DE29522188U1 - New photochromic indeno-fused naphthopyrans - Google Patents
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Description
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NEUE PHOTOCHROME INDENO-ANELLIERTE NAPHTHOPYRANE 1
NEW PHOTOCHROMIC INDENO-ANNELATED NAPHTHOPYRANES
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf bestimmte neue Naphthopyranverbindungen. Insbesondere bezieht sich diese Erfindung auf neue photochrome indeno-anellierte Naphthopyranverbindungen und auf Zusammensetzungen und Gegenstände, die solche neuen Naphthopyranverbindungen enthalten. Viele photochrome Verbindungen zeigen, wenn sie Licht ausgesetzt werden, das Ultraviolettstrahlen enthält, wie z.B. Ultraviolettstrahlen im Sonnenlicht oder das Licht einer Quecksilberlampe, eine reversible Farbänderung. Wenn die ultraviolette Strahlung unterbrochen wird, gehen solche photochrome Verbindungen in ihre ursprüngliche Farbe oder in einen farblosen Zustand über.The present invention relates to certain novel naphthopyran compounds. More particularly, this invention relates to novel photochromic indeno-fused naphthopyran compounds and to compositions and articles containing such novel naphthopyran compounds. Many photochromic compounds exhibit a reversible color change when exposed to light containing ultraviolet rays, such as ultraviolet rays in sunlight or the light from a mercury lamp. When the ultraviolet radiation is interrupted, such photochromic compounds return to their original color or to a colorless state.
Verschiedene Klassen an photochromen Verbindungen wurden synthetisiert und für die Verwendung in Anwendungen, in denen eine Sonnenlichtinduzierte reversible Farbänderung oder Eindunklung erwünscht ist, vorgeschlagen. US-Patent 3,567,605 (Becker) beschreibt eine Reihe von Pyranderivaten einschließlich bestimmter Benzopyrane und Naphthopyrane. Diese Verbindungen werden als Derivate von Chromen beschrieben und es wird angegeben, daß sie eine Farbänderung z.B. von farblos zu gelb-orange bei Bestrahlung mit Ultraviolettlicht bei Temperaturen unterhalb von -300C eingehen. Es wird berichtet, daß bei Bestrahlung der Verbindungen mit sichtbarem Licht oder beim Anheben der Temperatur auf mehr als ungefähr 00C die Farbbildung in den farblosen Zustand zurückgeht.Various classes of photochromic compounds have been synthesized and proposed for use in applications where a sunlight-induced reversible color change or darkening is desired. US Patent 3,567,605 (Becker) describes a series of pyran derivatives including certain benzopyrans and naphthopyrans. These compounds are described as derivatives of chromene and are stated to undergo a color change, e.g. from colorless to yellow-orange, upon irradiation with ultraviolet light at temperatures below -30 0 C. It is reported that upon irradiation of the compounds with visible light or upon raising the temperature to above about 0 0 C, the color formation reverts to the colorless state.
US-Patent 5,066,818 beschreibt, daß verschiedene 3,3-Diaryl-3H-Naphtho[2,l-b]pyrane wünschenswerte photochrome Eigenschaften, z.B. gute Einfärbbarkeit und akzeptable Aufhellung für Augengläser und andereUS Patent 5,066,818 describes that various 3,3-diaryl-3H-naphtho[2,l-b]pyrans have desirable photochromic properties, e.g. good tintability and acceptable brightening for eyeglasses and other
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Anwendungen aufweisen. Im '818 Patent werden ebenfalls durch Vergleichsbeispiele die isomeren 2,2-Diaryl -2H-naphtho[l,2-b)pyrane offenbart, für die berichtet wird, daß sie unakzeptabel lange Zeiträume benötigen, um sich nach der Aktivierung wieder aufzuhellen.applications. The '818 patent also discloses, by comparative examples, the isomeric 2,2-diaryl-2H-naphtho[l,2-b)pyrans, which are reported to require unacceptably long periods of time to clear after activation.
US-Patent 3,627,690 beschreibt photochrome 2,2-disubstituierte 2H-Naphtho[l,2-b]pyranzusammensetzungen, die geringe Mengen entweder einer Base oder einer schwachen bis mittelstarken Säure enthalten. Es wird berichtet, daß die Zugabe entweder einer Säure oder einer Base zu der Naphthopyranzusammensetzung die Aufhellungsgeschwindigkeit der gefärbten Naphthopyrane erhöht, wodurch diese in Augenschutzanwendungen, z.B. Sonnengläsern, geeignet werden. Es wird weiterhin hierin berichtet, daß die Aufhellungsgeschwindigkeit von 2H-Naptho-[l,2-b]pyranen ohne die oben erwähnten Additive im Bereich von mehreren Stunden bis zu vielen Tagen reichen, bis eine komplette Umkehrung erreicht wird. US-Patent 4,818,096 offenbart violett-blau gefärbte photochrome Benzo- oder Naphthopyrane, die in der alpha-Position zum Sauerstoff des Pyranrings eine Phenyl gruppe mit einem stickstoffhaltigen Substituenten in den ortho- oder para-Positionen aufweisen.U.S. Patent 3,627,690 describes photochromic 2,2-disubstituted 2H-naphtho[l,2-b]pyran compositions containing small amounts of either a base or a weak to moderate acid. It is reported that the addition of either an acid or a base to the naphthopyran composition increases the lightening rate of the colored naphthopyrans, making them useful in eye protection applications, e.g., sunglass. It is further reported herein that the lightening rate of 2H-naphtho[l,2-b]pyrans without the above-mentioned additives ranges from several hours to many days until complete reversal is achieved. US Patent 4,818,096 discloses violet-blue colored photochromic benzo- or naphthopyrans having a phenyl group in the alpha position to the oxygen of the pyran ring with a nitrogen-containing substituent in the ortho or para positions.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf neue substituierte Naphthopyranverbindungen mit einer substituierten oder nicht substituierten Indenogruppe, wobei die 2,1 Positionen der Indenogruppe an die f-Seite des Naphthoanteils des Naphthopyrans anelliert sind und der Pyranring an der 3-Position substituiert ist. Es wurde unerwartet gefunden, daß diese Verbindungen eine bathochrome Verschiebung der Wellenlänge im sichtbaren Spektrum, bei der die maximale Absorption der aktivierten (gefärbten) Form der photochromen Verbindung, d.h. Lambda max (Vis) auftritt zeigen, was zu aktivierten Farben im Bereich von orange bis blau-grau führt. Zusätzlich demonstrierten diese Verbindungen eine hohe molare Absorption (oder molare Extinctionskoeffizienz) im UV-Bereich, eine akzeptable Aufhellungsgeschwindigkeit ohne die Zugabe vonThe present invention relates to novel substituted naphthopyran compounds having a substituted or unsubstituted indeno group, wherein the 2,1 positions of the indeno group are fused to the f-side of the naphtho moiety of the naphthopyran and the pyran ring is substituted at the 3-position. It was unexpectedly found that these compounds exhibit a bathochromic shift of the wavelength in the visible spectrum at which the maximum absorption of the activated (colored) form of the photochromic compound, i.e. Lambda max (Vis), occurs, resulting in activated colors ranging from orange to blue-gray. In addition, these compounds demonstrated high molar absorption (or molar extinction coefficient) in the UV region, an acceptable lightening rate without the addition of
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Säuren oder Basen, eine hohe aktivierte Intensität und eine hohe Ei nfärbungsgeschwi ndi gkei t.Acids or bases, a high activated intensity and a high coloring speed.
Insbesondere können die Substituenten an der 3-Position des Pyranrings ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus: (i) den unsubstituierten mono-, di- und trisubstituierten Aryl gruppen Phenyl und Naphthyl, (ii) den unsubstituierten mono- und disubstituierten aromatischen heterocyclischen Gruppen Pyridyl, Furanyl, Benzofuran-2-yl, Benzofuran-3-yl, Thienyl, Benzothien-2-yl, Benzothien-3-yl, wobei die Substituenten dieser Aryl- und aromatischen heterocyclischen Gruppen in Teil (i) und (ii) jeweils ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Hydroxy, Amino, MOnO(C1-C6) al kyl ami no, DUC^C^alkylamino, Piperidino, Morpholino, Pyrryl, C1-C6-AIkYl, C1-C6-ChIOrOaIkYl, C1-C6-Fluoralkyl, C1-C6-AIkOXy, Mono(C1-C6)alkoxy(C1-C4)alkyl, Acryloxy, Methacryloxy, Chlor und Fluor; (iii) den Gruppen, die durch die folgenden graphischen Formeln wiedergegeben sind:In particular, the substituents at the 3-position of the pyran ring can be selected from the group consisting of: (i) the unsubstituted mono-, di- and trisubstituted aryl groups phenyl and naphthyl, (ii) the unsubstituted mono- and disubstituted aromatic heterocyclic groups pyridyl, furanyl, benzofuran-2-yl, benzofuran-3-yl, thienyl, benzothien-2-yl, benzothien-3-yl, wherein the substituents of these aryl and aromatic heterocyclic groups in parts (i) and (ii) are each selected from the group consisting of hydroxy, amino, MOnO(C 1 -C 6 ) alkyl amino, DUC^C^alkylamino, piperidino, morpholino, pyrryl, C 1 -C 6 -alkyl, C 1 -C 6 -chloroOaIkYl, C 1 -C 6 -fluoroalkyl, C 1 -C 6 -alkoxy, mono(C 1 -C 6 )alkoxy(C 1 -C 4 )alkyl, acryloxy, methacryloxy, chlorine and fluorine; (iii) the groups represented by the following graphic formulas:
worin A Kohlenstoff oder Sauerstoff sein kann und D Sauerstoff oder substituierter Stickstoff sein kann, vorausgesetzt, daß wenn D substituierter Stickstoff ist, A Kohlenstoff ist, wobei diese Stickstoffsubstituenten ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, C1-C6-AIkYl und C2-C6-ACyI; jedes R8 C1-C6-AIkYl, C1-C6-AIkOXy, Hydroxy, Chlor oder Fluor ist, R9 und R10 jeweils Wasserstoff oder C1-C6-Alkyl sind und &rgr; die ganze Zahl O, 1 oder 2 ist; (iv) C1-C6-AIkYl, C1-C6-ChI oral kyl, C1-C6- Fl uoral kyl, C1-C6-Al koxy(CrC4)al kyl, C3-C6-CyClOaI kyl,wherein A can be carbon or oxygen and D can be oxygen or substituted nitrogen, provided that when D is substituted nitrogen, A is carbon, said nitrogen substituents being selected from the group consisting of hydrogen, C 1 -C 6 -alkyl and C 2 -C 6 -alkyl; each R 8 is C 1 -C 6 -alkyl, C 1 -C 6 -alkyl, hydroxy, chlorine or fluorine, R 9 and R 10 are each hydrogen or C 1 -C 6 -alkyl and ρ is the integer O, 1 or 2; (iv) C 1 -C 6 -alkyl, C 1 -C 6 -chloroalkyl, C 1 -C 6 -fluoroalkyl, C 1 -C 6 -alkoxy(C r C 4 )alkyl, C 3 -C 6 -cycloalkyl,
Mono^-C^alky! (C3-C6)cycloalkyl,Mono^-C^alky! (C 3 -C 6 )cycloalkyl,
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Chi or(C3-C6) cycloalkyl und FlUOr(C3-C6)cycloalkyl; und (&ngr;) der Gruppe, die durch die folgende graphische Formel wiedergegeben ist:Chi or(C 3 -C 6 ) cycloalkyl and FlUOr(C 3 -C 6 )cycloalkyl; and (ν) the group represented by the following graphic formula:
worin X Wasserstoff oder C1-C4-Alkyl sein kann und Z ausgewählt sein kann aus den nichtsubstituierten mono- und disubstituierten Mitgliedern der Gruppe bestehend aus Naphthyl, Phenyl, Furanyl und Thienyl, wobei die Gruppensubstituenten in diesem Teil (v) jeweils C1-C4-Alkyl, C1-C4-AIkOXy, Fluor oder Chlor sind; oder (vi) die Substituenten an der 3-Position des Pyranrings bilden zusammen Fluoren-9-yliden, mono- oder disubstituiertes Fluoren-9-yliden oder ein Mitglied ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus gesättigten C3-C12-spiro-monocyclischen Kohlenwasserstoffringen, z.B. Cyclopropyliden, Cyclobutyliden, Cyclopentyliden, Cyclohexyliden, Cycloheptyliden, Cyclooctyliden, Cyclononyliden, Cyclodecyliden, Cycloundecyliden, Cyclododecyliden; gesättigten C7-C12-spirobicyclische Kohlenwasserstoffringen, z.B. Bicyclo[2.2.1]heptyliden, d.h. Norbornyliden, 1,7,7-Trimethylbiyclo[2.2.1]heptyliden, d.h. Bornyliden, Bicyclo-[3.2.1]octyliden, Bicyclo[3.3.1]nonan-9-yliden, Bicyclo[4.3.2]undecan und gesättigten C7-C12-spirotricyclische Kohlenwasserstoffringen, z.B. Tricyclo[2.2.1.026]hept-yliden, Tricyclo[3.3.1.337]decyliden, d.h.wherein X may be hydrogen or C 1 -C 4 alkyl and Z may be selected from the unsubstituted mono- and disubstituted members of the group consisting of naphthyl, phenyl, furanyl and thienyl, the group substituents in this part (v) being each C 1 -C 4 alkyl, C 1 -C 4 alkoxy, fluorine or chlorine; or (vi) the substituents at the 3-position of the pyran ring together form fluoren-9-ylidene, mono- or disubstituted fluoren-9-ylidene or a member selected from the group consisting of saturated C 3 -C 12 spiro-monocyclic hydrocarbon rings, e.g. cyclopropylidene, cyclobutylidene, cyclopentylidene, cyclohexylidene, cycloheptylidene, cyclooctylidene, cyclononylidene, cyclodecylidene, cycloundecylidene, cyclododecylidene; saturated C 7 -C 12 -spirobicyclic hydrocarbon rings, eg bicyclo[2.2.1]heptylidene, ie norbornylidene, 1,7,7-trimethylbiyclo[2.2.1]heptylidene, ie bornylidene, bicyclo-[3.2.1]octylidene, bicyclo[3.3.1]nonan-9-ylidene, bicyclo[4.3.2]undecane and saturated C 7 -C 12 -spirotricyclic hydrocarbon rings, eg tricyclo[2.2.1.0 26 ]hept-ylidene, tricyclo[3.3.1.3 37 ]decylidene, ie
Adamantyliden und Tricyclo[5.3.1.126]dodecyliden bilden, wobei jeder dieser Substituenten des Fluoren-9-ylidens ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus C1-C4-ARyI, C1-C4-AIkOXy, Fluor und Chlor.adamantylidene and tricyclo[5.3.1.1 26 ]dodecylidene, wherein each of these substituents of the fluoren-9-ylidene is selected from the group consisting of C 1 -C 4 -ARyI, C 1 -C 4 -ALkOXy, fluorine and chlorine.
Detaillierte Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention
In den letzten Jahren wurde photochrome Kunststoffmaterialien, insbesondere Kunststoffmaterialien für optische Anwendungen Gegenstand einer beträchtlichen Aufmerksamkeit. Insbesondere photochromeIn recent years, photochromic plastic materials, especially plastic materials for optical applications, have been the subject of considerable attention. In particular, photochromic
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Kunststoffaugenlinsen wurden aufgrund des Gewichtsvorteils, den sie im Vergleich zu Glaslinsen bieten, untersucht. Weiterhin waren photochrome Scheiben für Fahrzeuge wie z.B. Autos oder Flugzeuge aufgrund der potentiellen Sicherheitsvorteile, die solche Scheiben bieten, von Interesse.Plastic eye lenses have been investigated due to the weight advantage they offer over glass lenses. Photochromic lenses for vehicles such as cars or airplanes have also been of interest due to the potential safety benefits such lenses offer.
