專(zhuān)利名稱(chēng)：烷氧基胺2－甲基－2－[n－(二乙氧基磷?；?,2－二甲基丙基)－氨氧基]丙酸的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及由偶氮化合物和由β-磷酸化硝基氧(nitroxide)制備下式(I)的烷氧基胺2-甲基-2-[N-(二乙氧基磷?；?2，2-二甲基丙基)氧基]丙酸 或其鹽的方法WO2004/014926公開(kāi)了根據(jù)ATRA(Atom Transfer Radical Addition)反應(yīng)合成烷氧基胺2-甲基-2-[N-(二乙氧基磷?；?2，2-二甲基丙基)氨氧基]丙酸，所述反應(yīng)使用金屬絡(luò)合物，尤其銅絡(luò)合物。這一方法要求昂貴的純化步驟以除去金屬化合物，例如用水溶液洗滌的操作，并產(chǎn)生大量的含金屬的流出液。
US4581429公開(kāi)了在二(叔丁基)硝基氧存在下，通過(guò)光解偶氮化合物(4，4-偶氮二(4-氰基正戊醇))，合成除了式(I)的烷氧基胺以外的烷氧基胺。然而，產(chǎn)率低(43％)，和所得烷氧基胺必需通過(guò)在氧化硅柱上的色譜純化，這種方法不可能外推到工業(yè)規(guī)模。
申請(qǐng)人公司開(kāi)發(fā)的烷氧基胺(I)的制備方法沒(méi)有現(xiàn)有技術(shù)這些方法的缺點(diǎn)·烷氧基胺(I)的產(chǎn)率高可獲得相對(duì)于β-磷酸化硝基氧的定量產(chǎn)率；·該方法可在低溫(＜30℃)下操作，這尤其能使烷氧基胺(I)在溶液中保持穩(wěn)定性，并證明比現(xiàn)有技術(shù)的方法更加經(jīng)濟(jì)；·烷氧基胺(I)的純化容易通過(guò)從反應(yīng)混合物中簡(jiǎn)單沉淀，獲得純度大于99％的烷氧基胺(I)；·該方法是2步或3步方法，當(dāng)在這3步中所使用的溶劑相同且中間體不要求純化時(shí)，這些步驟可在同一反應(yīng)器(一個(gè)罐)內(nèi)一步接一步地接連進(jìn)行；
·該方法產(chǎn)生的廢水非常少和尤其是沒(méi)有產(chǎn)生含金屬的廢水；該方法能適合于半連續(xù)或者連續(xù)的過(guò)程。
本發(fā)明的方法根據(jù)以下詳述的反應(yīng)流程以2步或3步進(jìn)行 第一步是在堿存在下，皂化偶氮二異丁酸二烷酯類(lèi)型的偶氮化合物的酯官能團(tuán)，優(yōu)選偶氮二異丁酸二甲酯或二乙酯中的酯官能團(tuán)。
根據(jù)WO2000/042000中公開(kāi)的方法，偶氮二異丁酸二烷酯可從偶氮二異丁腈制備。在本發(fā)明的方法中，如在WO2000/042000中公開(kāi)的那樣，從偶氮二異丁腈和醇(甲醇、乙醇和類(lèi)似物)開(kāi)始，由此就地制備偶氮二異丁酸二烷酯，這并沒(méi)有脫離本
MOH類(lèi)型的堿優(yōu)選的是氫氧化鈉、氫氧化鉀或氫氧化銨(M代表Na+、K+或NH4+)。
堿/偶氮化合物的摩爾比通常介于2至3，并且該反應(yīng)通常是在介于0至40℃的溫度下在溶劑存在下進(jìn)行。可使用的溶劑可以是醇和水，乙腈和水，或四氫呋喃和水的混合物，優(yōu)選甲醇/水或者乙醇/水的混合物。偶氮化合物的鹽可通過(guò)蒸發(fā)溶劑來(lái)分離或者用于第2步的溶液。
第2步是在式(II)的N-(叔丁基)-1-二乙基磷?；?2，2-二甲基丙基硝基氧
存在下，光解該偶氮化合物的鹽式(III)的硝基氧(簡(jiǎn)稱(chēng)為SG1)可例如根據(jù)WO2000/040526或者WO2000/040550或者WO2002/048159中公開(kāi)的方法來(lái)制備。
