丁基水杨醛(107毫克，0.6毫摩尔)，并在60℃下振摇珠状物的悬浮液18小时，然后在80℃下振摇14小时。纯度96％的8-叔丁基-5′-琥珀酰亚氨基-1′，3′，3′-三甲基-螺-[2H-1-苯并吡喃-2，2′-二氢吲哚]的收率为97.7％。
实施例246，8-二叔丁基-5′-琥珀酰亚氨基-1′，3′，3′-三甲基-螺-[2H-1-苯并吡喃-2，2′-二氢吲哚]重复实施例4的方法，不同之处在于使用3，5-二叔丁基水杨醛(180毫克，0.6毫摩尔)，并在60℃下振摇珠状物的悬浮液18小时，然后在80℃下振摇14小时。纯度95％的6，8-二叔丁基-5′-琥珀酰亚氨基-1′，3′，3′-三甲基-螺-[2H-1-苯并吡喃-2，2′-二氢吲哚]的收率为101.2％。
实施例257-甲氧基-5′-琥珀酰亚氨基-1′，3′，3′-三甲基-螺-[2H-1-苯并吡喃-2，2′-二氢吲哚]重复实施例4的方法，不同之处在于使用2-羟基-4-甲氧基苯甲醛(91毫克，0.6毫摩尔)，并在60℃下振摇珠状物的悬浮液58小时，然后在80℃下振摇14小时。7-甲氧基-5′-琥珀酰亚氨基-1′，3′，3′-三甲基-螺-[2H-1-苯并吡喃-2，2′-二氢吲哚]的收率为82.1％。
实施例265，7-二甲氧基-5′-琥珀酰亚氨基-1′，3′，3′-三甲基-螺-[2H-1-苯并吡喃-2，2′-二氢吲哚]重复实施例4的方法，不同之处在于使用2-羟基-4，6-二甲氧基苯甲醛(240毫克，2.0毫摩尔)，并在60℃下振摇珠状物的悬浮液24小时，然后在80℃下振摇11天。纯度96.8％的5，7-二甲氧基-5′-琥珀酰亚氨基-1′，3′，3′-三甲基-螺-[2H-1-苯并吡喃-2，2′-二氢吲哚]的收率为82.9％。
实施例278-甲氧基-6-硝基-5′-琥珀酰亚氨基-1′，3′，3′-三甲基-螺-[2H-1-苯并吡喃-2，2′-二氢吲哚]在氮气氛围下，将自实施例3b分离的162毫克珠状物(相当于0.14毫摩尔理论负载)置于3毫升DMF中溶胀1小时，在60℃下与8-甲氧基-5-硝基水杨醛(83毫克，0.42毫摩尔)一起振摇14小时。将悬浮液冷却，通过玻璃烧结漏斗过滤，用DMF(5×1ml)洗涤，置于3ml DMF中过夜，再次过滤并用DMF(3×1ml)、THF(3×1ml)、二氯甲烷(3×2ml)和THF(3×2ml)洗涤。往悬浮于1毫升四氢呋喃中的珠状物中加入1毫升0.1M的DBU的四氢呋喃溶液，放置10小时，过滤并用四氢呋喃(2×1ml)洗涤。重复该释出方法两次。将合并的四氢呋喃溶液通过短的硅胶柱，用四氢呋喃洗脱除去DBU。除去溶剂并真空干燥所述残余物，得到收率104.6％的8-甲氧基-6-硝基-5′-琥珀酰亚氨基-1′，3′，3′-三甲基-螺-[2H-1-苯并吡喃-2，2′-二氢吲哚]。
权利要求
1.一种包括下式的化合物 其中R1为C1-C18烷基、烯丙基、苯基、一取代或二取代的苯基、苯(C1-C4)烷基，或者(C1-C4)烷氧羰基(C1-C4)烷基，R2和R3各自独立为C1-C4烷基、苯基、一取代或二取代的苯基、苄基，或者组合形成为环己基、降冰片烷基或金刚烷基环的环，R4为氢、羟基、三氯甲基、三氟甲基、甲酰基、C1-C4烷基、卤素、C1-C4烷氧基、硝基、氰基、C1-C4单卤代烷基、C1-C4烷氧羰基，或者为与吡喃环的苯部分共有两个相邻的碳原子而形成稠芳环的芳族基团，x等于1、2或3。