Entsprechend dieser Erfindung ist nun gefunden worden, daß bestimmte neue Indeno[2,l-f]naphtho[l,2-b]pyrane, die eine aktivierte Farbe im Bereich von orange bis blau-grau, eine akzeptable Aufhellungsgeschwindigkeit, eine hohe aktivierte Intensität und eine hohe Einfärbungsgeschwindigkeit aufweisen, hergestellt werden können. Diese Verbindungen können als indeno-anelierte [l,2-b]Naphthopyrane mit bestimmten Substituenten an der 3-Position des Pyranrings beschrieben werden. Bestimmte Substituenten können zusätzlich an den Kohlenstoffatomen Nummer 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, oder 13 der Verbindung vorhanden sein. Diese Verbindungen können durch die folgende graphische Formel beschrieben werden, in denen die Buchstaben a bis &eegr; die Stellen des Naphthopyranrings definieren und die Zahlen repräsentieren die Zahlen der Ringatome des Naphthopyrans:In accordance with this invention, it has now been discovered that certain novel indeno[2,l-f]naphtho[l,2-b]pyrans can be prepared which have an activated color ranging from orange to blue-gray, an acceptable lightening rate, a high activated intensity, and a high coloring rate. These compounds can be described as indeno-fused [l,2-b]naphthopyrans having certain substituents at the 3-position of the pyran ring. Certain substituents can additionally be present at carbon atoms number 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, or 13 of the compound. These compounds can be described by the following graphic formula in which the letters a through η define the positions of the naphthopyran ring and the numbers represent the numbers of ring atoms of the naphthopyran:
G4871 DEl/F, PPG Industries, Inc. * * * % „******« *'G4871 DEl/F, PPG Industries, Inc. * * * % “******” *'
B1 B1
In der graphischen Formel I können R1 und R2 zusammen eine Oxogruppe, eine spiroheterocyclische Gruppe, die 2 Sauerstoffatome und 3 bis 6 Kohlenstoff atome einschließlich des Spirokohlenstoffatoms enthält, die durch den Ausdruck (-0-(C2-C5-a!kanediyl)-0-) z.B. Spiro-l,3-dioxolan-2, Spiro-l,3-dioxan-2 etc. dargestellt werden kann, bilden oder R1 und R2 können jeweils Wasserstoff, Hydroxy, C1-C6-AIlCyI, C3-C7-Cycloalkyl, Allyl, Phenyl, monosubstituiertes Phenyl, Benzyl, monosubstituiertes Benzyl, Chlor, Fluor, die Gruppe -C(O)W, worin W Hydroxy, C1-C6-ARyI, C1-C6-Alkoxy, Phenyl, monosubstituiertes Phenyl, Amino, Mono(C1-C6) alkylami no oder Di(C1-C6) alkylami no ist, z.B. Dimethyl ami no, Methylpropylami no etc.In the graphic formula I, R 1 and R 2 together may form an oxo group, a spiroheterocyclic group containing 2 oxygen atoms and 3 to 6 carbon atoms including the spiro carbon atom, which may be represented by the expression (-O-(C 2 -C 5 -alkanediyl)-O-) e.g. spiro-1,3-dioxolane-2, spiro-1,3-dioxane-2 etc., or R 1 and R 2 may each be hydrogen, hydroxy, C 1 -C 6 -alkyl, C 3 -C 7 -cycloalkyl, allyl, phenyl, monosubstituted phenyl, benzyl, monosubstituted benzyl, chlorine, fluorine, the group -C(O)W, wherein W is hydroxy, C 1 -C 6 -alkyl, C 1 -C 6 -alkoxy, phenyl, monosubstituted phenyl, Amino, mono(C 1 -C 6 )alkylamino or di(C 1 -C 6 )alkylamino, for example dimethylamino, methylpropylamino etc.
sein, oder R1 und R2 können jeweils die Gruppe -OR5 sein, worin R5 C1-C6-Alkyl, Phenyl (C1-C3JaIkyl, mono(C1-C6)alkylsubstituiertes Phenyl (C1-C3)alkyl, FnOnO(C1-C6)alkoxysubstituiertes Phenyl (C1-C3JaIkyl, C1-C6-AIkOXy(C2-C4)al kyl, C3-C7-CyCloal kyl, mono(C1-C4)alkylsubstituiertes C3-C7-Cycloalkyl, C1-C6-ChI or al kyl, C1-C6-Fl uoral kyl, Allyl, die Gruppe -CH(R6)X ist, worin R6 Wasserstoff oder C1-C3-ARyI ist und X CN, CF3 oder COOR7 ist und R7 Wasserstoff oder C1-C3-ARyI ist oder R5 die Gruppe -C(O)Y ist, worin Y Wasserstoff, C1-C6-ARyI, C1-C6-ARoXy, die unsubstituierte mono- oder disubstituierten Arylgruppe Phenyl oder Naphthyl, Phenoxy, mono- oder di(C1-C6) alkylsubstituiertes Phenoxy, mono- oder di- (C1-C6)alkoxysubstituiertes Phenoxy, Amino, MOnO(C1-C6)alkyl ami no, Di(C1-C6) alkylami no, Phenylamino, mono- oder di-(C1-C6)Blkylsubstituiertes Phe-or R 1 and R 2 can each be the group -OR 5 , wherein R 5 is C 1 -C 6 alkyl, phenyl (C 1 -C 3 alkyl, mono(C 1 -C 6 )alkyl-substituted phenyl (C 1 -C 3 )alkyl, FnOnO(C 1 -C 6 )alkoxy-substituted phenyl (C 1 -C 3 alkyl, C 1 -C 6 -alkoxy(C 2 -C 4 )alkyl, C 3 -C 7 -cycloalkyl, mono(C 1 -C 4 )alkyl-substituted C 3 -C 7 -cycloalkyl, C 1 -C 6 -chloralkyl, C 1 -C 6 -fluoroalkyl, allyl, the group -CH(R 6 )X, wherein R 6 is hydrogen or C 1 -C 3 -ARyI and X is CN, CF 3 or COOR 7 and R 7 is hydrogen or C 1 -C 3 -ARyI or R 5 is the group -C(O)Y, wherein Y is hydrogen, C 1 -C 6 -ARyI, C 1 -C 6 -ARoXy, the unsubstituted mono- or disubstituted aryl group, phenyl or naphthyl, phenoxy, mono- or di(C 1 -C 6 )alkyl-substituted phenoxy, mono- or di-(C 1 -C 6 )alkoxy-substituted phenoxy, amino, MOnO(C 1 -C 6 )alkyl ami no, di(C 1 -C 6 )alkylami no, phenylamino, mono- or di-(C 1 -C 6 )blkyl-substituted phen-
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nylamino, oder mono- oder di-CCj-C^alkoxysubstituiertes Phenyl ami no ist, wobei die Substituenten der oben erwähnten Phenyl-, Benzyl- und Aryl gruppen C1-C6-AIlCyI oder C1-C6-AIkOXy sind.nylamino, or mono- or di-C1-C6-alkoxy-substituted phenyl amino, where the substituents of the above-mentioned phenyl, benzyl and aryl groups are C 1 -C 6 -alkyl or C 1 -C 6 -alkyloxy.
Insbesondere sind R1 und R2 jeweils ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, Hydroxy, C1-C4-Alkyl, C3-C6-Cycloalkyl, Chlor, Fluor und der Gruppe -OR5, worin R5 C1-C3-ARyI, Phenyl (C1-C2JaIkyl, InOnO(C1-C3)alkylsubstituiertes Phenyl(C1-C3)alkyl, Mono(C!-C3)alkoxysubstituiertes Phenyl (C1-C3) al kyl, C1-C3-Al koxy(C2-C4) al kyl, C1-C3-ChI oral kyl, C1-C3-Fluoralkyl, die Gruppe -CH(R6)X ist, worin R6 Wasserstoff oder C1-C2-ARyI ist und X CN oder COOR7 ist, wobei R7 Wasserstoff oder C1-C2-ARyI ist oder R5 die Gruppe -C(O)Y ist, worin Y Wasserstoff, C1-C3-ARyI, C1-C3-Alkoxy, Phenyl, Naphthyl, die monosubstituierten Aryl gruppen Phenyl oder Naphthyl, Phenoxy, mono- oder di(C1-C3JaIkylsubstituiertes Phenoxy, Mono(C1-C3)alkylamino, Phenylamino, mono- oder di(CrC3)alkylsubstituiertes Phenylamino oder mono- oder di(C1-C3JaIkoxysubstituiertes Phenylamino ist, wobei jeder dieser Aryl gruppensubst i tuenten C1-C3-ARyI oder C1-C3-Alkoxy ist. Es ist besonders bevorzugt, wenn R1 und R2 jeweils Wasserstoff, Hydroxy, C1-C4-ARyI oder die Gruppe -OR5 sind, wobei R5 C1-C3-ARyI ist.In particular, R 1 and R 2 are each selected from the group consisting of hydrogen, hydroxy, C 1 -C 4 alkyl, C 3 -C 6 cycloalkyl, chlorine, fluorine and the group -OR 5 , wherein R 5 is C 1 -C 3 -ARyI, phenyl (C 1 -C 2 alkyl, InOnO(C 1 -C 3 )alkyl-substituted phenyl(C 1 -C 3 )alkyl, mono(C!-C 3 )alkoxy-substituted phenyl(C 1 -C 3 )alkyl, C 1 -C 3 -alkoxy(C 2 -C 4 )alkyl, C 1 -C 3 -ChI oral kyl, C 1 -C 3 -fluoroalkyl, the group -CH(R 6 )X, wherein R 6 is hydrogen or C 1 -C 2 -ARyI and X is CN or COOR 7 is where R 7 is hydrogen or C 1 -C 2 -ARyI or R 5 is the group -C(O)Y where Y is hydrogen, C 1 -C 3 -ARyI, C 1 -C 3 -alkoxy, phenyl, naphthyl, the monosubstituted aryl groups phenyl or naphthyl, phenoxy, mono- or di(C 1 -C 3 alkyl-substituted phenoxy, mono(C 1 -C 3 )alkylamino, phenylamino, mono- or di(C 1 -C 3 )alkyl-substituted phenylamino or mono- or di(C 1 -C 3 alkyl-substituted phenylamino, each of these aryl group substitutes being C 1 -C 3 -ARyI or C 1 -C 3 -alkoxy. It is particularly preferred if R 1 and R 2 are each hydrogen, hydroxy, C 1 -C 4 -ARyI or the group -OR 5 , where R 5 is C 1 -C 3 -ARyI.
R3 und R4 können in der graphischen Formel I jeweils C1-C6-ARyI, C1-C6-Alkoxy, Chlor oder Fluor sein, m und &eegr; sind jeweils die ganzen Zahlen O, 1 oder 2, R3. kann an den Ringatomen des Naphthopyrans Nummer 10 und/oder Nummer 11 angeordnet sein und R4 kann an den Ringatomen Nummer 6 und/oder Nummer 7 angeordnet sein. Wenn m und &eegr; 2 sind, können die R3 (und R4) Substituenten dieselben oder unterschiedliche sein. Es ist besonders bevorzugt, wenn R3 und R4 jeweils C1-C3-ARyI, C1-C3-ARoXy oder Fluor sind, m und &eegr; jeweils die ganzen Zahlen 0 oder 1 sind, R3 am Ringatom Nummer 11 angeordnet ist und R4 am Ringatom Nummer 6 angeordnet ist. Es ist am meisten bevorzugt wenn R3 und R4 jeweils C1-C3-ARyI und C1-C3-ARoXy sind und m und &eegr; jeweils die ganzen Zahlen 0 oder 1 sind.R 3 and R 4 in graphic formula I can each be C 1 -C 6 -ARyI, C 1 -C 6 -alkoxy, chlorine or fluorine, m and η are each the integers O, 1 or 2, R 3 can be located on the ring atoms of the naphthopyran number 10 and/or number 11 and R 4 can be located on the ring atoms number 6 and/or number 7. When m and η are 2, the R 3 (and R 4 ) substituents can be the same or different. It is particularly preferred when R 3 and R 4 are each C 1 -C 3 -ARyI, C 1 -C 3 -ARoXy or fluorine, m and η are each the integers 0 or 1, R 3 is located on the ring atom number 11 and R 4 is located on the ring atom number 6. It is most preferred when R 3 and R 4 are C 1 -C 3 -ARyI and C 1 -C 3 -ARoXy, respectively, and m and η are each the integers 0 or 1.
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B und B' der graphischen Formel I können jeweils ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus: (i) den unsubstituierten mono-, di- und trisubstituierten Arylgruppen Phenyl und Naphthyl, (ii) den unsubstituierten mono- und disubstituierten aromatischen heterocyclischen Gruppen Pyridyl, Furanyl, Benzofuran-2-yl, Benzofuran-3-yl, Thienyl, Benzothien-2-yl, Benzothien-3-yl, wobei die Substituenten dieser Aryl- und aromatischen heterocyclischen Gruppen in Teil (i) und (ii) jeweils ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Hydroxy, Amino, MOnO(C1-C6)alkyl ami no, Di (C1-C6) alkyl ami no, Piperidino, Morpholino, Pyrryl, C1-C6-ARyI, C1-C6-Chloroalkyl, C1-C6-Fluoralkyl, C1-C6-AIkOXy. Mono(C1-C6)alkoxy(C1-C4)alkyl, Acryl oxy, Methacryloxy, Chlor und Fluor; (iii) den Gruppen, die durch die folgenden graphischen Formeln wiedergegeben sind:B and B' of the graphic formula I can each be selected from the group consisting of: (i) the unsubstituted mono-, di- and trisubstituted aryl groups phenyl and naphthyl, (ii) the unsubstituted mono- and disubstituted aromatic heterocyclic groups pyridyl, furanyl, benzofuran-2-yl, benzofuran-3-yl, thienyl, benzothien-2-yl, benzothien-3-yl, where the substituents of these aryl and aromatic heterocyclic groups in parts (i) and (ii) are each selected from the group consisting of hydroxy, amino, MOnO(C 1 -C 6 )alkyl amino, di(C 1 -C 6 )alkyl amino, piperidino, morpholino, pyrryl, C 1 -C 6 -ARyI, C 1 -C 6 -chloroalkyl, C 1 -C 6 -fluoroalkyl, C 1 -C 6 -ALkOXy. Mono(C 1 -C 6 )alkoxy(C 1 -C 4 )alkyl, acryloxy, methacryloxy, chlorine and fluorine; (iii) the groups represented by the following graphic formulas:
15 UA HB15 UA HB
worin A Kohlenstoff oder Sauerstoff sein kann und D Sauerstoff oder substituierter Stickstoff sein kann, vorausgesetzt, daß wenn D substituierter Stickstoff ist, A Kohlenstoff ist, wobei diese Stickstoffsubstituenten ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, C1-C6-Alkyl und C2-C6-ACyI; jedes R8 Ci-Cg-Alkyl, C1-C6-AIkOXy, Hydroxy, Chlor oder Fluor ist, R9 und R10 jeweils Wasserstoff oder C1-C6-Alkyl sind und &rgr; die ganze Zahl O, 1 oder 2 ist; (iv) C1-C6-AIlCyI, Cj-Cg-Chloralkyl, C1-C6-FIuoralkyl, C1-C6-Al koxy(CrC4) al kyl, C3-C6-CyCl oal kyl, MOnO(C1-C6) al koxy(C3-C6) cycloalkyl, Mono (C1-C6) al kyl (C3-C6) cycl oal kyl, Chlor(C3-C6)cycloalkyl und Fl uor(C3-C6) cycl oal kyl; und (v) der Gruppe, die durch die folgende graphische Formel wiedergegeben ist:wherein A can be carbon or oxygen and D can be oxygen or substituted nitrogen, provided that when D is substituted nitrogen, A is carbon, said nitrogen substituents being selected from the group consisting of hydrogen, C 1 -C 6 alkyl and C 2 -C 6 alkoxy; each R 8 is Ci-C 6 alkyl, C 1 -C 6 alkoxy, hydroxy, chlorine or fluorine, R 9 and R 10 are each hydrogen or C 1 -C 6 alkyl and ρ is the integer O, 1 or 2; (iv) C 1 -C 6 -alkyl, C 1 -C 6 -chloroalkyl, C 1 -C 6 -fluoroalkyl, C 1 -C 6 -alkoxy(C 1 -C 4 )alkyl, C 3 -C 6 -cycloalkyl, MOnO(C 1 -C 6 )alkoxy(C 3 -C 6 )cycloalkyl, mono(C 1 -C 6 )alkyl(C 3 -C 6 )cycloalkyl, chloro(C 3 -C 6 )cycloalkyl and fluoro(C 3 -C 6 )cycloalkyl; and (v) the group represented by the following graphic formula:
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II CII C
worin X in der graphischen Formel HC Wasserstoff oder C1-C4-AlKyI sein kann und Z in der graphischen Formel IIC ausgewählt sein kann aus den nichtsubstituierten mono- und disubstituierten Mitgliedern der Gruppe bestehend aus Naphthyl, Phenyl, Furanyl und Thienyl, wobei die Gruppensubstituenten in diesem Teil (v) jeweils C1-C4-AlKyI, C1-C4-AIkOXy, Fluor oder Chlor sind; oder (vi) B und B' zusammen Fluoren-9-yliden, mono- oder disubstituiertes Fluoren-9-yliden bilden oder ein Mitglied ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus gesättigten C3-C12-spiromonocyclisehen Kohlenwasserstoffringen, z.B. Cyclopropyliden, Cyclobuty-Iiden, Cyclopentyliden, Cyclohexyliden, Cycloheptyliden, Cyclooctyliden, Cyclononyliden, Cyclodecyliden, Cycloundecyliden, Cyclododecyliden; gesättigten C7-C12-spirobicyclische Kohlenwasserstoffringen, z.B. Bi cyclo[2.2.1]heptyliden, d.h. Norbornyliden, 1,7,7-Trimethylbiyclo[2.2.1]heptyliden, d.h. Bornyliden, Bicyclo[3.2.1]octyliden, Bicyclo[3.3.1]nonan-9-yliden, Bicyclo[4.3.2]undecan und gesättigten C7-C12-spirotricyclische Kohlenwasserstoffringen, z.B. Tricyclo[2.2.1.026]heptyliden, Tricyclo[3.3.1.337]decyliden, d.h. Adamantyliden und Tricyclo[5.3.1.126]dodecyliden bilden, wobei jeder dieser Substituenten des Fluoren-9-ylidens ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus C1-C4-Alkyl, C1-C4-AIkOXy, Fluor und Chlor.wherein X in the graphic formula HC can be hydrogen or C 1 -C 4 -AlKyI and Z in the graphic formula IIC can be selected from the unsubstituted mono- and disubstituted members of the group consisting of naphthyl, phenyl, furanyl and thienyl, wherein the group substituents in this part (v) are each C 1 -C 4 -AlKyI, C 1 -C 4 -AlkOXy, fluorine or chlorine; or (vi) B and B' together form fluoren-9-ylidene, mono- or disubstituted fluoren-9-ylidene or a member selected from the group consisting of saturated C 3 -C 12 spiromonocyclic hydrocarbon rings, e.g. cyclopropylidene, cyclobutylidene, cyclopentylidene, cyclohexylidene, cycloheptylidene, cyclooctylidene, cyclononylidene, cyclodecylidene, cycloundecylidene, cyclododecylidene; saturated C 7 -C 12 -spirobicyclic hydrocarbon rings, eg bi cyclo[2.2.1]heptylidene, ie norbornylidene, 1,7,7-trimethylbiyclo[2.2.1]heptylidene, ie bornylidene, bicyclo[3.2.1]octylidene, bicyclo[3.3.1]nonan-9-ylidene, bicyclo[4.3.2]undecane and saturated C 7 -C 12 -spirotricyclic hydrocarbon rings, eg tricyclo[2.2.1.0 26 ]heptylidene, tricyclo[3.3.1.3 37 ]decylidene, ie adamantylidene and tricyclo[5.3.1.1 26 ]dodecylidene, wherein each of these substituents of the fluoren-9-ylidene is selected from the group consisting of C 1 -C 4 -alkyl, C 1 -C 4 -AlkOXy, fluorine and chlorine.
