CZ20004576A3 - Způsob přípravy alkoxyaminů z nitroxidů - Google Patents

Abstract

Postup výroby alkoxyaminů spočívající v míchání kovové soli, ligandu pro kov, halogenuhlovodíkové sloučeniny ZX a nitroxidů v organickém rozpouštědle při teplotě v rozmezí od 20 °C do 90 °C tak dlouho dokud nevymizí nitroxid, přičemž následuje oddělení organické fáze, její promytí vodou a potom oddělení alkoxyaminů odpařením organického rozpouštědla za sníženého tlaku.

Description

Způsob přípravy alkoxyaminů z nitroxidů.

Oblast vynálezu

Vynález se týká způsobu přípravy α,β,β-trisubstituovaných hydroxylaminu, označovaných v popisu předmětného vynálezu jako alkoxyaminy, které se připraví z nitroxidů, které je možno použít zejména jako iniciátory radikálové polymerace. Použití těchto alkoxyaminů, jako například těch, které jsou odvozeny od (2,2,6,6-tetramethylpiperidyl)-N-oxidu (TEMPO), při přípravě makromolekul je zmiňováno v mnoha publikacích.

Dosavadní stav techniky

Pokud se týče dosavadního stavu techniky je například v publikaci Hawker C.J. a kol. Macromolecules 1996 29, str. 5245-5454 popisováno použití alkoxyamino na bázi TEMPO, jako je například (2’,2’,6’,6’-tetramethyl-1’-piperidyloxy)methylbenzen, jako iniciátorů radikálově-zprostředkované polymerace styrenu, což umožňuje kontrolu polymerace a získání velice dobře definovaných polymerů s nízkými indexy polydisperzíty, přičemž podle této publikace bylo zjištěno, že polymerační rychlost je v podstatě ekvivalentní rychlosti dosahované v případech, kdy se použije běžných konvenčních iniciátorů, jako je například AIBN nebo benzoylperoxid v přítomnosti TEMPO.

Alkoxyaminy je možno připravit metodami běžně známými a popsanými v literatuře podle dosavadního stavu techniky.

Nejobvyklejší metoda zahrnuje adování uhlíkového radikálu na nitroxidový radikál.

Jestliže je možno tyto alkoxyaminy znázornit obecným vzorcem I:

• 0#	·<*	0»	• 0
• « 0	• 0	0 0	0 0
• 000 ·	t 0	0	♦ 0 ♦
• ·	0 ·	•	0 ·
00 0»	00	0000	00

(γ1γ2γ3ο \l —0—Z (I) (Υ4γ5γ6θ/· ' ve kterém Y¹, Y², , Y⁴, a Z budou definovány v dalším textu, může být uhlíkový radikál Z* generován různými metodami popsanými v literatuře podle dosavadního stavu techniky: rozkladem azo-sloučeniny, odnětím atomu vodíku ze vhodného substrátu, přídavkem radikálu do olefinů. Tento radikál Z* může být rovněž generován z organokovové sloučeniny, jako je například organohořečnaté reakční činidlo Z-MgX, popisované v publikaci Hawker C.J. a kol., Macromolecides 1996, 29, 5245-5454, nebo z halogenového derivátu Z-X v přítomnosti organokovového systému, jako je například systém CuX/bipyridin (X znamená chlor nebo brom), přičemž se postupuje podle reakce typu ATRA (Atom Transfer Radícal Addition), popsané v publikaci Dorota Greszta a kol., Macromolecules 1996, 29, 7661-7670.

Jednou z nejčastěji používaných metod pro přípravu alkoxyaminů obecného vzorce I je metoda používající ATRA reakci.

Tato metoda spočívá v přemístění atomu nebo skupiny atomů na jinou molekulu v přítomnosti organokovového systému CuX/bipyridin v prostředí rozpouštědla, přičemž tato reakce se provádí podle následujícího schématu:

* ♦ ·· ·· «« ·

- 3	— ♦···♦··»· « ··· 44« · · « · « • · · * · · · · • ·· * · · * · · e· ·« e · ·
(Y1Y2Y3C1	+ CuX/bipyridin
2—-X + \—0' (γ4γ5γδς) {ID	rozpouštědlo - Cu X2 / bípyridin
(γ1γ2γ3ς) N —0 —2 {Υ4γ5γ6θ S (D
V uvedeném organokovovém atom bromu.	systému X výhodně znamená

Podstata této všeobecně používané metody spočívá v rozpuštění organometalického systému, jako je například systém CuBr/bipyridin v organickém rozpouštědle, ve výhodném provedení je to aromatické rozpouštědlo, jako například benzen nebo toluen, přičemž potom následuje zavedeni sloučeniny ZX a nitroxidu obecného vzorce II do tohoto roztoku.

