[发明专利]从氮氧化物制备烷氧基胺的方法

说明书

本发明涉及一种从氮氧化物制备α,β,β-三取代的羟基胺(以下称为烷氧基胺)的方法，该氮氧化物具体可用作自由基聚合的引发剂。根据许多文献的报道，烷氧基胺例如从(2,2,6,6-四甲基哌啶基)-N-氧化物(TEMPO)制得的烷氧基胺可用于制备大分子。

Hawker C.J.等人(大分子(Macromolecules)1996,29，第5245-5254页)证明，衍生至TEMPO的烷氧基胺例如(2’,2’,6’,6’-四甲基-1’-哌啶氧基)甲基苯用作苯乙烯的自由基聚合的引发剂时，可以控制聚合并且能得到具有低分散指数的确定的聚合物，他们还发现聚合速率与用常规引发剂例如AIBN或过氧化苯甲酸在TEMPO存在下进行的聚合速率基本上相同。

烷氧基胺可以按照文献中的已知方法制备，最常用的方法涉及把碳基与氮氧自由基偶合。

假如烷氧基胺用下式表示：Y¹,Y²,Y³,Y⁴,Y⁵,Y⁶,Z将在后面定义，碳基Z^·可以用文献中描述的各种方法制备：偶氮化合物的分解、从一种合适的底物中消去一个氢原子、自由基与烯烃的加成。自由基Z^·也可以从一种有机金属化合物例如Hawker C.J等人在大分子1996,29，第5245-5254页中描述的有机镁试剂Z-MgX制备，或者按照Dorota Greszta等人在大分子1996,29,7661-7670中描述的ATRA(原子转移自由基加成)型反应，在一种有机金属体系例如CuX/联吡啶(X=Cl或Br)存在下，从一种卤代衍生物Z-X制备。

最常用于制备烷氧基胺(Ⅰ)的方法之一是涉及ATRA反应的方法。

该方法包括按照下列方案，在溶剂介质中在CuX/联吡啶的有机金属体系存在下，把一个原子或原子团转移到另一个分子上：

在有机金属体系中，X优选代表Br原子。

常用的方法包括把有机金属体系例如CuBr/联吡啶溶于有机溶剂中，优选溶于芳香烃溶剂例如苯或甲苯中，然后把化合物ZX和氮氧化物(Ⅱ)加入溶液中。

该方法存在着反应时间长的主要缺点，这对于工业制备烷氧基胺是一大障碍，该方法或者需要使用大量过量的其中一种试剂。

而且，所用的有机金属体系涉及昂贵的配体(联吡啶或其衍生物)。

另外，从得到的产物中除去残余的金属很困难，需要代价高的纯化操作，例如使产物通过硅胶柱。

例如Matyjaszewski K.等人在国际专利申请WO98/40415中，通过使TEMPO与(1-溴乙基)苯，按照TEMPO/(1-溴乙基)苯等于2的摩尔比(即TEMPO的摩尔数过量100％)，在一种有机金属体系[4,4’-双(5-壬基)-2,2’-联吡啶/Cu(OTf)₂/Cu⁰]存在下在90℃下反应2小时，然后通过柱色谱纯化，以69％的产率得到了1-(2,2,6,6-四甲基哌啶氧基)-1-苯基乙烷。

现在发现了一种从氮氧化物(nitroxyde)：制备下式的烷氧基胺的方法：所述方法包括：使所述氮氧化物(Ⅱ)与其中X代表氯、溴或碘原子的卤代烃化合物ZX，在一种不与水相溶的有机溶剂介质中，和在有机金属体系MA(L)n(Ⅲ)存在下按照下列方案反应：所述有机金属体系中M代表一种金属例如Cu、Ag或Au,A代表卤原子、羧基或三氟甲磺酸基，L代表金属M的配体，n为1、2或3。所说方法的特征在于：它包括进行下列步骤：a)在搅拌下，以ZX/氮氧化物(Ⅱ)=1-1.4的摩尔比把金属盐MA、配体L、卤代烃化合物ZX和氮氧化物(Ⅱ)一起混合在一种有机溶剂中，b)在20-90℃的温度下持续搅拌反应介质直到氮氧化物(Ⅱ)完全消失，c)回收有机相，并且用水洗涤，然后d)通过在减压下蒸去有机溶剂而分离出烷氧基胺(Ⅰ)。

优选地，M代表Cu,A代表卤素例如Cl或Br、羧基例如乙酸根或三氟甲磺酸基(triflate)，而X代表氯原子或溴原子。