Es ist besonders bevorzugt, wenn B und B' jeweils ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus: (i) Phenyl, monosubstituiertem Phenyl und disubstituiertem Phenyl, vorzugsweise substituiert in den meta- und/oder para-Stellungen; (ii) die unsubstituierten mono- und disubstituierten aromatischen, heterocyclischen Gruppen Furanyl, Benzofuran-2-yl, Thienyl und Benzothien-2-yl, wobei jeder diese Substituenten der Phenyl- und aromatischen heterocyclischen Gruppen ausgewählt ist aus der Gruppe be-It is particularly preferred if B and B' are each selected from the group consisting of: (i) phenyl, monosubstituted phenyl and disubstituted phenyl, preferably substituted in the meta and/or para positions; (ii) the unsubstituted mono- and disubstituted aromatic heterocyclic groups furanyl, benzofuran-2-yl, thienyl and benzothien-2-yl, each of these substituents of the phenyl and aromatic heterocyclic groups being selected from the group consisting of:
G4871DE1/F, PPG Industries, Inc. »**.***. .**.«·*« ·*".****G4871DE1/F, PPG Industries, Inc. »**.***. .**«·*« ·*".****
stehend aus Hydroxy, Amino, Mono (C1-C3) a RyIamino, DiCC1-C3)alkylamino, Piperidino, Morpholino, Pyrryl, C1-C3-AIlCyI, C1-C3-ChIOrOaIlCyI, C1-C3-Fluoralkyl, C1-C3-AIkOXy, MOnO(C1-C3)alkoxy(C1-C3)alkyl, Fluor und Chlor; (iii) die Gruppen, die durch die graphischen Formeln &Pgr;&Agr; und UB dargestellt sind, worin A Kohlenstoff und D Sauerstoff ist, R8 C1-C3-AIlCyI oder C1-C3-AIkOXy ist, R9 und R10 jeweils Wasserstoff oder C1-C3-Alkyl sind und &rgr; die ganze Zahl O oder 1 ist; (iv) C1-C4-ARyI und (v) die Gruppe, die durch die graphische Formel IIC dargestellt ist, worin X Wasserstoff oder Methyl ist und Z Phenyl oder monosubstituiertes Phenyl ist, wobei diese Phenylsubstituenten ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus C1-C3-ARyI, C1-C3-AIkOXy und Fluor oder (vi) B und B1 zusammengenommen Fluoren-9-yliden, monosubstituiertes Fluoren-9-yliden oder ein Mitglied ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus gesättigten C3-C8 spiromonocyclischen Kohlenwasserstoffringen, gesättigten C7-C10 spirobicyclischen Kohlenwasserstoffringen und gesättigten C7-C10 spirotricyclischen Kohlenwasserstoff ringen bilden, wobei diese Fluoren-9-yliden-Substituenten ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus C1-C3-Alkyl, C1-C3-AIkOXy, Fluor und Chlor.consisting of hydroxy, amino, mono(C 1 -C 3 ) arylamino, di(C 1 -C 3 )alkylamino, piperidino, morpholino, pyrryl, C 1 -C 3 -alkyl, C 1 -C 3 -chloroalkyl, C 1 -C 3 -alkoxy , MOnO(C 1 -C 3 )alkoxy(C 1 -C 3 )alkyl, fluorine and chlorine; (iii) the groups represented by the graphic formulas πα and UB, wherein A is carbon and D is oxygen, R 8 is C 1 -C 3 -alkyl or C 1 -C 3 -alkoxy, R 9 and R 10 are each hydrogen or C 1 -C 3 -alkyl and ρ is the integer O or 1; (iv) C 1 -C 4 -ARyI and (v) the group represented by graphic formula IIC wherein X is hydrogen or methyl and Z is phenyl or monosubstituted phenyl, said phenyl substituents being selected from the group consisting of C 1 -C 3 -ARyI, C 1 -C 3 -ALkOXy and fluorine or (vi) B and B 1 taken together form fluoren-9-ylidene, monosubstituted fluoren-9-ylidene or a member selected from the group consisting of saturated C 3 -C 8 spiromonocyclic hydrocarbon rings, saturated C 7 -C 10 spirobicyclic hydrocarbon rings and saturated C 7 -C 10 spirotricyclic hydrocarbon rings, said fluoren-9-ylidene substituents being selected from the group consisting of C 1 -C 3 -alkyl, C 1 -C 3 -ALkOXy, fluorine and chlorine.
Es ist am meisten bevorzugt, wenn B und B1 jeweils ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus (i) Phenyl, mono- und disubstituiertem Phenyl, (ii) den unsubstituierten, mono- und disubstituierten aromatischen heterocyclischen Gruppen Furanyl, Benzofuran-2-yl, Thienyl und Benzothien-2-yl, wobei jeder dieser Substituenten der Phenyl und aromatischen heterocyclisehen Gruppen ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Hydroxy, C1-C3-ARyI, C1-C3-AIkOXy, Fluor und Chlor; und (iii) die Gruppe, die durch die graphische Formel IIA wiedergegeben ist, worin A Kohlenstoff und D Sauerstoff ist, R8 C1-C3-ARyI oder C1-C3-ARoXy ist, R9 und R10 jeweils Wasserstoff oder C1-C3-ARyI sind und &rgr; die ganze Zahl O oder 1 ist; oder (iv) B und B1 zusammengenommen Fluoren-9-yliden, Adamantyliden, Bornyliden, Norbornyliden oder Bicylclo[3.3.1]nonan-9-yliden bilden. It is most preferred when B and B 1 are each selected from the group consisting of (i) phenyl, mono- and disubstituted phenyl, (ii) the unsubstituted, mono- and disubstituted aromatic heterocyclic groups furanyl, benzofuran-2-yl, thienyl and benzothien-2-yl, each of said substituents of the phenyl and aromatic heterocyclic groups being selected from the group consisting of hydroxy, C 1 -C 3 -ARyI, C 1 -C 3 -ALkOXy, fluorine and chlorine; and (iii) the group represented by graphic formula IIA wherein A is carbon and D is oxygen, R 8 is C 1 -C 3 -ARyI or C 1 -C 3 -ARoXy, R 9 and R 10 are each hydrogen or C 1 -C 3 -ARyI and ρ is the integer O or 1; or (iv) B and B 1 taken together form fluoren-9-ylidene, adamantylidene, bornylidene, norbornylidene or bicylclo[3.3.1]nonan-9-ylidene.
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Verbindungen, die durch die graphische Formel I wiedergegeben sind, mit den Substituenten R3, R4, B und B1 wie zuvor beschrieben, können durch die folgenden Reaktionen A bis E hergestellt werden. Verfahren zur Her-Stellung von Verbindungen die durch die graphische Formel I wiedergegeben sind, die die Substituenten R1 und R2, wie vorhergehend beschrieben, enthalten, sind in den Reaktionen D und E enthalten. Verbindungen, die durch die graphische Formeln V, VA oder VB wiedergegeben sind werden entweder gekauft oder durch Friedel-Craft-Verfahren, die in Reaktion A gezeigt sind unter Verwendung entsprechend substituierter oder unsubstituierter Benzoylchloride der graphischen Formel IV mit einer im Handel erhältlichen substituierten oder unsubstituierten Benzol verbindung der graphischen Formel III hergestellt. Siehe die Veröffentlichung Friedel-Crafts and Related Reactions, George A. Olah, Interscience Publishers, 1964, Band 3, Kapitel XXXI (Synthese aromatischer Ketone) und "Regioselective Friedel-Crafts Acylation of 1,2,3,4-Tetrahydroquinoline and Related Nitrogen Hetercycles: Effect on NH Protective Groups and Ring Size" von Ishihara, Yugi et al, J. Chem. Soc, Perkin Trans. 1, Seiten 3401 bis 3406, 1992.Compounds represented by graphic formula I having substituents R 3 , R 4 , B and B 1 as previously described can be prepared by the following reactions A through E. Methods for preparing compounds represented by graphic formula I containing substituents R 1 and R 2 as previously described are contained in reactions D and E. Compounds represented by graphic formulas V, VA or VB are either purchased or prepared by Friedel-Craft procedures shown in reaction A using appropriately substituted or unsubstituted benzoyl chlorides of graphic formula IV with a commercially available substituted or unsubstituted benzene compound of graphic formula III. See the publication Friedel-Crafts and Related Reactions, George A. Olah, Interscience Publishers, 1964, Volume 3, Chapter XXXI (Synthesis of aromatic ketones) and "Regioselective Friedel-Crafts Acylation of 1,2,3,4-Tetrahydroquinoline and Related Nitrogen Hetercycles: Effect on NH Protective Groups and Ring Size" by Ishihara, Yugi et al, J. Chem. Soc, Perkin Trans. 1, pages 3401-3406, 1992.
Bei der Reaktion A werden die Verbindungen, die durch die graphischen Formeln III und IV wiedergegeben sind, in einem Lösungsmittel wie z.B. Schwefelkohlenstoff oder Methylenchlorid aufgelöst und in Gegenwart einer Lewissäure, wie z.B. Aluminiumchlorid oder Zinntetrachlorid umgesetzt um die korrespondierenden, substituierten Benzophenone, die durch die graphischen Formeln V (VA in Reaktion B oder VB in Reaktion C) wiedergegeben sind. R und R' stehen für mögliche Substituenten, die zuvor mit Bezug auf die graphische Formel I beschrieben sind.In reaction A, the compounds represented by graphic formulae III and IV are dissolved in a solvent such as carbon disulfide or methylene chloride and reacted in the presence of a Lewis acid such as aluminum chloride or tin tetrachloride to give the corresponding substituted benzophenones represented by graphic formulae V (VA in reaction B or VB in reaction C). R and R' represent possible substituents previously described with reference to graphic formula I.
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Reaktion AReaction A
IIIIII
COClCOCl
AlClAlCl
In Reaktion B wird das substituierte oder nicht substituierte Keton, das durch die graphische Formel VA wiedergegeben wird, in dem B und B' für Gruppen stehen kann, die sich von substituiertem oder unsubstituiertem Phenyl unterscheiden, wie in der graphischen Formel V gezeigt, mit Natriumacetylid in einem geeigneten Lösungsmittel umgesetzt, wie z.B. wasserfreiem Tetrahydrofuran (THF), um den korrespondierenden Propargylalkohol, der durch die graphische Formel VI wiedergegeben ist, zu bilden. Propargyl alkohole mit B oder B1 Gruppen, die sich von substituiertem und unsubstituiertem Phenyl unterscheiden, können aus im Handel erhältlichen Ketonen oder Ketonen hergestellt werden, die durch Reaktion eines Acylhalogenids mit einem substituierten oder unsubstituierten Benzol, Naphthalin oder einer heterocyclischen Verbindung hergestellt werden. Propargyl alkohole mit einer B oder B' Gruppe, die durch die graphische Formel IIC wiedergegeben sind, können durch die Verfahren, die in US-Patent 5,274,132, Spalte 2, Zeile 40 bis 68 beschrieben sind, hergestellt werden. In reaction B, the substituted or unsubstituted ketone represented by graphic formula VA, in which B and B' can represent groups other than substituted or unsubstituted phenyl as shown in graphic formula V, is reacted with sodium acetylide in a suitable solvent such as anhydrous tetrahydrofuran (THF) to form the corresponding propargyl alcohol represented by graphic formula VI. Propargyl alcohols having B or B 1 groups other than substituted and unsubstituted phenyl can be prepared from commercially available ketones or ketones prepared by reacting an acyl halide with a substituted or unsubstituted benzene, naphthalene or heterocyclic compound. Propargyl alcohols having a B or B' group represented by graphic formula IIC can be prepared by the methods described in U.S. Patent 5,274,132, column 2, lines 40 to 68.
Reaktion BReaction B
IlThe
B B'B B'
VAVA
THFTHF
Ox /C=CHO x /C=CH
B B1 BB1
VIVI
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In Reaktion C wird ein substituiertes oder unsubstituiertes Benzophenon, das durch die graphische Formel VB wiedergegeben ist, mit einem Ester der Bernsteinsäure, wie z.B. Dimethylsuccinat, der durch die graphische Formel VII wiedergegeben ist, umgesetzt. Zugabe der Reaktanten zu einem Lösungsmittel, z.B. Toluol, das Kaiium-1-butyl oxid oder Natriumhydrid als Base enthält, ergibt den Halbester der Stobbe-Kondensat!on, der durch die graphische Formel VIII wiedergegeben ist. Falls R3 und R4 des Benzophenons nicht identisch sind, d.h. nicht strukturell symmetrisch, wird eine Mischung von eis- und trans-Haibestem gebildet, was weitere Reinigung notwendig macht, um ein unterscheidbares Isomer zu isolieren. Der Halbester (VIII) geht eine Cyclodehydratisierung in Gegenwart von Essigsäureanhydrid ein, um Acetoxynaphthalin zu bilden, das durch die graphische Formel IX wiedergegeben ist. Dieses Produkt wird in einer wässrigen alkoholischen Lösung einer Base, wie z.B. Natriumhydroxid hydrolysiert, gefolgt von der Behandlung mit wässriger Chlorwasserstoffsäure (H+), um das Carboxynaphthol, das durch die graphische Formel X wiedergegeben ist, zu bilden.In reaction C, a substituted or unsubstituted benzophenone represented by graphic formula VB is reacted with an ester of succinic acid such as dimethyl succinate represented by graphic formula VII. Addition of the reactants to a solvent, e.g. toluene, containing potassium 1-butyl oxide or sodium hydride as a base gives the half ester of the Stobbe condensation represented by graphic formula VIII. If R 3 and R 4 of the benzophenone are not identical, i.e. not structurally symmetrical, a mixture of cis and trans half esters is formed, requiring further purification to isolate a distinguishable isomer. The half ester (VIII) undergoes cyclodehydration in the presence of acetic anhydride to form acetoxynaphthalene represented by graphic formula IX. This product is hydrolyzed in an aqueous alcoholic solution of a base such as sodium hydroxide, followed by treatment with aqueous hydrochloric acid (H + ) to form the carboxynaphthol represented by graphic formula X.
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12
Reaktion C12
Reaction C
(RO(RO
■3-&Iacgr;&tgr;&igr;■3-&Iacgr;&tgr;&igr;
t-BuOKt-BuOK
ToIuolToluene
(R4)n (R 4 ) n
Essigsäureanhydrid Acetic anhydride
(R3)( R3 )
COOHCOOH
1. NaOH H2O/A1kohol1. NaOH H 2 O/Alcohol
2. H+ 2. H +
CO2CH3 CO2CH3
IXIX
In Reaktion D wird das Carboxynaphthol, das durch die graphische Formel X wiedergegeben ist, durch Erwärmen auf ungefähr 160 bis ungefähr 22O0C in Gegenwart einer Säure, wie z.B. Phosphorsäure zu einem hydroxysubstituierten, benzanelInerten Fluorenon cyclisiert, das durch die graphische Formel XI wiedergegeben ist. Siehe den Artikel von F.G. Baddar et al., in J. Chem. Soc, Seite 986, 1958. Ein alternatives Verfahren zur Herstellung der Verbindung, die durch die graphische Formel XI wiedergegeben ist, wird von CF. Koelsch im Journal of Organic Chemistry, Band 26, Seite 2590, 1961 beschrieben.In reaction D, the carboxynaphthol represented by graphic formula X is cyclized to a hydroxy-substituted, benzane-inert fluorenone represented by graphic formula XI by heating to about 160 to about 220 ° C in the presence of an acid such as phosphoric acid. See the article by FG Baddar et al., in J. Chem. Soc, page 986, 1958. An alternative method for preparing the compound represented by graphic formula XI is described by CF. Koelsch in the Journal of Organic Chemistry, volume 26, page 2590, 1961.