Tato metoda má ale nedostatek spočívající v dlouhém reakčním intervalu, který je z hlediska průmyslové přípravy alkoxyaminů nepřijatelný, nebo v opačném případě je nutno použít velkého přebytku jedné z reakčních látek.

Kromě toho, použitý organokovový systém obsahuje nákladné ligandy (bipyridinové ligandy nebo jeho deriváty).

φφ • φ φ

φφφ φφ t · * Φ Γ φφφφ

Kromě toho je třeba uvést, že odstranění zbytkového kovu z takto získaných produktů je velice obtížné, vyžaduje nákladné čistící operace, jako je například vedení těchto produktů kolonou s náplní oxidu křemičitého.

Podle publikované mezinárodní patentové přihlášky VO 98/40415, autoři Matyjaszewski K. a kol. získali 1-(2,2,6,6-tetramethylpiperidyloxy)-1-fenylethan ve výtěžku 69% po přečištění chromatografickou metodou v koloně, přičemž bylo použito reakce TEMPO a (1-bromethyl)benzenu při molárním poměru TEMPO/(1-bromethyl)benzen rovném 2 (to znamená molární přebytek TEMPO rovnající se 100%) a reakce byla prováděna po dobu 2 hodin při teplotě 90 °C v přítomnosti organokovového systému [4,4’-bis(5-nonyl)-2-2’-bipyridin/Cu(OTf)2/Cu⁰].

Podstata vynálezu

Podle předmětného vynálezu byla zjištěna metoda přípravy alkoxyaminů obecného vzorce I:

(γ1γ2γ3ς)

N —0 — Z (γ4·γ5γδθ ty (I) z nitroxidů obecného vzorce II (Y1Y2Y3C) (γ4γ<

N — 0’ (II) přičemž se tato příprava provádí reakcí uvedeného nitroxidů obecného vzorce II s halogenuhlovodíkovou sloučeninou • · · e · · · « 0 · ? · 9 · · * >

··« · 4 Λ « ft »i ft » < · · « « * *· ·«···» 44 4 obecného vzorce:

ZX ve které X znamená atom chloru, bromu nebo jodu, v organickém rozpouštědle nemísitelném s vodou v přítomnosti organokovového systému III:

MA (L)n (III) ve kterém:

M znamená kov, jako je například Cu, Ag nebo Au,

A znamená atom halogenu, karboxylátovou skupinu nebo triflátovou skupinu,

L znamená ligand pro kov M, a n j e 1, 2 nebo 3, přičemž se postupuje podle schématu:

(_Υ1γ2γ3θ (Υ¹Υ^2γ3^⁾ \ M A (L)n

N — 0' + ZX ---* / rozpouštědlo (γ4γ5γ60) {γ4γ5γ6(3]

a podstata tohoto postupu spočívá v tom, že sestává v provedení následujících stupňů:

(a) kovová sůl MA, ligand L, halogenuhlovodíková sloučenina ZX a nitroxid obecného vzorce II se společně smísí za míchání v organickém rozpouštědle při molárním poměru ZX/nitroxid obecného vzorce II pohybujícím se »· ·· ·· ·· * © · 9 9 · · · 9 • * ♦ · · · 9 ··· » α · • * * · « · • * ·· · · 9 9 e v rozmezí od 1 do 1,4, (b) toto reakční médium se udržuje za míchání na teplotě v rozmezí od 20 °C do 90 °C tak dlouho, dokud nitroxid obecného vzorce II úplně nezmizí, (c) organická fáze se oddělí a promyje se vodou, a potom (d) se oddělí alkoxaminová sloučenina obecného vzorce I odpařením organického rozpouštědla za sníženého tlaku.

Ve výhodném provedení podle vynálezu M znamená Cu,

A znamená atom halogenu, jako je například chlor nebo brom, karboxylátovou skupinu, jako je acetátová skupina nebo triflátová skupina, a X znamená atom chloru nebo bromu.