2.权利要求1的化合物，其中R1为C1-C4烷基、苯基、苄基、烯丙基或乙氧羰基乙基，R2和R3各自独立为甲基、乙基或苯基，R4为C1-C4烷基、C1-C2烷氧基、氯、溴、碘、三氟甲基或硝基。
3.权利要求1的化合物，其中当x＝1时，R4位于苯并吡喃部分的苯环的任何可以利用的碳原子上。
4.权利要求3的化合物，其中R4位于苯并吡喃部分的苯环的6、7或8位上。
5.权利要求1的化合物，其中当x＝2时，各个R4相同或不同，并且位于苯并吡喃部分的苯环的6和8位或者5和7位上。
6.权利要求4的化合物，其中各个R4位于苯并吡喃部分的苯环的6和8位上。
7.一种包括下式的化合物 其中R4为氢、羟基、三氟甲基、甲酰基、甲基、乙基、甲氧基、乙氧基、硝基、氟、氯、溴或碘，并且x为1或2。
8.一种包括下式化合物的制品 其中R1为C1-C18烷基、烯丙基、苯基、一取代或二取代的苯基、苯(C1-C4)烷基，或者(C1-C4)烷氧羰基(C1-C4)烷基，R2和R3各自独立为C1-C4烷基、苯基、一取代或二取代的苯基、苄基，或者组合形成为环己基、降冰片烷基或金刚烷基环的环，R4为氢、羟基、三氯甲基、三氟甲基、甲酰基、C1-C4烷基、卤素、C1-C4烷氧基、硝基、氰基、C1-C1单卤代烷基、C1-C4烷氧羰基，或者为与吡喃环的苯部分共有两个相邻碳原子而形成稠芳环的芳族基团，x等于1、2或3。
9.权利要求8的制品，其中在所述化合物中的R1为C1-C4烷基、苯基、苄基、烯丙基或乙氧羰基乙基，R2和R3各自独立为甲基、乙基或苯基，R4为C1-C4烷基、C1-C2烷氧基、氯、溴、碘、三氟甲基或硝基。
10.权利要求8的制品，其中在所述化合物中，当x＝1时，R4位于苯并吡喃部分的苯环的任何可以利用的碳原子上。
11.权利要求10的制品，其中在所述化合物中，R4位于苯并吡喃部分的苯环的6、7或8位上。
12.权利要求8的制品，其中在所述化合物中，当x＝2时，各个R4相同或不同，并且位于苯并吡喃部分的苯环的6和8位或者5和7位上。
13.权利要求12的制品，其中各个R4位于苯并吡喃部分的苯环的6和8位上。
14.权利要求8的制品，其中所述制品为眼用镜片。
15.一种包括下式化合物的制品， 其中R4为氢、羟基、三氟甲基、甲酰基、甲基、乙基、甲氧基、乙氧基、硝基、氟、氯、溴或碘，并且x为1或2。
16.权利要求15的制品，其中所述制品为眼用镜片。
17.一种制备二氢吲哚螺吡喃化合物的方法，所述方法包括以下步骤(i)提供一种下式的负载二氢吲哚的树脂 其中R1为C1-C18烷基、烯丙基、苯基、一取代或二取代的苯基、苯(C1-C4)烷基，或者(C1-C4)烷氧羰基(C1-C4)烷基，R2和R3各自独立为C1-C4烷基、苯基、一取代或二取代的苯基、苄基，或者组合形成为环己基、降冰片烷基或金刚烷基环的环；(ii)在适于形成二氢吲哚螺吡喃化合物的条件下，用下式的水杨醛衍生物处理所述负载的树脂，生成二氢吲哚螺吡喃化合物 其中R4为氢、羟基、三氯甲基、三氟甲基、甲酰基、C1-C4烷基、卤素、C1-C4烷氧基、硝基、氰基、C1-C1单卤代烷基、C1-C4烷氧羰基，或者为与吡喃环的苯部分共有两个相邻碳原子而形成稠芳环的芳族基团，x等于1、2或3；和(iii)释出二氢吲哚螺吡喃化合物。
18.权利要求17的方法，其中所述树脂为羟基树脂。