Die Kupplung der Verbindung, die durch die graphische Formel XI wieder gegeben ist, mit einem Propargylalkohol, der durch die graphische Formel VI wiedergegeben ist, in Gegenwart einer katalytisehen Menge einer Säure, z.B. Dodecylbenzolsulfonsäure (DBSA), führt zu dem in indeno-The coupling of the compound represented by the graphic formula XI with a propargyl alcohol represented by the graphic formula VI in the presence of a catalytic amount of an acid, e.g. dodecylbenzenesulfonic acid (DBSA), leads to the indeno-
G4871DE1/F, PPG Industries, Inc. /V. ,*'G4871DE1/F, PPG Industries, Inc. /V. '*'
' ♦' ♦
anellierten Naphthopyran, das durch die graphische Formel IA wiedergegeben ist. Die Reduktion der Verbindung, die durch die graphische Formel XI wiedergegeben ist, durch die Wolff-Kishner Reduktion führt zu einer Verbindung, die durch die graphische Formel XIA wiedergegeben ist. Kuppein der Verbindung, die durch die graphische Formel XIA wiedergegeben ist, mit einem Propargylalkohol, der durch die graphische Formel VI wiedergegeben ist, resultiert in dem indeno-anellierten Naphthopyran, das durch die graphische Formel IB wiedergegeben ist. Der Ersatz der Wasserstoff atome in der graphischen Formel IB durch Alkylgruppen, z.B. R1 und R2, wird durch Reaktion der Verbindung IB mit Trialkylalumini um erreicht, um die Verbindung, die durch die graphische Formel IC wiedergegeben ist, herzustellenfused naphthopyran represented by graphic formula IA. Reduction of the compound represented by graphic formula XI by the Wolff-Kishner reduction results in a compound represented by graphic formula XIA. Coupling of the compound represented by graphic formula XIA with a propargyl alcohol represented by graphic formula VI results in the indeno-fused naphthopyran represented by graphic formula IB. Replacement of the hydrogen atoms in graphic formula IB with alkyl groups, e.g. R 1 and R 2 , is accomplished by reaction of compound IB with trialkylaluminum to produce the compound represented by graphic formula IC.
Verbindungen, ähnlich zu den Verbindungen, die durch die graphische Formel IC wiedergegeben sind, in denen R1 und R2 Alkoxy anstatt Alkyl sind oder R1 und R2 zusammengenommen eine spiroheterocyclische Gruppe bilden, die 2 Sauerstoffatome und 3 bis 6 Kohlenstoffatome einschließlich des Spirokohlenstoffatoms enthält, können durch Reaktion der Verbindung, die durch die graphische Formel IA wiedergegeben wird, mit einem Alkohol, bzw. einem Diöl in Gegenwart einer katalytisehen Menge einer Säure hergestellt werden.Compounds similar to the compounds represented by graphic formula IC, in which R 1 and R 2 are alkoxy rather than alkyl, or R 1 and R 2 taken together form a spiro-heterocyclic group containing 2 oxygen atoms and 3 to 6 carbon atoms including the spiro carbon atom, can be prepared by reacting the compound represented by graphic formula IA with an alcohol or a diol, respectively, in the presence of a catalytic amount of an acid.
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• · ♦ ·• · ♦ ·
14
Reaktion D14
Reaction D
(R3),( R3 ),
COOHCOOH
Phosphorsäurephosphoric acid
Wärmewarmth
Wolff-Kishner
ReduktionWolff-Kishner
reduction
XIXI
HO. X=CH CHO. X=CH C
In Reaktion E sind weitere Verfahren zur Herstellung von Verbindungen mit unterschiedlichen R1 und R2 Substituenten, die durch die graphischeIn reaction E, further processes for the preparation of compounds with different R 1 and R 2 substituents are described by the graphic
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Formel I wiedergegeben sind, beschrieben. Ausgehend von der Verbindung, die durch die graphische Formel IA wiedergegeben ist führt die Reduktion mit Lithiumaluminiumhydrid (LAH) zu der Verbindung, die durch die graphische Formel ID wiedergegeben ist. Andere Verfahren zur Reduzierung der Carbonyl gruppe sind in dem Text "The Chemistry of the Carbonyl Group", Kapitel 11, Saul Patai, Herausgeber, 1966, Interscience Publishers, beschrieben.Formula I. Starting from the compound represented by graphic formula IA, reduction with lithium aluminum hydride (LAH) leads to the compound represented by graphic formula ID. Other methods for reducing the carbonyl group are described in the text "The Chemistry of the Carbonyl Group", Chapter 11, Saul Patai, Editor, 1966, Interscience Publishers.
Die Reaktion der Verbindung, die durch die graphische Formel ID wieder gegeben ist mit einem Acyl Chlorid mit dem potentiellen Substituenten R1 führt zu der Verbindung, die durch die graphische Formel IE wiedergegeben ist. Ein anderer Weg zum Einbringen unterschiedlicher R1 und R2 Substituenten in die Verbindung, die durch die graphische Formel IA wiedergegeben ist, erfolgt durch Umsetzen der Verbindung (IA) mit einem Grignard- oder Lithium-Reagenz, das den potentiellen Substituenten R aufweist, um die Verbindung, die durch die graphische Formel IF wiedergegeben ist, zu ergeben. Darauf folgende Reaktionen der Verbindung, die durch die graphische Formel IF wiedergegeben ist, mit einem Alkohol mit dem potentiellen Substituenten R1 in Gegenwart einer Säure wie z.B. ChIorwasserstoffsäure führt zu einer Verbindung, die durch die graphische Formel IG wiedergegeben ist.Reaction of the compound represented by graphic formula ID with an acyl chloride having the potential substituent R 1 results in the compound represented by graphic formula IE. Another way of introducing different R 1 and R 2 substituents into the compound represented by graphic formula IA is by reacting compound (IA) with a Grignard or lithium reagent having the potential substituent R to give the compound represented by graphic formula IF. Subsequent reactions of the compound represented by graphic formula IF with an alcohol having the potential substituent R 1 in the presence of an acid such as hydrochloric acid results in a compound represented by graphic formula IG.
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16
Reaktion E16
Reaction E
.0.0
l.Grignard(RMgX)l.Grignard(RMgX)
Verbindungen, die durch die graphische Formel I wiedergegeben sind können in solchen Anwendungen verwendet werden, in denen organische photochrome Substanzen eingesetzt werden können wie z.B. Sehkorrekturlinsen für Augen, Planlinsen, Gesichtsschilde, Schutzbrillen, Visiere, Kamera-Compounds represented by the graphic formula I can be used in applications in which organic photochromic substances can be used, such as vision correction lenses for eyes, plano lenses, face shields, goggles, visors, camera
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linsen, Fenster, Windschutzscheiben für Autos, Flugzeug- und Autoscheiben z.B. Sonnendächer, Seitenfenster und Heckfenster, Plastikfolien und -scheiben, Textilien und Beschichtungen, z.B. für Beschichtungszusammensetzungen wie z.B. Farben und Verifizierungsmarkierungen an Sicherheitsdokumenten, z.B. Dokumenten wie Banknoten, Reisepässe und Führerscheine, bei denen Authentizität und Verifikation der Authentizität erwünscht sein kann. Naphthopyrane, die durch die graphische Formel I wiedergegeben sind, zeigen Farbübergänge von farblos zu Farben im Bereich von orange bis blau-grau.lenses, windows, windshields for cars, aircraft and car windows e.g. sunroofs, side windows and rear windows, plastic films and panes, textiles and coatings, e.g. for coating compositions such as paints and verification markings on security documents, e.g. documents such as banknotes, passports and driving licenses where authenticity and verification of authenticity may be desired. Naphthopyrans, which are represented by the graphic formula I, show color transitions from colorless to colors in the range from orange to blue-gray.
Beispiele von Naphthopyranverbindungen, die vom Schutzbereich der Erfindung umfaßt sind, sind die Folgenden:Examples of naphthopyran compounds included within the scope of the invention are the following:
(a) 3-(4-Methoxyphenyl)-3-(3-methyl-4-methoxyphenyl)-13-hydroxyindeno[2,l-f]naphtho[l,2-b]pyran; (a) 3-(4-Methoxyphenyl)-3-(3-methyl-4-methoxyphenyl)-13-hydroxyindeno[2,l-f]naphtho[l,2-b]pyran;
(b) 3,3-Di(4-methoxyphenyl)-13-hydroxy-13-methyl-indeno[2,lf]naphtho[l,2-b]pyran; (b) 3,3-Di(4-methoxyphenyl)-13-hydroxy-13-methyl-indeno[2,lf]naphtho[l,2-b]pyran;
(c) 3 -(4-Methoxyphenyl)-3-(2,3-dihydrobenzofur-5-yl)-13-hydroxy 13-methyl-indeno[2,l-f]naphtho[l,2-b]pyran; (c) 3 -(4-Methoxyphenyl)-3-(2,3-dihydrobenzofur-5-yl)-13-hydroxy 13-methyl-indeno[2,l-f]naphtho[l,2-b]pyran;
(d) 3-(4-Methoxyphenyl)-3-(2,3-dihydrobenzofur-5-yl)-13-acetoxy-6,ll-dimethoxy-13-methyl-indeno[2,l-f]naphtho[l,2-b]pyran; (d) 3-(4-Methoxyphenyl)-3-(2,3-dihydrobenzofur-5-yl)-13-acetoxy-6,II-dimethoxy-13-methyl-indeno[2,l-f]naphtho[l,2 -b]pyran;
(e) 3,3-Di(4-methoxyphenyl)-6,ll-dimethyl-13-methoxy-indeno[2,lf]naphtho[l,2-b]pyran; (e) 3,3-Di(4-methoxyphenyl)-6,II-dimethyl-13-methoxy-indeno[2,lf]naphtho[l,2-b]pyran;
(f) 3,3-Di(4-methoxyphenyl)-6-methyl-ll-fluoro-13,13-diethoxyindeno[2,l-f]naphtho[l,2-b]pyran; (f) 3,3-Di(4-methoxyphenyl)-6-methyl-II-fluoro-13,13-diethoxyindeno[2,l-f]naphtho[l,2-b]pyran;
(g) 3,3-Di(4-methoxyphenyl)-6,11-dimethyl-13-(1-methyl ethyl)-13-hydroxy-indeno[2,l-f]naphtho[l,2-b]pyran; (g) 3,3-Di(4-methoxyphenyl)-6,11-dimethyl-13-(1-methyl ethyl)-13-hydroxy-indeno[2,l-f]naphtho[l,2-b]pyran;
(h) 3-(4-Methoxyphenyl)-3-(3,4-dimethoxyphenyl)-6,11-dimethyl 13,13-dipropyl-indeno[2,l-f]naphtho[l,2-b]pyran; und(h) 3-(4-Methoxyphenyl)-3-(3,4-dimethoxyphenyl)-6,11-dimethyl 13,13-dipropyl-indeno[2,l-f]naphtho[l,2-b]pyran; and
(i) 3,3-Di(4-methoxyphenyl)-6,11-dimethyl-13-butyl-13-hydroxyindeno[2,l-f]naphtho[l,2-b]pyran. (i) 3,3-Di(4-methoxyphenyl)-6,11-dimethyl-13-butyl-13-hydroxyindeno[2,l-f]naphtho[l,2-b]pyran.
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Es ist mit umfaßt, daß die organischen photochromen Naphthopyran der vorliegenden Erfindung allein oder in Kombination mit anderen Naphthopyranen der vorliegenden Erfindung oder in Kombination mit ein oder mehreren anderen, geeigneten komplementären photochromen Materialien d.h. organischen photochromen Verbindungen mit wenigstens einem aktivierten Absorptionsmaxi mum innerhalb eines Bereiches zwischen 400 und 700 Nanometern oder Substanzen, die diese enthalten, verwendet werden können oder in ein polymeres, organisches Wirtsmaterial eingebracht, d.h. gelöst oder dispergiert werden können, das verwendet wird, um photochrome Gegenstände herzustellen, die sich, wenn aktiviert, zu einem geeigneten Farbton verfärben.It is contemplated that the organic photochromic naphthopyrans of the present invention may be used alone or in combination with other naphthopyrans of the present invention or in combination with one or more other suitable complementary photochromic materials, i.e., organic photochromic compounds having at least one activated absorption maximum within a range between 400 and 700 nanometers or substances containing them, or may be incorporated, i.e., dissolved or dispersed, into a polymeric organic host material used to prepare photochromic articles which, when activated, change color to a suitable hue.
In anderen Fällen als den Beispielen oder wo anderweitig angegeben, sollen alle Zahlenangaben, die Wellenlängenwerte von Bestandteilen oder Reaktionsbedingungen angeben, wie hierin verwendet in allen Fällen durch den Ausdruck "ungefähr" modifiziert werden.In cases other than the examples or where otherwise indicated, all numerical values indicating wavelength values of components or reaction conditions as used herein shall in all cases be modified by the term "about."
Beispiele komplementärer organischer photochromer Verbindungen beinhalten andere Naphthopyrane, Benzopyrane, Phenanthropyrane, Spi ro(benzindolin)naphthopyrane, Spiro(indol in)benzopyrane, Spiro (i ndol in) naphthopyrane, Spiro(indolin)quinopyrane, Spiro(indolin)pyrane, Spiro(indolin)naphthoxazine, Spiro(indolin)pyridobenzoxazine, Spiro(benzindolin)pyridobenzoxazine, Spi ro(benzindolin)naphthoxazine, Spiro(indolin)benzoxazine und Mischungen solcher photochromer Verbindungen.Examples of complementary organic photochromic compounds include other naphthopyrans, benzopyrans, phenanthropyrans, spiro(benzindoline)naphthopyrans, spiro(indole in)benzopyrans, spiro(indole in)naphthopyrans, spiro(indoline)quinopyrans, spiro(indoline)pyrans, spiro(indoline)naphthoxazines, spiro(indoline)pyridobenzoxazines, spiro(benzindoline)pyridobenzoxazines, spiro(benzindoline)naphthoxazines, spiro(indoline)benzoxazines, and mixtures of such photochromic compounds.
Jeder der photochromen Substanzen, die hierin beschrieben ist, kann in Mengen (oder in einem Verhältnis) verwendet werden, so daß ein organisches Wirtsmaterial auf das die organischen Verbindungen oder Mischungen von Verbindungen aufgebracht werden oder in das diese eingebracht werden, eine gewünschte resultierte Farbe zeigt, d.h. eine im wesentlichen neutrale Farbe, wenn sie mit unfiltriertem Sonnenlicht aktiviert wird,Any of the photochromic substances described herein may be used in amounts (or in a ratio) such that an organic host material to which the organic compounds or mixtures of compounds are applied or into which they are incorporated exhibits a desired resulting color, i.e., a substantially neutral color when activated with unfiltered sunlight,
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d.h. eine so neutral wie mögliche Farbe, bezogen auf die Farbe der aktivierten photochromen Verbindungen.i.e. a colour as neutral as possible, relative to the colour of the activated photochromic compounds.
Eine neutrale graue Farbe zeigt ein Spektrum, das relativ gleiche Absorption im sichtbaren Bereich zwischen 400 und 700 Nanometern zeigt. Eine neutrale braune Farbe zeigt ein Spektrum, in dem die Absorption im 400 bis 550 Nanometer-Bereich moderat größer ist als im 550 bis 700 Nanometer-Bereich. Ein alternativer Weg, die Farbe zu beschreiben erfolgt in Form ihrer Chromatizitätskoordinaten, die die Qualität einer Farbe zusätzlich zu ihrem Luminanzfaktor, d.h. ihrer Chromatizität, beschreibt. In dem CIE-System werden die Chromatizitätskoordinaten durch Aufstellen der Verhältnisse der Normalfarbwerte zu deren Summe, d.h. x=X/(X+Y+Z) und y=Y/(X+Y+Z) erhalten. Farben, die in dem CIE-System beschrieben werden, können in einem Chromatizitätsdiagramm üblicherweise als Plot der Chromatizitätskoordinaten &khgr; und y gezeichnet werden. Siehe Seiten 47 - 52 in Principles of Color Technology, von F.W. Billmeyer, Jr., und Max Saltzmann, Zweite Ausgabe, John Wiley and Sons, N.Y. (1981). Wie hierin verwendet, ist eine nahezu neutrale Farbe eine, bei der die Chromati zitätskoordinaten-Werte von "x" und "y" für die Farben innerhalb der folgenden Bereiche liegen (D65 illuminant) : &khgr; = 0,260 bis 0,400, y = 0,280 bis 0,400 nachfolgend der Aktivierung auf eine 40prozentige Durchlässigkeit des sichtbaren Lichts durch Aussetzen an Sonnenstrahlung (Luftmasse 1 oder 2).A neutral gray color exhibits a spectrum that shows relatively equal absorption in the visible region between 400 and 700 nanometers. A neutral brown color exhibits a spectrum in which the absorption in the 400 to 550 nanometer range is moderately greater than in the 550 to 700 nanometer range. An alternative way to describe color is in terms of its chromaticity coordinates, which describe the quality of a color in addition to its luminance factor, i.e., its chromaticity. In the CIE system, the chromaticity coordinates are obtained by setting up the ratios of the tristimulus values to their sum, i.e., x=X/(X+Y+Z) and y=Y/(X+Y+Z). Colors described in the CIE system can be drawn on a chromaticity diagram, usually as a plot of the chromaticity coordinates χ and y. See pages 47 - 52 in Principles of Color Technology, by F.W. Billmeyer, Jr., and Max Saltzmann, Second Edition, John Wiley and Sons, N.Y. (1981). As used herein, a near neutral color is one in which the chromaticity coordinate values of "x" and "y" for the colors are within the following ranges (D65 illuminant): x = 0.260 to 0.400, y = 0.280 to 0.400 following activation to 40 percent visible light transmittance by exposure to solar radiation (air mass 1 or 2).
Die Mengen an photochromer Substanz oder Zusammensetzung, die diese enthält, die auf ein Wirtsmaterial aufgebracht oder in dieses eingebracht wird, ist nicht kritisch unter der Voraussetzung, daß eine ausreichende Menge verwendet wird, um einen photochromen Effekt zu erzeugen, der bei der Aktivierung vom nackten Auge erkannt werden kann. Im allgemeinen kann eine solche Menge als photochrome Menge beschrieben werden. Die spezielle Menge, die verwendet wird, hängt oft von der Intensität der erwünschten Farbe, bei Bestrahlung davon ab und von dem Verfahren, dasThe amount of photochromic substance or composition containing the same applied to or incorporated into a host material is not critical provided that a sufficient amount is used to produce a photochromic effect which upon activation can be detected by the naked eye. In general, such an amount may be described as a photochromic amount. The particular amount used will often depend on the intensity of the desired color upon irradiation thereof and the process used.