Podle předmětného vynálezu se ligand L pro kov M v uvedeném organokovovém systému obecného vzorce III vybere ze skupiny sloučenin reprezentovaných obecným vzorcem IV:

r R⁵

-N — íCH₂)_p J

(IV) ve kterém:

R¹, R², R³ a R^, které mohou být stejné nebo odlišné, představují atom vodíku, lineární nebo rozvětvenou alkylovou skupinu obsahuj ící 1 až 10 uhlíkových atomů a ve výhodném provedení je tento počet atomů uhlíku 1 až 4,

R³ znamená atom vodíku, lineární nebo rozvětvenou alkylovou skupinu obsahující 1 až 10 atomů uhlíku a ve výhodném provedení je tento počet atomů uhlíku 1 až 4, dále zbytek obecného vzorce • ♦ φ * φ φ φ · φ • · $ φ · · ϊ φ φφφ φ 4 ν «Φ·· φ • φφφ · · · ·· φφ φφφφ φφ φφφ ρ6

-(CH₂)_q--Ν^

R⁷ ve kterém:

RČ a maj í ste j ný význam jako R$, nebo alternativně přinejmenším dva ze substituentů R, R^, R², r3 _; r4 _a r5 HjQhQH bý-t společně spojeny a vytvořit kruh, m, p a q, které mají stejný nebo odlišný význam, znamenají celá čísla od 1 do 4, ve výhodném provedení znamenaj í 2, x má hodnotu v rozmezí od 0 do 4.

Pro ilustraci ligandů L reprezentovaných obecným vzorcem IV je možno uvést následující ligandy:

- tris[2-(dimethylamino)ethyl)amin:

ch₂ch₂n(ch₃)₂ (ch₃)₂n-ch₂ch₂-n-ch₂ch₂-n(ch₃)₂,

- Ν,Ν,Ν’,N’,N’’-pentamethyldiethylentriamin (PMDETA):

ch₃ (CH₃)₂-N-CH₂CH₂-N-CH₂CH₂-N(CH₃)₂,

- N, N, N ’ , N ’ -tetramethylethylendiamin:

(^ch3)₂-N-CH₂CH₂-N-CH₃)₂,

- 1,1,4,7,10,10-hexamethyltriethylentetramin (HMTETA):

• · *		♦ ·	• *	• ·
Φ · ·	•		•	• 9
• ···	• ·	•	•	* e ·
» · • * 9 9 »		• 9 ·	9 O · 9 ·	e · 1« 4

^CH3 ^CH3 (ch₃)₂-n-ch₂ch₂-n-ch₂ch₂-n-ch₂ch₂n(ch₃)2, cyklické polyaminy, jako například:

- 1,4,7-trimethyl-l,4,7-triazacyklononan,

- 1,5,9-trimethyl-l,5,9-triazacyklododekan,

- 1,4,8,ll-tetramethyl-l,4,8,ll-tetraazacyklotetradekan.

Ve výhodném provedení podle vynálezu se používá PMDETA.

Postup podle předmětného vynálezu spočívá v míchání kovové soli MA, ligandu L, sloučeniny obecného vzorce ZX a nitroxidu obecného vzorce II v organickém rozpouštědle, kterým je ve výhodném provedení aromatický uhlovodík, jako je například benzen, toluen nebo xyleny, nebo alkylchlorid, jako je například CH2CI2 nebo alternativně ether.

Oxidační stav kovu M v aktivní části je 1 (M^).

Podle předmětného vynálezu může být tato aktivní část dodána, ben modifikování, do reakčního média ve výhodném provedení ve formě halogenidu kovu M^A.

Ve výhodném provedení podle vynálezu je halogenidem kovu CuBr.

Tato uvedená aktivní část může být rovněž generována in šitu podle následující redox reakce:

M^MA + M° <> 2 M^TA • * · · · φ φ φφ ··*· * · φ φ ί* φ · • ♦»· · « φ φ φ · a • φ · φ · · φ φφφ φ φ ·φ ΦΦΦΦ φφ · z kovové soli M^A, ve které kov M je v oxidačním stavu 2 (M^) a tento stejný kov je v oxidačním stavu nula (M°)

Podle této varianty postupu je kovový halogenid M^A ve výhodném provedení CuB^ ·

Podle jiné varianty tohoto postupu se je možno zavést rovněž do reakčního média kovovou sůl MA, ve které je kov M v oxidačním stavu 1 (M^A) a tento stejný kov M je v oxidačním stavu nula (M°).