19.权利要求18的方法，其中所述羟基树脂为羟甲基聚苯乙烯树脂、Wang树脂、HMPA-PEGA树脂、HMPB-BHA树脂、HMPB-MBHA树脂或其组合。
20.权利要求17的方法，其中所述树脂为约100-200目或者约200-400目。
21.权利要求18的方法，其中约100-200目、高负载的羟甲基聚苯乙烯树脂或Wang树脂被使用。
22.权利要求16的方法，该方法还包括制备负载二氢吲哚的树脂的步骤(i)用琥珀酸酐处理下式的氨基二氢吲哚化合物 其中R1为C1-C18烷基、烯丙基、苯基、一取代或二取代的苯基、苯(C1-C4)烷基，或(C1-C4)烷氧羰基(C1-C4)烷基，R2和R3各自独立为C1-C4烷基、苯基、一取代或二取代的苯基，或组合形成为环己基、降冰片烷基或金刚烷基环的环；(ii)随后往所述混合物中加入羟基树脂、二异丙基碳二亚胺和二甲基氨基吡啶以形成悬浮珠；和(iii)振摇所述悬浮珠以形成负载二氢吲哚的树脂。
23.权利要求17的方法，该方法还包括制备负载二氢吲哚的树脂的步骤(i)在约60-120℃的温度下，将过量的羟基树脂与过量的琥珀酸酐一起振摇约24-48小时，使所述树脂和琥珀酸偶合；(ii)随后洗脱过量的琥珀酸酐；和(iii)在约0-60℃和惰性气氛下，用式IV的氨基二氢吲哚 连同1-羟基苯并三唑和DIC一起处理偶合的树脂和琥珀酸，其中R1为C1-C18烷基、烯丙基、苯基、一取代或二取代的苯基、苯(C1-C4)烷基，或者(C1-C4)烷氧羰基(C1-C4)烷基，R2和R3各自独立为C1-C4烷基、苯基、一取代或二取代的苯基、苄基，或者组合形成为环己基、降冰片烷基或金刚烷基环的环。
24.权利要求22的方法，该方法还包括形成氨基二氢吲哚化合物的步骤还原下式的硝基二氢吲哚衍生物 其中R1为C1-C18烷基、烯丙基、苯基、一取代或二取代的苯基、苯(C1-C4)烷基，或者(C1-C4)烷氧羰基(C1-C4)烷基，R2和R3各自独立为C1-C4烷基、苯基、一取代或二取代的苯基、苄基，或者组合形成为环己基、降冰片烷基或金刚烷基环的环。
25.权利要求23的方法，该方法还包括形成氨基二氢吲哚化合物的步骤还原下式的硝基二氢吲哚衍生物 其中R1为C1-C18烷基、烯丙基、苯基、一取代或二取代的苯基、苯(C1-C4)烷基，或者(C1-C4)烷氧羰基(C1-C4)烷基，R2和R3各自独立为C1-C4烷基、苯基、一取代或二取代的苯基、苄基，或者组合形成为环己基、降冰片烷基或金刚烷基环的环。
26.一种下式的负载二氢吲哚的树脂 其中R1为C1-C18烷基、烯丙基、苯基、一取代或二取代的苯基、苯(C1-C4)烷基，或者(C1-C4)烷氧羰基(C1-C4)烷基，R2和R3各自独立为C1-C4烷基、苯基、一取代或二取代的苯基、苄基，或者组合形成为环己基、降冰片烷基或金刚烷基环的环。
全文摘要
本发明提供二氢吲哚螺吡喃化合物及其制备方法，这些化合物可用作光致变色化合物。本发明化合物在吲哚环上被琥珀酰亚胺取代，这种取代可以使琥珀酰亚胺开环并且调整所述化合物的整体性质和光致变色性质。所述化合物可以方便地采用本发明的固相有机合成来制备。
文档编号C07D491/00GK1444586SQ01813470
公开日2003年9月24日 申请日期2001年5月24日 优先权日2000年5月31日
发明者E·M·卡雷拉, Z·韦利 申请人:庄臣及庄臣视力保护公司