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verwendet wird, um die photochromen Substanzen einzubringen oder aufzubringen. Typischerweise ist bis zu einer bestimmten Grenze die Farbintensität umso größer, je mehr photochrome Substanz aufgebracht oder eingebracht wird.used to introduce or apply the photochromic substances. Typically, up to a certain limit, the more photochromic substance is applied or introduced, the greater the color intensity.
Die relativen Mengen der oben beschriebenen photochromen Verbindungen, die verwendet werden, variieren und hängen zum Teil von den relativen Intensitäten der Farben der aktivierten Spezies solcher Verbindungen und von der endgültig erwünschten Farbe ab. Im allgemeinen liegt die Menge aller photochromen Substanzen, die in ein photochromes optisches Wirtsmaterial eingebracht werden oder darauf aufgebracht werden, im Bereich von ungefähr 0,05 bis ungefähr 1,0, z.B. von 0,1 bis ungefähr 0,45 Milligramm pro Quadratzentimeter Oberfläche, auf die die photochrome(n) Substanz(en) eingebracht oder aufgebracht wird.The relative amounts of the above-described photochromic compounds used will vary and depend in part on the relative intensities of the colors of the activated species of such compounds and on the final color desired. In general, the amount of any photochromic substance incorporated into or applied to a photochromic optical host material will range from about 0.05 to about 1.0, e.g., from 0.1 to about 0.45 milligrams per square centimeter of surface area to which the photochromic substance(s) is incorporated or applied.
Die photochromen Substanzen der vorliegenden Erfindung können durch verschiedene Verfahren, die im Stand der Technik beschrieben sind, auf ein Wirtsmaterial, wie z.B. ein polymeres, organisches Wirtsmaterial aufgebracht oder darin eingebracht werden. Solche Verfahren beeinhalten Auflösen oder Dispergieren der photochromen Substanz innerhalb des Wirtsmaterials, z.B. Gießen an Ort und Stelle durch Zugeben der photochromen Substanz zu dem monomeren Wirtsmaterial vor der Polymerisation; Imbibierung der photochromen Substanz in das Wirtsmaterial durch Eintauchen des Wirtsmaterials in eine heiße Lösung der photochromen Substanz oder durch thermischen Transfer; Bereitstellen der photochromen Substanz als eigenständige Schicht zwischen benachbarten Schichten des Wirtsmaterials, z.B. als Teil eines polymeren Films und Aufbringen der photochromen Substanz als Teil einer Beschichtung, die auf der Oberfläche des Wirtsmaterials angeordnet wird. Es ist beabsichtigt, daß der Ausdruck "Imbibierung" oder "imbibieren" die Permeation der photochromen Substanz alleine in das Wirtsmaterial, den lösungsmittel unterstützen Transfer der photo-The photochromic substances of the present invention can be applied to or incorporated into a host material, such as a polymeric organic host material, by various methods described in the art. Such methods include dissolving or dispersing the photochromic substance within the host material, e.g., casting in situ by adding the photochromic substance to the monomeric host material prior to polymerization; imbibing the photochromic substance into the host material by immersing the host material in a hot solution of the photochromic substance or by thermal transfer; providing the photochromic substance as a discrete layer between adjacent layers of the host material, e.g., as part of a polymeric film; and applying the photochromic substance as part of a coating that is disposed on the surface of the host material. It is intended that the term "imbibing" or "imbibing" refers to the permeation of the photochromic substance into the host material alone, the solvent-assisted transfer of the photo-
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chromen Substanz in ein poröses Polymer, Dampfphasentransfer und andere solche Transfermechanismen bedeutet und beinhaltet.chrome substance into a porous polymer, vapor phase transfer and other such transfer mechanisms.
Kompatible (chemische und farbenbezogene) Färbungen, d.h. Farbstoffe können auf das Wirtsmaterial aufgebracht werden, um ein ästhetisch ansprechenderes Ergebnis zu erzielen, aus medizinischen Gründen oder Modegründen. Der jeweilig ausgewählte Farbstoff variiert und hängt von den oben erwähnten Erfordernissen und den erwünschten Ergebnissen ab. In einer Ausführungsform kann der Farbstoff ausgewählt werden, um die Farbe, die von der aktivierten photochromen Substanz erzeugt wird, zu komplementieren, z.B. um eine neutralere Farbe zu erreichen oder eine besondere Wellenlänge des eingestrahlten Lichts zu absorbieren. In einer anderen Ausführungsform kann der Farbstoff ausgewählt werden, um einen gewünschten Farbton dem Wirtsmaterial zu verleihen, wenn die photochromen Substanz in einem nicht aktivierten Zustand sind.Compatible (chemical and color-related) colorations, i.e. dyes, can be applied to the host material to achieve a more aesthetically pleasing result, for medical reasons or fashion reasons. The particular dye selected will vary and depend on the above-mentioned requirements and the desired results. In one embodiment, the dye can be selected to complement the color produced by the activated photochromic substance, e.g. to achieve a more neutral color or to absorb a particular wavelength of incident light. In another embodiment, the dye can be selected to impart a desired hue to the host material when the photochromic substance is in a non-activated state.
Das Wirtsmaterial ist üblicherweise transparent, kann aber durchscheinend oder sogar opak sein. Das Wirtsmaterial muß nur für den Teil des elektromagnetischen Spektrums transparent sein, der die photochrome Substanz aktiviert, d.h. die Wellenlänge des ultravioletten Lichts, die die offene Form der Substanz erzeugt und der Teil des sichtbaren Spektrums, der die maximale Absorptionswellenlänge der Substanz in ihrer UV-aktivierten Form, d.h. der offenen Form beinhaltet. Vorzugsweise sollte die Farbe des Wirtsmaterials nicht so sein, daß sie die Farbe der aktivierten Form der photochromen Substanzen maskiert, d.h. so, daß die Änderung in der Farbe sofort vom Beobachter erkannt werden kann. Es ist besonders bevorzugt, wenn der Wirtsmaterial gegenstand ein festes transparentes oder optisch klares Material ist, z.B. Materialien, die für optische Anwendungen geeignet sind, wie z.B. Plan- und Augenlinsen, Fenster, Automobil scheiben, z.B. Windschutzscheiben, Flugzeugscheiben, PIastikscheiben, polymere Folien usw.The host material is usually transparent, but may be translucent or even opaque. The host material need only be transparent to that part of the electromagnetic spectrum which activates the photochromic substance, i.e. the wavelength of ultraviolet light which produces the open form of the substance and the part of the visible spectrum which includes the maximum absorption wavelength of the substance in its UV-activated form, i.e. the open form. Preferably, the color of the host material should not be such that it masks the color of the activated form of the photochromic substances, i.e. such that the change in color can be immediately recognized by the observer. It is particularly preferred if the host material is a solid transparent or optically clear material, e.g. materials suitable for optical applications such as plane and ophthalmic lenses, windows, automobile windows, e.g. windshields, aircraft windows, plastic windows, polymeric films, etc.
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Beispiele von polymeren organischen Wirtsmaterialien, die mit den photochromen Substanzen oder Zusammensetzungen, die hierin beschrieben sind, verwendet werden können, beinhalten: Polymere, d.h. Homopol ymere und Copolymere von Polyol(allylcarbonat)monomeren, Di ethylenglycoldimethacry-1atmonomeren, Diisopropenylbenzolmonomeren, ethoxylierte Bisphenol-A-dimethacrylatmonomere, Ethylenglycol bismethacrylatmonomere, Poly (ethyl englycol)bi smethacrylatmonomere, ethoxyli erte Phenol methacrylat monomere und Monomere von Acrylaten von alkoxylierten mehrwertigen Alkoholen, wie z.B. ethoxylierte Trimethyl ölpropantriacrylatmonomere; Polymere, d.h., Homopolymere und Copolymere polyfunktioneller, z.B. mono-, di- oder multi funktionell Acrylat- und/oder Methacryl atmonomere, Po-Iy(C-C -alkyl methacryl ate), wie z.B. Poly(methylmethacrylat), Poly (oxyalkylendi methacryl ate) , Poly(alkoxylierte Phenolmethacrylate), Celluloseacetat, Cellulosetriacetat, Celluloseacetatpropionat, CeIIuI&ogr;-seacetatbutyrat, Poly(vinylacetat), Polyvinylalkohol), Polyvinylchlorid), Polyvinylidenchlorid), Polyurethane, thermoplastische Polycarbonate, Polyester, Pol y (ethylenterephthal at), Polystyrol, Po-1y(alpha-methyl styrol), Copoly(styrol methylmethacrylat), Copoly(styro- !acrylnitril), Polyvinylbutyral und Polymere, d.h. Homopolymere und Copolymere von Diallylidenpentaerythritol, insbesondere Copolymere mit Polyol(allylcarbonat)monomeren, z.B. Diethylenglycolbistallylcarbonat) und Acrylatmonomere.Examples of polymeric organic host materials that can be used with the photochromic substances or compositions described herein include: polymers, i.e., homopolymers and copolymers of polyol(allyl carbonate) monomers, diethylene glycol dimethacrylate monomers, diisopropenylbenzene monomers, ethoxylated bisphenol A dimethacrylate monomers, ethylene glycol bismethacrylate monomers, poly(ethylene glycol)bismethacrylate monomers, ethoxylated phenol methacrylate monomers, and monomers of acrylates of alkoxylated polyhydric alcohols, such as ethoxylated trimethylolpropane triacrylate monomers; Polymers, i.e. homopolymers and copolymers of polyfunctional, e.g. mono-, di- or multifunctional acrylate and/or methacrylate monomers, poly(C-C -alkyl methacrylates), such as poly(methyl methacrylate), poly(oxyalkylene dimethacrylate), poly(alkoxylated phenol methacrylates), cellulose acetate, cellulose triacetate, cellulose acetate propionate, cellulose acetate butyrate, poly(vinyl acetate), polyvinyl alcohol), polyvinyl chloride), polyvinylidene chloride), polyurethanes, thermoplastic polycarbonates, polyesters, poly(ethylene terephthalate), polystyrene, poly(alpha-methyl styrene), copoly(styrene methyl methacrylate), copoly(styro-!acrylonitrile), polyvinyl butyral and polymers, i.e. homopolymers and copolymers of Diallylidene pentaerythritol, in particular copolymers with polyol(allyl carbonate) monomers, e.g. diethylene glycol bistallyl carbonate) and acrylate monomers.
Transparente Copolymere und Mischungen von transparenten Polymeren sind ebenfalls als Wirtsmaterialien geeignet. Vorzugsweise ist das Wirtsmaterial ein optisch klares, polymerisiertes organisches Material, das aus thermoplastischen Polycarbonatharzen wie z.B. carbonatverknüpften Harzen, die sich von Bisphenol A und Phosgen ableiten, hergestellt werden, wie z.B. das Material, das unter der Marke LEXAN vertrieben wird, ein Polyester wie z.B. das Material, das unter der Marke MYLAR vertrieben wird, ein Pol y(methyl methacryl at), wie z.B. das Material, das unter der Marke PLEXIGLAS vertrieben wird, Polymerisate eines Po-Transparent copolymers and mixtures of transparent polymers are also suitable as host materials. Preferably, the host material is an optically clear, polymerized organic material made from thermoplastic polycarbonate resins such as carbonate-linked resins derived from bisphenol A and phosgene, such as the material sold under the brand LEXAN, a polyester such as the material sold under the brand MYLAR, a poly(methyl methacrylate), such as the material sold under the brand PLEXIGLAS, polymers of a poly-
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lyol(allylcarbonat)monomers, insbesondere DiethylenglycolbisCallylcarbonat), wobei dieses Monomer unter der Marke CR-39 vertrieben wird und Polymerisate von Copolymeren eines Polyol(alIyIcarbonates), z.B., Diethyl englycolbis(al IyIcarbonat), mit anderen copolymerisi erbaren monomeren Materialien wie z.B. Copolymeren mit Vinylacetat, z.B. Copolymere von 80-90 Prozent Diethylenglycolbis(alIyIcarbonat) und 10-20 Prozent Vinylacetat, vorzugsweise 80-85 Prozent des Bis(allylcarbonats) und 15-20 Prozent Vinylacetat und Copolymere mit einem Polyurethan, das eine endständige Diacrylatfunktionalitat aufweist, wie in den U.S.-Patenten 4,360,653 und 4,994,208 beschrieben und Copolymere mit aliphatischen Urethanen deren endständige Position allyl- oder acrylylfunktionelIe Gruppen enthalten, wie im U.S.-Patent 5,200,483 beschrieben, Polyvinylacetat), Polyvinylbutyral, Polyurethan, Polymere der Mitglieder der Gruppe bestehend aus Diethylenglycoldimethacrylatmonomeren, Diisopropenylbenzol monomeren, ethoxylierte Bisphenol-A-dimethacrylatmonomere, Ethylenglycolbi smethacrylatmonomere, Poly(ethyl englycol) bi smethacrylatmonomere, ethoxylierte Phenolmethacrylatmonomere und ethoxylierte Trimethyl ölpropantri acrylatmonomere; CeI1uloseacetat, Cellulosepropi onat, CeI1ulosebutyrat, Celluloseacetatbutyrat, Polystyrol und Copolymere von Styrol mit Methylmethacrylat, Vinylacetat und Acrylnitril.lyol(allyl carbonate) monomer, especially diethylene glycol bis(allyl carbonate), this monomer being sold under the trademark CR-39 and polymers of copolymers of a polyol(allyl carbonate), e.g., diethylene glycol bis(allyl carbonate), with other copolymerizable monomeric materials such as copolymers with vinyl acetate, e.g., copolymers of 80-90 percent diethylene glycol bis(allyl carbonate) and 10-20 percent vinyl acetate, preferably 80-85 percent of bis(allyl carbonate) and 15-20 percent vinyl acetate and copolymers with a polyurethane having a terminal diacrylate functionality as described in U.S. Patents 4,360,653 and 4,994,208 and copolymers with aliphatic urethanes whose terminal position contains allyl or acrylyl functional groups as described in U.S. Patent 5,200,483, polyvinyl acetate), polyvinyl butyral, polyurethane, polymers of members of the group consisting of diethylene glycol dimethacrylate monomers, diisopropenylbenzene monomers, ethoxylated bisphenol A dimethacrylate monomers, ethylene glycol bismethacrylate monomers, poly(ethylene glycol) bismethacrylate monomers, ethoxylated phenol methacrylate monomers, and ethoxylated trimethylolpropane triacrylate monomers; cellulose acetate, cellulose propionate, cellulose butyrate, cellulose acetate butyrate, polystyrene, and copolymers of styrene with methyl methacrylate, vinyl acetate, and acrylonitrile.
Ganz besonders beabsichtigt ist die Verwendung der photochromen Naphthopyrane der vorliegenden Erfindung mit optischen organischen Harzmonomeren, die verwendet werden, um optisch klare Polymerisate herzustellen, d.h. Materialien, die für optische Anwendungen geeignet sind wie z.B. für Plan- und Augenlinsen, Fenster- und Autoscheiben. Solche optisch klaren Polymerisate können einen Brechungsindex aufweisen, der im Bereich von ungefähr 1,48 bis 1,75, z.B. von ungefähr 1,495 bis ungefähr 1,66 liegen. Insbesondere mit umfaßt sind optische Harze, die von PPG Industries, Inc. unter der Bezeichnung CR-307 und CR-407 verkauft werden. Most particularly, the photochromic naphthopyrans of the present invention are intended for use with optical organic resin monomers used to prepare optically clear polymerizates, i.e., materials suitable for optical applications such as flat and ophthalmic lenses, window and automobile glass. Such optically clear polymerizates may have a refractive index ranging from about 1.48 to 1.75, e.g., from about 1.495 to about 1.66. Particularly included are optical resins sold by PPG Industries, Inc. under the designation CR-307 and CR-407.
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Die vorliegende Erfindung wird in den folgenden Beispielen näher beschrieben, die lediglich dazu gedacht sind zu veranschaulichen, da zahllose Modifikationen und Variationen davon dem Fachmann augenscheinlich werden.
5The present invention is further described in the following examples, which are intended to be illustrative only, since numerous modifications and variations thereof will become apparent to those skilled in the art.