Uvedený ligand L je použit v molárním poměru L/M^ v rozmezí od 1 do 5 a ve výhodném provedení v rozmezí od 1 do 2.

Molární poměr ZX/nitroxid obecného vzorce II se pohybuje v rozmezí od 1 do 1,4 a ve výhodném provedení podle vynálezu je 1.

Reakční směs se potom promíchává při teplotě pohybující se v rozmezí od 20 °C do 90 °C a ve výhodném provedení v oblasti teploty místnosti.

Uvedený postup se provádí pod atmosférou inertního plynu, jako je například dusík nebo argon a ve výhodném provedení se provádí při atmosférickém tlaku.

Reakční doby jsou velice krátké. Konec reakce je možno monitorovat vymizením reakčních látek, což se určí chromatografickými metodami (GC, HPLC, TLC). po dokončení této reakce se veškerá sraženina odfiltruje, opláchne se, ve výhodném provedení stejným rozpouštědlem jako je ·· ♦ · • · I» • · • * » ->

• · · * rozpouštědlo použité k provádění této reakce, a organická fáze se potom promývá vodou tak dlouho, dokud nejsou extrahované vodné fáze bezbarvé.

Použité organické rozpouštědlo se odstraní za sníženého tlaku, ve výhodném provedení při teplotě místnosti a alkoxyamin se oddělí.

Podle předmětného vynálezu může voda používaná k promytí organické fáze obsahovat jednu nebo více solí v hmotnostních podílech, které nejsou větší než je limit rozpustnosti uvedených solí ve vodě při teplotě místnosti.

Tyto soli jsou ve výhodném provedení podle předmětného vynálezu zvoleny ze skupiny zahrnující soli alkalických kovů, amonné a alkylamonné chloridové, mravenčanové a oxalátové soli.

Pro ilustraci těchto solí, které je možno použít při provádění postupu podle předmětného vynálezu, je možno uvést chlorid sodný, mravenčan amonný, triethylamoniummravenčan a diamoniumoxalát.

Připravované alkoxyaminy je možno určit elementární analýzou, metodou HPLC, IR a NMR.

Postup podle předmětného vynálezu je výhodný v tom, že je možno jej provádět s komerčně běžně dostupnými ligandy. Uvedená reakce mezi nitroxidem obecného vzorce II a halogenuhlovodíkovou sloučeninou ZX probíhá rychle. Odstranění kovu M pocházej ícího z organokovového systému MAa(L)n je mimořádně jednoduché, přičemž se provádí pouhým vymytím vodou.

«· ·· ·* ·»· ··· *««« · ·· ·· ···· »· ··«

Při provádění postupu podle předmětného vynálezu se připraví alkoxyaminy, které jsou téměř prosté kovu M.

V alkoxyaminech získaných postupem podle předmětného vynálezu je obsah kovu M menší než 10 ppm.

Kromě toho je třeba uvést, že výtěžky alkoxyaminů jsou vysoké.

Postup podle předmětného vynálezu je možno aplikovat zejména výhodně na přípravu alkoxyaminů obecného vzorce I:

(γΐγ2γ3ο

N —0 — Z (I) (γ4γ5γ6ς) / .

z nitroxidů obecného vzorce II:

_(Υ1γ2γ3θ

N — o· (II) a ZX, přičemž v uvedených vzorcích:

γΐ až , které mohou být stejné nebo rozdílné, představují atom vodíku, lineární nebo rozvětvenou alkylovou skupinu obsahující 1 až 10 atomů uhlíku, cykloalkylovou skupinu obsahující 3 až 20 atomů uhlíku, atom halogenu, kyanoskupinu, fenylovou skupinu, hydroxyalkylovou skupinu obsahující 1 až 4 atomy uhlíku, dialkoxyfosfonylovou skupinu nebo difenoxyfosfonylovou skupinu, alkoxykarbonylovou skupinu nebo alkoxykarbonylalkylovou skupinu, nebo ·· ·» ·· ·« • »··· ·«· » « ♦ · · · ··· · · · « « · · • · » · . · • · ·· ···· «· · “í alternativně dvě nebo více skupin Y až Y° může být spojeno s atomem uhlíku, ke kterému jsou připojeny, za vzniku cyklických struktur, které mohou obsahovat jeden nebo více exocyklických funkčních skupin vybraných ze souboru zahrnujícího HO-, CH₃C(O)-, CH₃O-, H₂N-CH₃C(O)NH-, (CH₃)N₂-, nebo alternativně může obsahovat jeden nebo více exocyklických nebo endocyklických heteroatomů, jako například 0 nebo N,