硝基氧(II)/偶氮化合物的摩爾比通常介于0.5至5，和優(yōu)選介于1至2.5。
例如，使用發(fā)射出波長(zhǎng)介于200至600nm的輻射線(xiàn)的一盞或更多盞汞蒸汽燈進(jìn)行輻照。該反應(yīng)通常是在介于0至40℃的溫度下在溶劑存在下進(jìn)行。可使用的溶劑與第一步一樣，可以是醇和水，乙腈和水，或者四氫呋喃和水的混合物，優(yōu)選甲醇/水或者乙醇/水的混合物。優(yōu)選地，第一步和第二步的溶劑相同。
在惰性氛圍(氮?dú)?、氬氣和?lèi)似物)和劇烈攪拌下，或者經(jīng)霧化器頭鼓氮?dú)馀莼蛘呤褂醚h(huán)泵來(lái)進(jìn)行反應(yīng)是優(yōu)選的。或者可通過(guò)沉淀或者通過(guò)蒸發(fā)溶劑分離出鹽形式的烷氧基胺，或者根據(jù)第三步從反應(yīng)混合物中沉淀出酸形式的烷氧基胺。
第三步是酸化烷氧基胺鹽，以便回收酸形式的烷氧基胺。優(yōu)選的是，所使用的酸是鹽酸(氣體或者水溶液形式)或者硫酸。酸化通常是在介于0至30℃的溫度下進(jìn)行。與第一和第二步一樣，也優(yōu)選使用醇和水類(lèi)型的溶劑，例如甲醇/水或乙醇/水，它能使烷氧基胺(I)沉淀，通過(guò)簡(jiǎn)單過(guò)濾可將烷氧基胺(I)回收。
本發(fā)明的方法可間歇、半連續(xù)或者連續(xù)進(jìn)行。在間歇方法的情況下，上述的三步可接連進(jìn)行，所使用的溶劑相同且中間體不要求純化步驟。
第二步所得的反應(yīng)混合物也可連續(xù)地引出，然后用強(qiáng)酸進(jìn)行酸化，以沉淀烷氧基胺(I)，然后例如通過(guò)過(guò)濾回收該烷氧基胺(I)。
如此制備的烷氧基胺(I)可用作自由基聚合引發(fā)劑，尤其是用作受控的自由基聚合的引發(fā)劑；參見(jiàn)例如US4581429、WO2000/49027和WO2004/014926。
下述實(shí)施例闡述本發(fā)明，而不是限制本發(fā)明。
實(shí)施例1a.-制備DEAB的鈉鹽根據(jù)WO00/42000制備偶氮二異丁酸二乙酯(DEAB)。
將25g DEAB(96.8mmol)和125ml甲醇引入到500ml玻璃反應(yīng)器內(nèi)。在滴液漏斗中，將9.7g氫氧化鈉(242mmol)溶解在250ml水內(nèi)。將該氫氧化鈉溶液加入DEAB溶液，同時(shí)維持溫度在25℃下，然后使反應(yīng)在環(huán)境溫度下進(jìn)行1小時(shí)。
b.-合成烷氧基胺(I)根據(jù)WO02/48159的實(shí)施例，制備式(II)的硝基氧SG1。
所使用的光化學(xué)反應(yīng)器是配有由石英制造的夾套式燈夾具的具有1升工作體積的夾套式玻璃反應(yīng)器。所使用的燈是高壓汞蒸汽燈，其功率為700W并發(fā)射240nm至580nm的輻射線(xiàn)，且在366nm下具有輻射最大值(來(lái)自Heraeus的標(biāo)準(zhǔn)TQ718)。借助霧化器頭，通過(guò)用氮?dú)夤呐?，從而提供攪拌?br>
將以上制備的DEAB鈉鹽溶液引入到以上所述的光化學(xué)反應(yīng)器內(nèi)，然后添加溶解在125ml甲醇內(nèi)的9.5g硝基氧SG1(32.3mmol)。使該反應(yīng)混合物升溫至10℃，并通過(guò)用氮?dú)夤呐?5分鐘而脫氣，然后開(kāi)始輻照。在氮?dú)夤呐菹?，反?yīng)在10℃下維持5小時(shí)(直到反應(yīng)混合物變色)。