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Beispiel 1 Schritt 1Example 1 Step 1
Kaiium-1-butyl oxid (75 Gramm, 0,67 Mol) wurden in einen Reaktionskolben, der 200 Milliliter (ml) Toluol enthält zugegeben. Der Reaktionskolben war mit einem Überkopfrührer, Tropftrichter und Rückflußkühler mit Stickstoffeini aß ausgestattet. Der Inhalt des Reaktionskolbens wurde auf Rückflußtemperatur erwärmt und eine Mischung aus Benzophenon (91 Gramm, 0,5 Mol), Dimethylsuccinat (90 Gramm, 0,62 Mol) und Toluol (100 Gramm) wurden über einen Zeitraum von einer halben Stunde zugegeben. Die resultierende pastöse Mischung wurde zusätzliche 2 Stunden unter Rückfluß erhitzt, abgekühlt und ungefähr 400 ml Wasser wurden zugegeben und gut vermischt. Die wäßrige Schicht wurde abgetrennt, mit verdünnter Chlorwasserstoffsäure angesäuert und mit 200 ml Toluol extrahiert. Die Lösungsmittel. Toluol und verbleibendes t-Butanol wurden mit einem Rotationsverdampfer entfernt, um eine nahezu quantitative Ausbeute an ungereinigtem Halbester 4,4-Diphenyl-3-methoxycarbonyl-3-butensäure zu ergeben. Dieser Stoff wurde nicht gereinigt, sondern wurde direkt im nächsten Schritt verwendet.Potassium 1-butyl oxide (75 grams, 0.67 mole) was added to a reaction flask containing 200 milliliters (mL) of toluene. The reaction flask was equipped with an overhead stirrer, dropping funnel, and reflux condenser with nitrogen inlet. The contents of the reaction flask were heated to reflux temperature and a mixture of benzophenone (91 grams, 0.5 mole), dimethyl succinate (90 grams, 0.62 mole), and toluene (100 grams) were added over a half hour period. The resulting pasty mixture was refluxed for an additional 2 hours, cooled, and approximately 400 mL of water was added and mixed well. The aqueous layer was separated, acidified with dilute hydrochloric acid, and extracted with 200 mL of toluene. The solvents. Toluene and remaining t-butanol were removed using a rotary evaporator to give a nearly quantitative yield of crude half-ester 4,4-diphenyl-3-methoxycarbonyl-3-butenoic acid. This material was not purified but was used directly in the next step.
Schritt 2step 2
Der ungereinigte Halbester aus Schritt 1 wurde in einen Reaktionskolben gegeben, der 200 ml Toluol enthielt. Essigsäureanhydrid (100 Gramm) und wasserfreies Natriumacetat (15 Gramm) wurden zugegeben und die Mischung wurde 17 Stunden lang am Rückfluß erhitzt. Die Mischung wurde abgekühlt und das Lösungsmittel Toluol wurde an einem Rotationsverdampfer ent-The crude half-ester from step 1 was added to a reaction flask containing 200 mL of toluene. Acetic anhydride (100 grams) and anhydrous sodium acetate (15 grams) were added and the mixture was heated at reflux for 17 hours. The mixture was cooled and the toluene solvent was removed on a rotary evaporator.
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fernt. Der resultierende Rest wurde in 200 ml Methylenchlorid aufgelöst und gerührt. Wasser (200 ml) wurde zugegeben, gefolgt von der langsamen Zugabe von festem Natriumcarbonat bis die Kohlendioxidbildung aufhörte. Die Methylenchloridschicht wurde abgetrennt und mit Wasser gewaschen.The resulting residue was dissolved in 200 mL of methylene chloride and stirred. Water (200 mL) was added, followed by the slow addition of solid sodium carbonate until carbon dioxide evolution ceased. The methylene chloride layer was separated and washed with water.
Das Lösungsmittel, Methylenchlorid wurde mit einem Rotationsverdampfer entfernt, um ein viskoses Öl, das in erster Linie 1-Phenyl-2-methoxycarbonyl-4-acetoxynaphthalin enthält, zu ergeben. Dieses Material wurde nicht weiter gereinigt, sondern direkt im nächsten Schritt verwendet. The solvent, methylene chloride, was removed with a rotary evaporator to give a viscous oil containing primarily 1-phenyl-2-methoxycarbonyl-4-acetoxynaphthalene. This material was not further purified but used directly in the next step.
Schritt 3step 3
Das ölhaltige l-Phenyl^-methoxycarbonyl^-acetoxynaphthalin aus Schritt 2 wurde in einen Reaktionskolben, der 400 ml Methanol enthält, gegeben.The oily l-phenyl^-methoxycarbonyl^-acetoxynaphthalene from step 2 was added to a reaction flask containing 400 mL of methanol.
2 ml konzentrierte Chlorwasserstoffsäure wurden zugegeben, die Mischung wurde am Rückfluß erhitzt. Nach ungefähr 4 Stunden wurde das Volumen der Mischung mit einem Rotationsverdampfer auf die Hälfte reduziert. Beim Abkühlen der Mischung begann das Produkt auszukristallisieren. Die resultierenden Kristalle wurden vakuumfiltriert, mit frischem Methanol gewaschen und getrocknet. Das gewonnene Produkt, 100 Gramm, hatte einen Schmelzpunkt von 174 - 1760C und ein kernmagnetisches Resonanzspektrum (NMR), das zeigte, daß das Produkt eine Struktur aufwies, die mit 4-Phenyl-3 -methoxycarbonyl■1- naphthol konsi stent war.2 ml of concentrated hydrochloric acid was added and the mixture was heated to reflux. After approximately 4 hours, the volume of the mixture was reduced to half using a rotary evaporator. As the mixture cooled, the product began to crystallize. The resulting crystals were vacuum filtered, washed with fresh methanol and dried. The recovered product, 100 grams, had a melting point of 174-176 ° C and a nuclear magnetic resonance (NMR) spectrum which showed that the product had a structure consistent with 4-phenyl-3-methoxycarbonyl■1-naphthol.
Schritt 4Step 4
Das 4-Phenyl-3-methoxycarbonyl■l-naphthol, 100 Gramm, aus Stufe 3 wurde einem Reaktionskolben, der 350 ml einer 10 gewichtsprozentigen Natriumhydroxidlösung und 50 ml Methanol enthielt zugegeben. Die Mischung wurde eine Stunde lang am Rückfluß erhitzt, abgekühlt, dann langsam in einen Becher der ungefähr einen Liter kalte (ungefähr 4°C) verdünnte Chlorwasserstoff säure enthielt, gegossen. Ungefähr 90 Gramm des resultierendenThe 4-phenyl-3-methoxycarbonyl-naphthol, 100 grams, from Step 3 was added to a reaction flask containing 350 mL of a 10 wt% sodium hydroxide solution and 50 mL of methanol. The mixture was heated to reflux for one hour, cooled, then slowly poured into a beaker containing approximately one liter of cold (approximately 4°C) dilute hydrochloric acid. Approximately 90 grams of the resulting
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kristallinen Produkts l-Phenyl-4-hydroxy-2-naphthalinsäure mit einem Schmelzpunkt von 210 - 212°C wurde durch Vakuumfiltration gesammelt.Crystalline product l-phenyl-4-hydroxy-2-naphthalic acid with a melting point of 210 - 212°C was collected by vacuum filtration.
Schritt 5Step 5
35 Gramm 1-Phenyl ^-hydroxy^-naphthalinsäure aus Schritt 4 wurden in einen Reaktionskolben gegeben, der 35 Gramm einer 85 gewichtsprozentigen Phosphorsäurelösung enthielt. Die resultierende Mischung wurde auf 190 2000C erwärmt und bei dieser Temperatur eine Stunde lang gehalten. Während dieser Zeit bildete sich ein tiefrot gefärbtes, festes Produkt. Die Mischung wurde abgekühlt und 200 ml Wasser wurden zugesetzt. Der Feststoff wurde mit einem Spatel aufgebrochen, filtriert und nacheinander mit Wasser, 5 gewichtsprozentiger wäßriger Natriumcarbonatiösung und Wasser gewaschen. 18 Gramm des rotgefärbten Produkts 5-Hydroxy-7H-benzo[C]-fluoren-7-on wurden durch Vakuumfiltration gewonnen.35 grams of 1-phenyl ^-hydroxy^-naphthalene acid from step 4 was added to a reaction flask containing 35 grams of an 85 wt% phosphoric acid solution. The resulting mixture was heated to 190-200 ° C and held at this temperature for one hour. During this time, a deep red colored solid product formed. The mixture was cooled and 200 mL of water was added. The solid was broken up with a spatula, filtered, and washed sequentially with water, 5 wt% aqueous sodium carbonate solution, and water. 18 grams of the red colored product 5-hydroxy-7H-benzo[C]-fluoren-7-one was recovered by vacuum filtration.
Schritt 6Step 6
5-Hydroxy-7H-benzo[C]-fluoren-7-on (6 Gramm) aus Schritt 5 wurden einem Reaktionskolben zugegeben, der l,l-Di(4-methoxyphenyl)-2-propin-l-ol (6 Gramm) und 100 ml Toluol enthielt. Die resultierende Mischung wurde gerührt und auf 500C erwärmt. 3 Tropfen Dodecylbenzolsulfonsäure wurden zugegeben und die Reaktionsmischung wurde bei 500C 5 Stunden lang gehalten. Nachdem die Reaktionsmischung auf Raumtemperatur abgekühlt war, wurde sie filtriert und die gesammelten Filtrate wurden dreimal mit 5 gewichtsprozentiger wäßriger Natriumhydroxidlösung gewaschen. Das Lösungsmittel Toluol wurde mit einem Rotationsverdampfer entfernt und das gewünschte Produkt kristallisierte bei der Zugabe von Aceton zu dem Rückstand. Der Feststoff wurde vakuumfiltriert, mit frischem Aceton gewaschen und getrocknet, um 6,2 Gramm eines rot-orange gefärbten Produkts mit einem Schmelzpunkt von 190 - 1910C zu ergeben. Ein NMR zeigte, daß5-Hydroxy-7H-benzo[C]-fluoren-7-one (6 grams) from step 5 was added to a reaction flask containing l,l-di(4-methoxyphenyl)-2-propyn-l-ol (6 grams) and 100 mL of toluene. The resulting mixture was stirred and heated to 50 ° C. 3 drops of dodecylbenzenesulfonic acid were added and the reaction mixture was kept at 50 ° C for 5 hours. After the reaction mixture was cooled to room temperature, it was filtered and the collected filtrates were washed three times with 5 wt% aqueous sodium hydroxide solution. The toluene solvent was removed with a rotary evaporator and the desired product crystallized upon addition of acetone to the residue. The solid was vacuum filtered, washed with fresh acetone and dried to give 6.2 grams of a red-orange colored product with a melting point of 190 - 191 0 C. An NMR showed that
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das Produkt eine Struktur aufweist, die mit 3,3-Di(4-methoxyphenyl)-13-oxo-indeno[2,l-f]naphtho[l,2-b]pyran konsistent ist.the product has a structure consistent with 3,3-di(4-methoxyphenyl)-13-oxo-indeno[2,l-f]naphtho[l,2-b]pyran.
Schritt 7Step 7
3 Gramm des 3,3-Di(4-methoxyphenyl)-13-oxo-indeno[2,l-f]naphtho[l,2-b]pyran aus Schritt 6 wurden in einen Reaktionskolben gegeben, der 50 ml wasserfreien Diethylether enthielt. Kleine Mengen Lithiumaluminiumhydrid wurden der gerührten Mischung zugegeben bis die rot-orangene Farbe vollständig verschwand. Die Reaktionsmischung wurde zusätzlich 10 Minuten gerührt, mit einer geringen Menge Methanol gequenscht und in 200 ml 5 gewichtsprozentiger wäßrige Chlorwasserstoffsäure gegossen. Die organische Schicht wurde abgetrennt, mit Wasser gewaschen, filtriert und das Lösungsmittel, Diethylether, wurde mit einem Rotationsverdampfer entfernt. Die Zugabe von ungefähr 10 Milliliter einer 2:1 Mischung von Hexan.-Ethylacetat zu dem Feststoff bewirkte die Kristallisation des gewünschten Produktes. Die gewonnenen Kristalle wurden mit einer geringen Menge einer 2:1 Mischung von Hexan-.Ethyl acetat gewaschen und getrocknet, um 2,6 Gramm des Produkts mit einem Schmelzpunkt von 127-129°C zu ergeben. Ein NMR-Spektrum zeigte, daß das Produkt eine Struktur aufweist, die mit 3,3 - Di(4-methoxyphenyl)-13 - hydroxy-i ndeno[2,1-f]naphtho[l,2 b]pyran konsistent ist.Three grams of the 3,3-di(4-methoxyphenyl)-13-oxo-indeno[2,l-f]naphtho[l,2-b]pyran from step 6 was added to a reaction flask containing 50 mL of anhydrous diethyl ether. Small amounts of lithium aluminum hydride were added to the stirred mixture until the red-orange color completely disappeared. The reaction mixture was stirred for an additional 10 minutes, quenched with a small amount of methanol, and poured into 200 mL of 5 wt% aqueous hydrochloric acid. The organic layer was separated, washed with water, filtered, and the solvent, diethyl ether, was removed with a rotary evaporator. Addition of approximately 10 milliliters of a 2:1 mixture of hexane:ethyl acetate to the solid caused crystallization of the desired product. The recovered crystals were washed with a small amount of a 2:1 mixture of hexane-ethyl acetate and dried to give 2.6 grams of the product with a melting point of 127-129°C. An NMR spectrum showed that the product has a structure consistent with 3,3-di(4-methoxyphenyl)-13-hydroxy-i ndeno[2,1-f]naphtho[l,2 b]pyran.
Dem Verfahren des Beispiel 1 wurde gefolgt mit der Ausnahme, daß in Schritt 7 drei Gramm 3,3-Di(4-methoxyphenyl)-13-oxo-indeno[2,lf]naphtho[l,2-b]pyran einem Reaktionskolben zugegeben wurde, der 50 ml wasserfreies Tetrahydrofuran enthielt. Die Mischung wurde auf einem Eisbad abgekühlt und vor Feuchtigkeit mit einer Stickstoffdecke geschützt, während ein Überschuß an Methyl-Grignard-Reagenz der Reaktion unter Rühren zugesetzt wurde. Nach weiteren 10 Minuten Rühren wurden 200 ml einerThe procedure of Example 1 was followed except that in Step 7, three grams of 3,3-di(4-methoxyphenyl)-13-oxo-indeno[2,lf]naphtho[l,2-b]pyran was added to a reaction flask containing 50 mL of anhydrous tetrahydrofuran. The mixture was cooled on an ice bath and protected from moisture with a nitrogen blanket while an excess of methyl Grignard reagent was added to the reaction with stirring. After an additional 10 minutes of stirring, 200 mL of a
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5 gewichtsprozentigen wäßrigen Chlorwasserstoffsäure zugegeben und die organische Schicht wurde separiert und mit Wasser gewaschen. Das Lösungsmittel Tetrahydrofuran wurde mit einem Rotationsverdampfer entfernt. Die Zugabe von ungefähr 10 Milliliter einer 2:1 Mischung von Hexan:Ethylacetat zu dem Rückstand bewirkte die Kristallisation eines nicht photochromen Materials. Dieses Material wurde durch Filtration abgetrennt. Das FiItrat wurde auf einer Siliciumdioxidsäule chromatographiert unter Verwendung einer 3:1 Mischung von Hexan:Ethylacetat als Eluant. Das gewünschte Produkt, das aus Ether kristallisierte, wurde filtriert und getrocknet, um 0,7 Gramm eines Produktes mit einem Schmelzpunkt von 125-1260C zu ergeben. Ein NMR-Spektrum zeigte, daß das Produkt eine Struktur aufweist, die mit 3,3-Di(4-methoxyphenyl)-13-hydroxy-13-methyl -indeno[2,1 -f]naphtho[l,2-b]pyran konsistent ist.5 wt.% aqueous hydrochloric acid was added and the organic layer was separated and washed with water. The solvent tetrahydrofuran was removed with a rotary evaporator. Addition of approximately 10 milliliters of a 2:1 mixture of hexane:ethyl acetate to the residue caused crystallization of a non-photochromic material. This material was separated by filtration. The filtrate was chromatographed on a silica column using a 3:1 mixture of hexane:ethyl acetate as eluant. The desired product which crystallized from ether was filtered and dried to give 0.7 grams of a product having a melting point of 125-126 ° C. An NMR spectrum showed that the product has a structure consistent with 3,3-di(4-methoxyphenyl)-13-hydroxy-13-methyl-indeno[2,1-f]naphtho[l,2-b]pyran.
Dem Verfahren des Beispiel 1 wurde gefolgt mit der Ausnahme, daß in Schritt 6 l-(2,3-Dihydrobenzofur-5-yl)-l-(4-methoxyphenyl)-2-propin-l-ol anstatt von l,l-Di(4-methoxyphenyl)-2-propin-l-ol verwendet wurde. Das resultierende Produkt, 3-(4-Methoxyphenyl)-3-(2,3-dihydrobenzofur-5-yl)-13-oxo-indeno[2,l-f]naphtho[l,2-b]pyran wurde anstelle von 3,3-Di(4-methoxyphenyl)-13-oxo-indeno[2,l-f]naphtho[l,2-b]pyran in Schritt 7, wie in Beispiel 2 beschrieben, verwendet. Die resultierende diastomere Mischung wurde aus einer Etherhexanmischung kristallisiert, filtriert und getrocknet. Die gewonnenen Kristalle, 3,7 Gramm, schmolzen innerhalb eines Temperaturbereiches von 121-135°C. Ein NMR-Spectrum zeigte, daß das Product eine Struktur aufweist, die konsistent mit 3-(4-MethoxyphenyD-3-(2,3-dihydrobenzofur-5-yl)-13-hydroxy-13-methyl-indeno[2,lfjnaphtho-[l,2-b]pyran
ist.The procedure of Example 1 was followed except that in step 6, l-(2,3-dihydrobenzofur-5-yl)-l-(4-methoxyphenyl)-2-propyn-l-ol was used instead of l,l-di(4-methoxyphenyl)-2-propyn-l-ol. The resulting product, 3-(4-methoxyphenyl)-3-(2,3-dihydrobenzofur-5-yl)-13-oxo-indeno[2,lf]naphtho[l,2-b]pyran, was used instead of 3,3-di(4-methoxyphenyl)-13-oxo-indeno[2,lf]naphtho[l,2-b]pyran in step 7 as described in Example 2. The resulting diastereomeric mixture was crystallized from an ether-hexane mixture, filtered and dried. The crystals obtained, 3.7 grams, melted within a temperature range of 121-135°C. An NMR spectrum showed that the product has a structure consistent with 3-(4-methoxyphenyD-3-(2,3-dihydrobenzofur-5-yl)-13-hydroxy-13-methyl-indeno[2,lfjnaphtho-[l,2-b]pyran
is.