Z je zbytek obecného vzorce:

W¹

-_c4w^{2 X}W3

Ί O ve kterém V , V a V , které mohou být stejné nebo rozdílné, představují atom vodíku, lineární nebo rozvětvenou alkylovou skupinu obsahující 1 až 10 atomů uhlíku, fenylovou skupinu, benzylovou skupinu, kyanoskupinu, cykloalkylovou skupinu obsahující 3 až 12 atomů uhlíku, zbytek obecného vzorce

-(CH₂)_rC(O)OV⁴ ve kterém:

V⁴ znamená lineární nebo rozvětvenou alkylovou skupinu obsahující 1 až 6 atomů uhlíku, a r je 0 až 6, a X znamená atom chloru, bromu nebo jodu.

Jako ilustrativní příklad nitroxidů obecného vzorce II, které je možno použít podle předmětného vynálezu, je možno uvést :

- 2,2,5,5-tetramethyl-l-pyrrolidinyloxy (obecně k dispozici pod obchodním názvem PROXYL);

• · » 0 0 » 0 « • 0 0·0 0

- 3-karboxy-2,2,5,5-XeXrameXhylpyrrolidinyloxy (všeobecně známý jako 3-karboxy PROXYL);

- 2,2,6,6-XeXrameXhyl-l-piperidyloxy (všeobecně známý jako TEMPO);

- 4-hydroxy-2,2,6,6-XeXrameXhyl-l-piperidyloxy (všeobecně známý jako 4-hydroxy-TEMPO);

- 4-meXhoxy-2,2,6,6-XeXrameXhyl-l-piperidyloxy (všeobecně známý jako 4-meXhoxy-TEMPO);

- 4-oxo-2,2,6,6-XeXrameXhyl-1-piperidyloxy (všeobecně známý jako 4-oxo-TEMPO);

- 4-amino-2,2,6,6-XeXrameXhyl-l-piperidyloxy (všeobecně známý jako 4-amino-TEMPO);

- 4-aceXamido-2,2,6,6-XeXrameXhyl-l-piperidyloxy (všeobecně známý jako 4-aceXamido-TEMPO);

- N-xerc-buXyl-l-fenyl-2-meXhylpropylniXroxid,

- N-(2-hydroxymeXhylpropyl)-1-fenyl-2-meXhylpropylniXroxid,

- N-xerc-buXyl-l-dieXhylfosfono-2,2-dimexhylpropylniXroxid,

- N-Xerc-buXyl-l-dibenzylfosfono-2,2-dimexhylpropylniXroxid,

- N-Xerc-buXyl-l-di(2,2,2-XrifluoreXhyl)fosfono-2,2-dimeXhylpropylniXroxid,

- N-Xerc-buXyl-[(1-diexhylfosfono)-2-meXhylpropyI]niXroxid,

- N-(1-meXhyleXhyl)-1-cyklohexyl-1-(dieXhylfosfono)niXroxid,

- N-(1-fenylbenzyl)-[(1-dieXhylfosfono)-1-meXhyleXhyl]niXroxid,

- N-fenyl-1-dieXhylfosfono-2,2-dimeXhylpropylniXroxid,

- N-fenyl-1-dieXhylfosfono-1-meXhyleXhylnixroxid,

- N-(1-fenyl-2-meXhylpropyl)-2-diexhylfosfonomeXhyleXhylniXroxid, • · ♦ · ··♦· * · · • * · · · · » ·*· · ♦ · · « · « • ♦ · · · ♦ *· ·· ···· ·· ·

- bis-l-oxyl-2,2,6,6-tetramethylpiperid-4-yl-sebakát, prodávaný pod názvem CXA 5415 firmou Ciba Spec. Chem.

Pro ilustrování sloučenin obecného vzorce ZX, které je možno použít v postupu podle předmětného vynálezu, je možno uvést sloučeniny obecných vzorců: CgHgClYBr, (CH₃)₂C(CN)Br,

CH₃OC(O)C(CH₃)₂Br, CH₃OC(O)CH(CH₃)Br, C₆F₁₃I.