然后將反應(yīng)混合物傾入到含有20ml 37％鹽酸(647mmol)的2.5升水內(nèi)。過(guò)濾出所形成的白色粉末，用庚烷洗滌，然后真空干燥。獲得白色固體形式的11.5g烷氧基胺(I)(產(chǎn)率＝93％)。
產(chǎn)物通過(guò)1H、13C和31P NMR來(lái)表征。結(jié)果與WO2004/014926(實(shí)施例1)中給出的那些一致。
元素分析(經(jīng)驗(yàn)式C17H36NO6P)得到下述結(jié)果
實(shí)施例2與實(shí)施例1一樣進(jìn)行制備，所不同的是改變氫氧化鈉/DEAB之比(3而不是2.5)，DEAB/硝基氧SG1之比(2.3而不是3)，和光解溫度(20℃而不是10℃)。
然后回收15.6g烷氧基胺(I)，即產(chǎn)率為97％。
權(quán)利要求
1.制備下式(I)的烷氧基胺2-甲基-2-[N-(二乙氧基磷酰基-2，2-二甲基丙基)氨氧基]丙酸 或其鹽的方法，該方法包括·在優(yōu)選選自氫氧化鈉、氫氧化鉀或氫氧化銨的堿存在下，皂化偶氮二異丁酸二烷酯類(lèi)型的偶氮化合物，優(yōu)選偶氮二異丁酸二的甲酯或二乙酯的步驟，·在N-(叔丁基)-1-二乙基磷?；?2，2-二甲基丙基硝基氧存在下，光解來(lái)自于皂化步驟的偶氮化合物的鹽的步驟，·任選地，優(yōu)選用鹽酸(氣體或者水溶液形式)或者硫酸酸化光解步驟結(jié)束時(shí)獲得的烷氧基胺的鹽的步驟，·和回收烷氧基胺或其鹽。
2.權(quán)利要求1的方法，其特征在于，在皂化步驟中，堿MOH/偶氮化合物的摩爾比介于2至3，溫度介于0至40℃，使用的溶劑優(yōu)選選自醇和水，乙腈和水，或者四氫呋喃和水的混合物，且有利地為甲醇/水或乙醇/水的混合物。
3.權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于，在光解步驟中，硝基氧/偶氮化合物的摩爾比介于0.5至5，優(yōu)選介于1至2.5，在惰性氛圍下，和在攪拌下，使用發(fā)射波長(zhǎng)介于200至600nm的輻射線(xiàn)的一盞或更多盞燈，進(jìn)行輻照，輻射溫度介于0至40℃，以及使用的溶劑為優(yōu)選選自醇和水，乙腈和水，或者四氫呋喃和水的混合物，且有利地為甲醇/水或乙醇/水的混合物，并優(yōu)選與皂化步驟中的溶劑相同。
4.權(quán)利要求1-3任何一項(xiàng)的方法，其特征在于，在酸化步驟中，溫度介于0至30℃，并使用優(yōu)選選自醇和水，例如甲醇/水或乙醇/水的混合物，有利地優(yōu)選使用與皂化和光解步驟相同的溶劑。
5.權(quán)利要求1-4任何一項(xiàng)的方法，其特征在于該方法是間歇、半連續(xù)或者連續(xù)地進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明涉及制備烷氧基胺2－甲基－2－[N－(二乙氧基磷?；?，2－二甲基丙基)氨氧基]丙酸或其鹽的方法，該方法包括在堿存在下，皂化偶氮化合物的步驟，在N－(叔丁基)－1－二乙基磷?；?，2－二甲基丙基硝基氧存在下，光解來(lái)自于皂化步驟的鹽的步驟，和任選地酸化光解步驟結(jié)束時(shí)獲得的烷氧基胺的鹽的步驟。該烷氧基胺或其鹽可用作自由基聚合引發(fā)劑。
文檔編號(hào)C07F9/40GK1964983SQ200580015124
公開(kāi)日2007年5月16日 申請(qǐng)日期2005年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月13日
發(fā)明者瓊－盧克·庫(kù)圖里爾, 迪迪爾·吉格默斯, 奧利維爾·格里特, 約漢·吉爾萊恩厄夫 申請(qǐng)人:阿克馬法國(guó)公司