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Dem Verfahren nach bei Beispiel 1 wurde gefolgt mit der Ausnahme, daß in Schritt 1 200 Gramm Toluol anstelle von 100 Gramm verwendet wurden beim Auflösen des 4,4'-Dimethylbenzophenons (105 Gramm, 0,5 Mol), das anstelle von Benzophenon verwendet wurde, um 4,4-Di(4-methylphenyl)-3-methoxycarbonyl-3-butensäure herzustellen. Dieser Stobbe-Hai bester wurde in Schritt 2 verwendet, um 100 Gramm l-(4-Methylphenyl)-2-methoxycarbonyl■ 4-acetoxy-6-methylnaphthalin mit einem Schmelzpunkt von 144-146°C herzustellen. Schritt 3 des Verfahrens nach Beispiel 1 wurde weggelassen. In Schritt 4 wurde l-(4-Methylphenyl)-2-methoxycarbonyl-4-acetoxy-6-methylnaphthalin anstelle von 4-Phenyl-3-methoxycarbonyl-1-naphthol verwendet, um l-(4-Methylphenyl)-4-hydroxy-6-methyl -2-naphthalinsäure mit einem Schmelzpunkt von 210-2130C herzustellen . In Schritt 5 wurden 100 Gramm dieses Produkts anstelle von 1-Phenyl-4-hydroxy-2-naphthalinsäure verwendet und mit Xylol (250 Gramm) und 250 Gramm einer 85 gewichtsprozentigen Phosphorsäurelösung vermischt. Die gerührte Mischung wurde in einem 1-Liter-Kolben, der mit einer Dean-Stark-Falle ausgestattet war, 20 Stunden lang am Rückfluß erhitzt, um 90 Gramm 3,9-Dimethyl-5-hydroxy-7H-benzo[C]-fluoren-7-on zu erzeugen, von denen 2,0 Gramm in Schritt 6 mit 3,0 Gramm l-(2,3-Dihydrobenzofur-5-yl)-l-(4-methoxyphenyl)-2-propin-l-ol verwendet wurden. Das resultierende Produkt, 3-(4-Methoxyphenyl)-3-(2,3-dihydrobenzofur-5-yl)-6,ll-dimethyl-13-oxo-indeno[2,l-f]naphtho[l,2-b]pyran
wurde in Schritt 7, wie in Beispiel 2 beschrieben mit der Ausnähme, daß eine Ether-Hexan-Mischung verwendet wurde, um das Produkt zu kristallisieren. Das gewonnene Produkt, 1,2 Gramm, hatte einen Schmelzpunkt von 198-2000C. Ein NMR-Spektrum zeigt, daß das Produkt eine Struktur aufweist, die mit 3-(4-Methoxyphenyl)-3-(2,3-dihydrobenzofur-5-yl)-13 - hydroxy-6.11,13-trimethyl-i ndeno[2,1-f]naphtho[l,2-b]pyran konsi stent ist.The procedure of Example 1 was followed except that in Step 1, 200 grams of toluene was used instead of 100 grams in dissolving the 4,4'-dimethylbenzophenone (105 grams, 0.5 mole) used instead of benzophenone to prepare 4,4-di(4-methylphenyl)-3-methoxycarbonyl-3-butenoic acid. This Stobbe-Shield bester was used in Step 2 to prepare 100 grams of l-(4-methylphenyl)-2-methoxycarbonyl■ 4-acetoxy-6-methylnaphthalene having a melting point of 144-146°C. Step 3 of the procedure of Example 1 was omitted. In step 4, l-(4-methylphenyl)-2-methoxycarbonyl-4-acetoxy-6-methylnaphthalene was used instead of 4-phenyl-3-methoxycarbonyl-1-naphthol to produce l-(4-methylphenyl)-4-hydroxy-6-methyl-2-naphthalene with a melting point of 210-213 0 C. In step 5, 100 grams of this product was used instead of 1-phenyl-4-hydroxy-2-naphthalene and mixed with xylene (250 grams) and 250 grams of an 85 weight percent phosphoric acid solution. The stirred mixture was heated at reflux in a 1 L flask equipped with a Dean-Stark trap for 20 hours to produce 90 grams of 3,9-dimethyl-5-hydroxy-7H-benzo[C]-fluoren-7-one, of which 2.0 grams were used in step 6 with 3.0 grams of l-(2,3-dihydrobenzofur-5-yl)-l-(4-methoxyphenyl)-2-propyn-l-ol. The resulting product, 3-(4-methoxyphenyl)-3-(2,3-dihydrobenzofur-5-yl)-6,ll-dimethyl-13-oxo-indeno[2,lf]naphtho[l,2-b]pyran
was prepared in step 7 as described in Example 2 except that an ether-hexane mixture was used to crystallize the product. The recovered product, 1.2 grams, had a melting point of 198-200 ° C. An NMR spectrum shows that the product has a structure consistent with 3-(4-methoxyphenyl)-3-(2,3-dihydrobenzofur-5-yl)-13-hydroxy-6,11,13-trimethyl-indeno[2,1-f]naphtho[l,2-b]pyran.
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Beispiel 5 30
Example 5
Dem Verfahren nach Beispiel 4 wurde gefolgt mit der Ausnahme, daß in Schritt 6 10 Gramm l,l-Di(4-methoxyphenyl)-2-propin-l-ol mit 10 Gramm 3,9-Dimethyl-5-hydroxy-7H-benzo[C]-fluoren-7-on umgesetzt wurde, um 16 Gramm eines Produktes mit einem Schmelzpunkt von 227-229°C zu erzeugen. Ein NMR-Spektrum zeigte, daß das Produkt eine Struktur aufweist, die mit 2,3-Di(4-methoxyphenyl)-6,ll-dimethyl-13-oxo-indeno[2,l-f]naphtho[l,2-b]pyran
konsistent ist. In Schritt 7 wurden 10 Gramm des Pyranprodukts aus Schritt 6 mit einem Überschuß an Methyl-Grignard umgesetzt und das gewünschte Produkt wurde aus Methanol anstatt aus einer Etherhexanmischung kristallisiert. Das gewonnene Produkt, 8 Gramm, hatte einen Schmelzpunkt von 233-235°C. Ein NMR-Spektrum zeigte, daß das Produkt eine Struktur aufweist, die konsistent mit 3,3-Di(4-methoxyphenyl )-6,11,13-tr&igr;methyl-13-hydroxy-indeno[2,l-f]naphtho[l,2-b]pyran ist.The procedure of Example 4 was followed except that in Step 6, 10 grams of l,l-di(4-methoxyphenyl)-2-propyn-l-ol was reacted with 10 grams of 3,9-dimethyl-5-hydroxy-7H-benzo[C]-fluoren-7-one to produce 16 grams of a product having a melting point of 227-229°C. An NMR spectrum showed that the product has a structure consistent with 2,3-di(4-methoxyphenyl)-6,ll-dimethyl-13-oxo-indeno[2,lf]naphtho[l,2-b]pyran
consistent. In step 7, 10 grams of the pyran product from step 6 was reacted with an excess of methyl Grignard and the desired product was crystallized from methanol instead of an ether-hexane mixture. The recovered product, 8 grams, had a melting point of 233-235°C. An NMR spectrum showed that the product has a structure consistent with 3,3-di(4-methoxyphenyl)-6,11,13-trimethyl-13-hydroxy-indeno[2,1f]naphtho[l,2-b]pyran.
Dem Verfahren nach Beispiel 5 wurde gefolgt mit der Ausnahme, daß in Schritt 7 ein Überschuß an Ethyl-Grignard-Reagenz anstatt Methyl-Grignard-Reagenz mit 3 Gramm 3,3-Di(4-methoxyphenyl)-6,11-dimethyl-13-oxo-indeno[2,l-f]naphtho[l,2-b]pyran umgesetzt wurde, um 1,4 Gramm eines kristallinen Produkts zu erzeugen, das einen Schmelzpunkt von 153-1550C aufwies. Ein NMR-Spektrum zeigte, daß das Produkt eine Struktur aufweist die konsistent mit 3,3- Di(4-methoxyphenyl)-6,11-dimethyl-13-ethyl-13 hydroxy-indeno[2,l-f]naphtho[l,2-b]pyran ist.The procedure of Example 5 was followed except that in step 7 an excess of ethyl Grignard reagent rather than methyl Grignard reagent was reacted with 3 grams of 3,3-di(4-methoxyphenyl)-6,11-dimethyl-13-oxo-indeno[2,lf]naphtho[l,2-b]pyran to produce 1.4 grams of a crystalline product having a melting point of 153-155 ° C. An NMR spectrum showed that the product has a structure consistent with 3,3-di(4-methoxyphenyl)-6,11-dimethyl-13-ethyl-13 hydroxy-indeno[2,lf]naphtho[l,2-b]pyran.
Dem Verfahren nach Beispiel 5 wurde gefolgt mit der Ausnahme, daß in Schritt 7 ein Überschuß an Isopropyl-Grignard-Reagenz anstatt von Methyl -Grignard mit 3 Gramm 3,3-Di(4-methoxyphenyl)-6,ll-dimethyl-13-oxo-The procedure of Example 5 was followed except that in step 7 an excess of isopropyl Grignard reagent was used instead of methyl Grignard with 3 grams of 3,3-di(4-methoxyphenyl)-6,ll-dimethyl-13-oxo-
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indeno[2,l-f]naphtho[l,2-b]pyran um 1,7 Gramm eines kristallinen Produkts zu erzeugen, daß einen Schmelzpunkt von 209-2100C hat. Ein NMR-Spektrum zeigte, daß das Produkt eine Struktur aufweist, die konsistent mit 3,3-Di(4-methoxyphenyl)-6,ll-dimethyl-13-(l-methylethyl)-13-hydroxy-&igr;ndeno[2,l-f]naphtho[l,2-b]pyran ist.indeno[2,lf]naphtho[l,2-b]pyran to produce 1.7 grams of a crystalline product having a melting point of 209-210 0 C. An NMR spectrum showed that the product has a structure consistent with 3,3-di(4-methoxyphenyl)-6,ll-dimethyl-13-(l-methylethyl)-13-hydroxy-&igr;ndeno[2,lf]naphtho[l,2-b]pyran.
Dem Verfahren nach Beispiel 5 wurde gefolgt mit der Ausnahme, daß in Schritt 7 ein Überschuß an t-Butyl-Grignard-Reagenz anstelle von Methyl Grignard mit 3 Gramm 3,3-Di(4-methoxyphenyl)-6,ll-dimethyl -13-oxoindeno[2,l-f]naphtho[l,2-b]pyran umgesetzt wurde, um 1,0 Gramm eines kristallinen Produkts zu ergeben, daß einen Schmelzpunkt von größer als 2400C hat. Ein NMR-Spektrum zeigte, daß das Produkt eine Struktur aufweist, die konsistent mit 3,3-Di(4-methoxyphenyl)-6,ll-dimethyl-13-(1,1-dimethyl ethyl)-13 - hydroxy-i ndeno[2,1-f]naphtho[l,2 -b]pyran i st.The procedure of Example 5 was followed except that in step 7 an excess of t-butyl Grignard reagent instead of methyl Grignard was reacted with 3 grams of 3,3-di(4-methoxyphenyl)-6,ll-dimethyl-13-oxoindeno[2,1f]naphtho[l,2-b]pyran to give 1.0 gram of a crystalline product having a melting point greater than 240 ° C. An NMR spectrum showed the product to have a structure consistent with 3,3-di(4-methoxyphenyl)-6,ll-dimethyl-13-(1,1-dimethylethyl)-13-hydroxy-indeno[2,1-f]naphtho[l,2-b]pyran.
Dem Verfahren nach Beispiel 5 wurde gefolgt mit der Ausnahme, daß in Schritt 7 ein Überschuß an &eegr;-Butyllithium-Reagenz anstatt von Methyl-Grignard mit 3 Gramm 3,3-Di(4-methoxyphenyl)-6,ll-dimethyl-13-oxoindeno[2,l-f]naphtho[l,2-b]pyran umgesetzt wurde, um 1,0 Gramm eines kristallinen Produkts zu ergeben, daß einen Schmelzpunkt von 148-15O0C hatte. Ein NMR-Spektrum zeigt, daß das Produkt eine Struktur aufweist, die konsistent mit 3,3-Di(4-methoxyphenyl)-6,ll-dimethyl-13-butyl-13-hydroxy-indeno[2,l-f]naphtho[l,2-b]pyran ist.The procedure of Example 5 was followed except that in step 7 an excess of η-butyllithium reagent instead of methyl Grignard was reacted with 3 grams of 3,3-di(4-methoxyphenyl)-6,ll-dimethyl-13-oxoindeno[2,lf]naphtho[l,2-b]pyran to give 1.0 gram of a crystalline product having a melting point of 148-150 ° C. An NMR spectrum shows that the product has a structure consistent with 3,3-di(4-methoxyphenyl)-6,ll-dimethyl-13-butyl-13-hydroxy-indeno[2,lf]naphtho[l,2-b]pyran.
Vergleichsbeispiel 1 30 Comparison example 1 30
4-Phenyl-3-methoxycarbonyl-1-naphthol (2 Gramm) aus Schritt 3 des Beispiels 1 und l,l-Di(4-methoxyphenyl)-2-propin-l-ol (2 Gramm) wurden zu4-Phenyl-3-methoxycarbonyl-1-naphthol (2 grams) from Step 3 of Example 1 and l,l-di(4-methoxyphenyl)-2-propyn-l-ol (2 grams) were added to
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einem Reaktionskolben gegeben, der 100 Milliliter (ml) Toluol enthielt. Die resultierende Mischung wurde gerührt und auf 400C erwärmt. 2 Tropfen Dodecylbenzolsulfonsäure wurden zugegeben und die Reaktionsmischung wurde 3 Stunden bei 4O0C gehalten. Nachdem die Reaktionsmischung auf Raumtemperatur abgekühlt war, wurde ein gleiches Volumen an Wasser zugegeben. Die organische Schicht wurde abgetrennt und das Lösungsmittel Toluol wurde mit einem Rotationsverdampfer entfernt. Der resultierende Rückstand wurde auf Siliciumdioxid chromatographiert unter Verwendung einer 2:1 Mischung von Hexan:Ethylacetat als Eluant. Die photochromen Fraktionen wurden miteinander vereinigt, das Lösungsmittel wurde verdampft und die Kristallisation des gewünschten Produktes wurde durch eine Hexan/Di ethyl ether-Mischung induziert. Die gewonnenen Kristalle wurden getrocknet und filtriert, um 2 Gramm des Produkts mit einem Schmelzpunkt von 168-169°C zu ergeben. Ein NMR-Spektrum zeigte, daß das Produkt eine Struktur aufweist, die konsistent mit 2,2-Di(4-methoxyphenyl),5-methoxycarbonyl,6-phenyl-[2H]-naphtho[l,2-b]pyran ist.a reaction flask containing 100 milliliters (mL) of toluene. The resulting mixture was stirred and heated to 40 0 C. 2 drops of dodecylbenzenesulfonic acid were added and the reaction mixture was kept at 4O 0 C for 3 hours. After the reaction mixture was cooled to room temperature, an equal volume of water was added. The organic layer was separated and the solvent toluene was removed with a rotary evaporator. The resulting residue was chromatographed on silica using a 2:1 mixture of hexane:ethyl acetate as eluant. The photochromic fractions were combined, the solvent was evaporated and crystallization of the desired product was induced by a hexane/diethyl ether mixture. The recovered crystals were dried and filtered to give 2 grams of the product with a melting point of 168-169 °C. An NMR spectrum showed that the product has a structure consistent with 2,2-di(4-methoxyphenyl),5-methoxycarbonyl,6-phenyl-[2H]-naphtho[l,2-b]pyran.
Beispiel 10 Teil AExample 10 Part A
Die Untersuchungen wurden mit ausgewählten photochromen Naphthopyranen durchgeführt, die in quadratische Testpolymerisate imbibiert wurden. Die quadratischen Testpolymerisate wurden aus einer Diethylenglycolbis(allylcarbonat)-Zusammensetzung, die von PPG Industries unter der Bezeichnung optisches Harz CR-307 hergestellt wird und maßen \ inch (0,6 Zentimeter) &khgr; 2 inches (5,1 Zentimeter) &khgr; 2 inches (5,1 Zentimeter). Die Testquadrate wurden nach der folgenden Vorgehensweise imbibiert. Jedes Naphthopyran wurde in eine 1:9 Mischung aus Ethyl eel IuI öse:Toluol aufgelöst, um eine 10 gewichtsprozentige Lösung auszubilden. Die Lösung wurde dann auf die Testquadrate spinnbeschichtet und trocknen gelassen. Die Proben wurden dann in einem Heißluftofen auf 135-155°C für eine Zeitdauer erwärmt, die ausreicht, um das photochrome Material in die Testqua-The tests were conducted with selected photochromic naphthopyrans imbibed into test square polymers. The test square polymers were made from a diethylene glycol bis(allyl carbonate) composition manufactured by PPG Industries under the designation CR-307 optical resin and measured \ inch (0.6 centimeters) x 2 inches (5.1 centimeters) x 2 inches (5.1 centimeters). The test squares were imbibed using the following procedure. Each naphthopyran was dissolved in a 1:9 mixture of ethyl eel:toluene to form a 10 weight percent solution. The solution was then spin coated onto the test squares and allowed to dry. The samples were then heated in a convection oven at 135-155°C for a time sufficient to imbibe the photochromic material into the test squares.