Uvedené alkoxyaminy obecného vzorce I, získané postupem podle předmětného vynálezu je možno použít pro polymerizaci nebo kopolymerizaci libovolných monomerů obsahujících dvojnou vazbu uhlík-uhlík, které podléhají radikálově-zprostředkované polymerizaci. Tuto polymeraci nebo kopolymeraci je možno provést za obvyklých podmínek, běžně známých odborníkům pracuj ícím v daném oboru z dosavadního stavu techniky, přičemž je třeba vzít v úvahu odpovídající monomer nebo monomery. Těmito uvažovanými monomery mohou být vinylaromatické monomery (styren, substituované styreny), dřen nebo akrylové nebo methylakrylové monomery. Tímto monomerem může být rovněž vinylchlorid, vinylidendifluorid nebo akrylonitril.

Příklady provedení vynálezu

V následujících konkrétních příkladech je blíže vysvětlen postup podle předmětného vynálezu, přičemž ale je třeba poznamenat, že tyto příklady jsou pouze ilustrativní a nijak neomezují rozsah tohoto vynálezu.

Všeobecné informace

Postupy byly prováděny pod atmosférou inertního plynu (argon nebo dusík), přičemž bylo použito Schlenkovy metody

(standard).

Použitý 1-bromethylbenzen a N-terc-butyl-l-diethyl-fosfono-2,2-dimethylpropylnitroxid (DEPN) byly předem odplyněny.

Použitými rozpouštědly byly toluen, který byl předem destilován pod atmosférou argonu na benzofenonu sodném, a CH₂C1₂.

Použitými ligandy byly:

- Ν,Ν,Ν’,N’,N’’-pentamethyldiethylentriamin, označovaný dále jako PMDETA,

- tris(2-pyridylmethyl)amin, označovaný dále jako TPA,

- bipyridin, označovaný dále jako BIPY.

13

Připravené alkoxyaminy byly určeny pomocí H, C a 31p NMR elementární analýzy.

Zbytkový obsah mědi byl určen plazmovou atomovou emisní spektroskopickou metodou s detekcí hmotovou spektroskopií, označovanou zde v dalším jako ICP-MS (Inductively Coupled Plasma - Mas Spectrometry).

Příklad 1 (není postupem podle vynálezu)

Postup přípravy N-terc-butyl-N-l-diethylfosfono-2,2-dimethylpropy1-0-1-fenylethylhydroxylaminu (CH₃)₃C —N — 0 — CH(CH₃) (CH₃)₃C —CH — P!0) (OEti₂

Podle tohoto příkladu bylo použito 0,57 gramu bromidu mědňého CuBr (4 mmoly) a 1,25 gramu BIPY (8 mmolů) (molární poměr BIPY/CuBr = 2), které byly zavedeny do Schlenkovy trubice o objemu 100 mililitrů, vyčištěné argonem. Potom bylo přidáno 0,74 gramu (l-bromethyl)benzenu (4 mmoly) a 0,68 gramu 86 % DEPN (2 mmoly) rozpuštěného v 9 mililitrech bezvodého toluenu. Tato směs byla potom ponechána reagovat po dobu 48 hodin při teplotě místnosti za současného promíchávání. Tato reakční směs byla potom zfiltrována přes Celit. Filtrát byl promyt vodným 5% roztokem síranu mědi a potom vodou. Organická fáze byla usušena síranem hořečnatým, načež bylo použité rozpouštědlo odpařeno. Tímto způsobem byl získán zelenavý olej obsahující měď, který byl přečištěn chromatografickou metodou v koloně naplněné oxidem křemičitým za použití směsi pentanu a etheru v poměru 6/4 jako elučního činidla. Tímto způsobem bylo získáno 0,75 gramu N-terc-butyl-N-l-diethylfosfono-2,2dimethylpropyl-O-l-fenylethylhydroxylaminu (výtěžek 95%) ve formě dvou diastereoisomerů v poměru 64/36, což bylo stanoveno ze ³^P-spektra této surové směsi integrováním signálů v oblasti 23,16 a 24,36 ppm (I/II = 64/36).