G4871DE1/F, PPG Industries, Inc. «. *^ .·*..·*. 4*·. »**,G4871DE1/F, PPG Industries, Inc. «. *^ .·*..·*. 4 *. »**,
drate thermisch zu transferieren. Nach dem Abkühlen wurde der Ethylcellulose/Toluolharzfilm von den Testquadraten durch Waschen mit Aceton entfernt. Die Verweil zeit in dem Ofen für die Testquadrate wurde so eingestellt, um Mengen der Naphthopyranverbindungen zu imbibieren, die vergleichbare Absorptionswerte bei Lamda max (UV) der individuellen Verbindungen zu ergeben.drate. After cooling, the ethylcellulose/toluene resin film was removed from the test squares by washing with acetone. The residence time in the oven for the test squares was adjusted to imbibe amounts of the naphthopyran compounds that would give comparable absorbance values at Lamda max (UV) of the individual compounds.
Teil Bpart B
Die photochromen Testquadrate nach Teil A wurden bezüglich der Geschwindigkeit der photochromen Reaktion auf einer optischen Bank untersucht. Vor den Untersuchungen auf der optischen Bank wurden die photochromen Testquadrate mit einem ultravioletten Licht mit einer Wellenlänge von 365 Nanometern ungefähr 15 Minuten lang belichtet, um die photochromen Verbindungen zu aktivieren und dann in einen 76°C erwärmten Ofen für ungefähr 15 Minuten gegeben, um die photochromen Verbindungen zu bleichen. Die Testquadrate wurden dann auf Raumtemperatur abgekühlt, 2 Stunden lang fluoreszierendem Raumlicht ausgesetzt und dann mindestens 2 Stunden lang vor den Untersuchungen auf der optischen Bank bei 75°F (23,9°C) abgedeckt gehalten.The photochromic test squares of Part A were tested for rate of photochromic response on an optical bench. Prior to the optical bench tests, the photochromic test squares were exposed to an ultraviolet light having a wavelength of 365 nanometers for approximately 15 minutes to activate the photochromic compounds and then placed in a heated oven at 76°C for approximately 15 minutes to bleach the photochromic compounds. The test squares were then cooled to room temperature, exposed to fluorescent room light for 2 hours, and then kept covered at 75°F (23.9°C) for at least 2 hours prior to the optical bench tests.
Die optische Bank enthält eine 150 Watt Xenon-Bogenlampe, eine WoIframlampe, Spannungsversorgungen für beide Lampen, Sammellinsen, die notwendig sind, um kollimierte Lichtstrahlen aus beiden Lampen beizubehalten, einem ferngesteuerten Shutter, ein Kupfersulfatbad, das als Wärmeabfuhr für die Bogenlampe fungiert, ein Schott-WG-320nm-Cut-off-Filter, der Strahlung kurzer Wellenlänge entfernt, Graufilter, ein Probenhalter, in den die zu untersuchende Probe eingesteckt wird, ein photopischer Filter, Lichtdetektor und Radiometeranordnung, ein Bandschreiber und ein Mittel zur Beibehaltung der Ausrichtung der oben erwähnten Komponenten während der Untersuchung.The optical bench contains a 150 watt xenon arc lamp, a tungsten lamp, power supplies for both lamps, collecting lenses necessary to maintain collimated light beams from both lamps, a remote controlled shutter, a copper sulfate bath which acts as a heat sink for the arc lamp, a Schott WG 320 nm cut-off filter which removes short wavelength radiation, neutral density filters, a sample holder into which the sample to be examined is inserted, a photopic filter, light detector and radiometer assembly, a strip chart recorder and a means of maintaining the alignment of the above-mentioned components during the examination.
G4871DE1/F,PPGIndustries, Inc. ,··..*'. .**..**. ***..**.G4871DE1/F,PPGIndustries, Inc. ,··..*'. .**..**. ***..**.
Die Änderungen in der optischen Dichte (&Dgr; OD) einer Probe wurde durch Einbringen einer photochromen Testprobe im gebleichten Zustand in den Probenhalter, bei Justieren der Durchlässigkeitsskala auf 100 Prozent, Öffnen des Shutters der Xenon-Lampe, um ultraviolette Strahlung zu erzeugen, um die Probe von dem gebleichten Zustand in einen aktivierten (eingedunkelten) Zustand zu bringen und Messung der Durchlässigkeit durch diese Probe bestimmt. Die Durchlässigkeit wurde durch Ausrichten eines Lichtstrahls der Quecksilberlampe mit einem kleinen Winkel senkrecht zu der Oberfläche der Probe durch die Probe und zu einem photopisehen Filter, Lichtdetektor und Radiometeranordnung gemessen. Das photopi sehe Filter läßt Wellenlängen durch, so daß der Detektor die Reaktion des menschlichen Auges annähert und erzeugt ein Ausgabesignal, daß von dem Radiometer weiterverarbeitet wird. Die Änderung in der optischen Dichte wurde nach der Formel &Dgr; OD=Iog(100ATa) berechnet, wobei #Ta der Prozentsatz der Durchlässigkeit im aktivierten Zustand ist und der Logarithmus zu der Zehnerbasis ist.The change in optical density (ΔOD) of a sample was determined by placing a photochromic test sample in the bleached state in the sample holder, adjusting the transmittance scale to 100 percent, opening the shutter of the xenon lamp to generate ultraviolet radiation to bring the sample from the bleached state to an activated (darkened) state, and measuring the transmittance through this sample. The transmittance was measured by directing a beam of light from the mercury lamp at a small angle perpendicular to the surface of the sample, through the sample and to a photopic filter, light detector, and radiometer assembly. The photopic filter transmits wavelengths such that the detector approximates the response of the human eye and produces an output signal that is processed by the radiometer. The change in optical density was calculated using the formula ΔOD. OD=Iog(100ATa), where #Ta is the percentage of transmittance in the activated state and is the logarithm to the base of ten.
&Dgr; 0D/Min, was die Empfindlichkeit der Reaktion der photochromen Verbindung auf UV-Licht darstellt, wurde während der ersten fünf (5) Sekunden der UV-Belichtung gemessen und dann pro Minute ausgedrückt. Die optische Dichte bei Sättigung (OD) wurde unter identischen Bedingungen wie &Dgr; OD/Min aufgenommen mit der Ausnahme, daß die UV-Belichtung 20 Minuten lang fortgesetzt wurde. Lambda max (Vis) ist die Wellenlänge des sichtbaren Spektrums, bei der die maximale Absorption der aktivierten (gefärbten) Form der photochromen Verbindung in den Testquadraten stattfindet. Die Bleichgeschwindigkeit (T Vz) ist das Zeit-Intervall in Sekunden, in dem die Adsorption der aktivierten Form des Naphthopyrans in den Testquadraten die Hälfte der höchsten Absorption bei Raumtemperatur (750F, 23,90C) nach Entfernen der Quelle des aktivierenden Lichts erreicht. Ergebnisse der Verbindungen der Beispiele sind in Tabelle 1 angegeben .Δ 0D/min, which represents the sensitivity of the response of the photochromic compound to UV light, was measured during the first five (5) seconds of UV exposure and then expressed per minute. Saturation optical density (OD) was recorded under identical conditions to Δ OD/min except that UV exposure was continued for 20 minutes. Lambda max (Vis) is the wavelength of the visible spectrum at which maximum absorption of the activated (colored) form of the photochromic compound occurs in the test squares. Bleaching rate (T V z ) is the time interval in seconds in which adsorption of the activated form of the naphthopyran in the test squares reaches half of the highest absorption at room temperature (75 0 F, 23.9 0 C) after removal of the source of activating light. Results for the compounds of the examples are given in Table 1 .
G4871DE1/F, PPG Industries, Inc. ·· ··.. ·*.„*% sM* s***G4871DE1/F, PPG Industries, Inc. ·· ··.. ·*.”*% s M * s***
Teil CPart C
Die jeweiligen Produkte der Bei spiel verbindungen wurden in Diethylenglycoldimethyl ether aufgelöst. Die Konzentration der resultierenden Lösung betrug ungefähr 0,5 Milligramm pro Milliliter. Jede Lösung wurde in einem UV-Spektrometer untersucht, um die Wellenlänge im ultravioletten Bereich nahe dem sichtbaren Spektrum bei dem die Absorption der photochromen Verbindung stattfindet, zu bestimmen. Diese Ergebnisse sind als Lambda (&lgr;) max (UV) in Tabelle 2 angegeben.The respective products of the example compounds were dissolved in diethylene glycol dimethyl ether. The concentration of the resulting solution was approximately 0.5 milligrams per milliliter. Each solution was examined in a UV spectrometer to determine the wavelength in the ultraviolet region near the visible spectrum at which the absorption of the photochromic compound occurs. These results are given as lambda (λ) max (UV) in Table 2.
Lambda max (Vis) ist die Wellenlänge im sichtbaren Spektrum, bei der die maximale Absorption der aktivierten (gefärbten) Form der photochromen Verbindung in einem Testquadrat auftritt. Die Lambda max (Vis) Wellenlängen, die in Tabelle 2 angegeben sind, wurden durch Untersuchungen der photochromen quadratischen Testpolymerisate des Teiles A auf der optischen Bank nach Teil B bestimmt.Lambda max (Vis) is the wavelength in the visible spectrum at which the maximum absorption of the activated (colored) form of the photochromic compound occurs in a test square. The Lambda max (Vis) wavelengths given in Table 2 were determined by testing the photochromic square test polymerizates of Part A on the optical bench of Part B.
Die molare Absorption oder der molare Extinctionskoeffizient (&egr;), der in Tabelle 2 angegeben ist, entspricht der Absorption der photochromen Verbindung in einer Di ethylenglycoldimethyl etherlösung bei &lgr; max im UV-Spektrum (A) dividiert durch die Weglänge der spektrophotometrisehen Zelle (b), mulipliziert mit der Konzentration der Lösung der photochromen Verbindung in Mol pro Liter (M), entsprechend der Formel: &egr; = A/bM. Die molare Absorption wurde in einem UV-Spektrometer mit 2xlO-3 molaren Lösungen der ausgewählten Bei spiel verbindungen in einer 0,1 Zentimeter Quartzzelle gemessen.The molar absorption or molar extinction coefficient (ε) given in Table 2 corresponds to the absorption of the photochromic compound in a diethylene glycol dimethyl ether solution at λ max in the UV spectrum (A) divided by the path length of the spectrophotometric cell (b) multiplied by the concentration of the solution of the photochromic compound in moles per liter (M), according to the formula: ε = A/bM. The molar absorption was measured in a UV spectrometer with 2x10-3 molar solutions of the selected example compounds in a 0.1 centimeter quartz cell.
Die in Tabelle 1 angegebenen Daten zeigen, daß jede untersuchte Verbindung nach der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu dem Vergleichsbeispiel (VB) 1 ein höheres &Dgr; OD bei Sättigung aufweist, d.h. aktivierte Intensität und eine höhere Verfärbungsgeschwindigkeit, d.h. Sensitivität (&Dgr; OD/min). Die Bei spiel verbindungen zeigen ebenfalls eine akzeptable Bleichgeschwindigkeit, d.h. Aufhellungsgeschwindigkeit.The data given in Table 1 show that each compound tested according to the present invention has a higher ΔOD at saturation, i.e. activated intensity and a higher discoloration rate, i.e. sensitivity (ΔOD/min) compared to Comparative Example (CE) 1. The example compounds also show an acceptable bleaching rate, i.e. lightening rate.
Die in Tabelle 2 zusammengestellten Daten zeigen, daß jede untersuchte Verbindung der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu VB 1 ein höheres &lgr; max UV und &lgr; max Vis des Hauptpeaks aufweist, was einen bathochromen Shift im UV- und sichtbaren Spektrum demonstriert und eine höhere molare Absorption oder molaren Extinctionskoeffizienten (&egr;) im UV-Spektrum aufweist.
10The data presented in Table 2 show that each compound of the present invention tested exhibits a higher λ max UV and λ max Vis of the main peak, demonstrating a bathochromic shift in the UV and visible spectrum, and exhibits a higher molar absorption or molar extinction coefficient (ε) in the UV spectrum compared to VB 1.
10
Die vorliegende Erfindung wurde in Bezug auf spezifische Details bestimmter Ausführungsformen davon beschrieben. Es ist nicht beabsichtigt, daß solche Details als Beschränkungen des Schutzumfangs der Erfindung betrachtet werden, es sei denn in dem Umfang, in dem solche Einschränkungen in den beigefügten Ansprüchen enthalten sind.The present invention has been described with respect to specific details of certain embodiments thereof. It is not intended that such details be considered limitations on the scope of the invention, except to the extent that such limitations are included in the appended claims.
• · ♦• · ♦
Claims (18)
worin A Kohlenstoff oder Sauerstoff ist und D Sauerstoff oder substituierter Stickstoff ist, vorausgesetzt, daß wenn D substituierter Stickstoff ist, A Kohlenstoff ist, wobei diese Stickstoffsubstituenten ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, C1-C6-Al kyl und C2-C6-Acyl; jedes R8 C1-C6-Alkyl, C1- C6-Alkoxy, Hydroxy, Chlor oder Fluor ist, R9 und R10 jeweils Wasserstoff oder C1-C6-Alkyl sind und p die ganze Zahl 0, 1 oder 2 ist;
worin X Wasserstoff oder C1-C4-Alkyl ist und Z ausgewählt ist aus den nichtsubstituierten mono- und disubstituierten Mitgliedern der Gruppe bestehend aus Naphthyl, Phenyl, Furanyl und Thienyl, wobei die Gruppensubstituenten C1-C4-Alkyl, C1-C4-Alkoxy, Fluor oder Chlor sind; oder
wherein A is carbon or oxygen and D is oxygen or substituted nitrogen, provided that when D is substituted nitrogen, A is carbon, said nitrogen substituents being selected from the group consisting of hydrogen, C 1 -C 6 alkyl and C 2 -C 6 acyl; each R 8 is C 1 -C 6 alkyl, C 1 -C 6 alkoxy, hydroxy, chlorine or fluorine, R 9 and R 10 are each hydrogen or C 1 -C 6 alkyl and p is the integer 0, 1 or 2;
wherein X is hydrogen or C 1 -C 4 alkyl and Z is selected from the unsubstituted mono- and disubstituted members of the group consisting of naphthyl, phenyl, furanyl and thienyl, wherein the group substituents are C 1 -C 4 alkyl, C 1 -C 4 alkoxy, fluorine or chlorine; or
worin,
wherein,
R1 und R2 jeweils Wasserstoff, Hydroxy, C1-C4-Alkyl oder die Gruppe -OR5 sind, wobei R5 C1-C3-Alkyl ist; R3 und R4 jeweils C1- C3-Alkyl oder C1-C3-Alkoxy sind und m und n jeweils die ganzen Zahlen 0 oder 1 sind; und B und B' jeweils ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Phenyl, mono- und disubstituiertem Phenyl, den unsubstituierten mono- und disubstituierten aromatischen heterocyclischen Gruppen Furanyl, Benzofuran-2-yl, Thienyl, Benzothien-2-yl, wobei die Substituenten dieser Phenyl- und aromatischen heterocyclischen Gruppen jeweils ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Hydroxy, C1-C3-Alkyl, C1-C3-Alkoxy, Fluor und Chlor; und der Gruppe, die durch die folgende graphische Formel wiedergegeben ist:
worin A Kohlenstoff oder Sauerstoff ist, R8 C1-C3-Alkyl, C1-C3- Alkoxy ist, R9 und R10 jeweils Wasserstoff oder C1-C3-Alkyl sind und p die ganze Zahl 0 oder 1 ist; oder B und B' zusammen Fluoren-9- yliden, Adamantyliden, Bornyliden, Norbornyliden oder Bicyclo(3.3.1)nonan-9-yliden bilden. 5. Naphthopyran compound according to claim 4, wherein
R 1 and R 2 are each hydrogen, hydroxy, C 1 -C 4 alkyl or the group -OR 5 , where R 5 is C 1 -C 3 alkyl; R 3 and R 4 are each C 1 -C 3 alkyl or C 1 -C 3 alkoxy and m and n are each the integers 0 or 1; and B and B' are each selected from the group consisting of phenyl, mono- and disubstituted phenyl, the unsubstituted mono- and disubstituted aromatic heterocyclic groups furanyl, benzofuran-2-yl, thienyl, benzothien-2-yl, where the substituents of these phenyl and aromatic heterocyclic groups are each selected from the group consisting of hydroxy, C 1 -C 3 alkyl, C 1 -C 3 alkoxy, fluorine and chlorine; and the group represented by the following graphic formula:
wherein A is carbon or oxygen, R 8 is C 1 -C 3 alkyl, C 1 -C 3 alkoxy, R 9 and R 10 are each hydrogen or C 1 -C 3 alkyl and p is the integer 0 or 1; or B and B' together form fluoren-9-ylidene, adamantylidene, bornylidene, norbornylidene or bicyclo(3.3.1)nonan-9-ylidene.
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WO2007073462A1 (en) * | 2005-12-21 | 2007-06-28 | Transitions Optical, Inc. | Photochromic materials having electron-withdrawing substituents |
-
1995
- 1995-11-03 DE DE29522188U patent/DE29522188U1/en not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2007073462A1 (en) * | 2005-12-21 | 2007-06-28 | Transitions Optical, Inc. | Photochromic materials having electron-withdrawing substituents |
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