Výsledky analýz j sou následuj ící:

Isomer I:

³¹P NMR (CDC1₃): δ 23,14 ^XH NMR (CDC1₃): δ 0,88 (t, J_H__H = 7,2 Hz, 3H),

1,27 (m, 21H), 1,55 (d, J_H__H = 6,6 Hz, 3H) (s, 9H),

3,40 (d, J_H__p = 26 Hz, 1H), 3,18 - 3,40 a

3,70 - 4,05 (m, 4H), 5,22 (q, J_H__H = 6,6 Hz, 1H),

7,24 - 7,47 (m, 5H).

¹³C NMR (CDC1₃): δ 16,23 (2d, J_c__p = 7 Hz, CH₃CH₂), 21,18 (s, CH₃CH), 28,19 (s, CH₃-C-CH),

30,63 (d, J_c__p = 7 Hz, CH₃-CN), • 4

4

35,33 (d, J_c__p = 6 Hz, C-CH-P),

58,58 (d, J_c__p = 7,5 Hz, C-CH₃),

61,4 (d, J_c__p = 7 Hz, CH₂-O),

70,06 (d, J_c__p = 138,5 Hz, CH-P),

78,36 (s, CH-O), 127,33 (s, CH Ar), 127,81 (s, CH Ar), 127,88 (s, CH Ar), 143,31 (s, CH Ar).

Analýza (C₂g H₃₇NO₄P):

vypočteno C 63,12 %, H 9,59 %, N 3,51 %.

nalezeno C 63,01 %, H 9,60 %, N 3,42 %.

Isomer II:

³¹P NMR (CDC1₃): δ 24,36

	1H NMR (CDC13)	: δ	0,82	(s, 9H),	1,22	(s, 9H),
1,29	(λ , Jh-h = * θ	Hz,	3H) ,	1,32 (t,	JH-H	= 7,0 Hz, 3H),
1,58	(d, JH-H = 6,7	Hz,	3H) ,	3,32 (d,	JH-P	= 26,2 Hz, IH),
3,9 -	• 4,2 a 4,3 - 4,	4 (,	m, 4H)	, 4,97 (q, Jpj	_H = 6,8 Hz, IH)
7,17	- 7,3 (m, 5H).

¹³C NMR (CDC1₃): δ 16,24 (d, J_c__p = 7,1 Hz, CH₃CH₂), 16,71 (d, J_c__p = 5,2 Hz, CH₃CH₂), 24,00 (s, CH₃CH),

28,50 (s, CH₃-C-CH), 30,12 (d, J_c__p = 5,7 Hz, CH₃-C-N), 35,37 (d, Jq_p ⁼ 5,8 Hz, C- Cjj_ _p) ,

58,80 (d, J_c__p = 7,4 Hz, CH₂-0), 61,10 (s, C-N),

61,56 (d, J_c__p = 6 Hz, CH₂-O),

69,84 (d, J_c__p = 138,4 Hz, CH-P), 85,23 (s, CH-O),

126,96 (s, CH Ar), 127,08 (s, CH Ar), 127,95 (s, CH Ar), 145,36 (s, C Ar).

Analýza (C₂-^H₃yNO4P) :

vypočteno C 63,12 %, H 9,59 %, N 3,51 %.

nalezeno C 63,05 %, H 9,51 %, N 3,50 %.

Příklad 2 (postup podle vynálezu)

Příprava N-terc-butyl-N-l-diethylfosfono-2,2• ·

-dimethylpropy1-O-1-fenylethylhydroxylaminu

Použití PMDETA místo BIPY: Podle tohoto postupu bylo použito 0,46 gramu CuBr (3,21 mmolu) a 1,11 gramu PMDETA (6,42 mmolu), které byly zavedeny do Schlenkovy trubice o objemu 100 mililitrů. Tato trubice byla vyčištěna postupným střídáním vakua a atmosféry argonu, načež bylo přidáno 0,59 gramu (1-bromethyl)benzenu (3,21 mmolu) a 1 gram 70 % DEPN (2,38 mmolu) zředěného v 10 mililitrech toluenu. Tato reakční směs byla potom ponechána reagovat po dobu 30 minut při teplotě místnosti za současného promíchávání. Takto získaná reakční směs byla zfiltrována přes Celit a filtrát byl potom promyt vodou (pětkrát 30 mililitry vody). Použité rozpouštědlo bylo odpařeno, přičemž tímto způsobem bylo získáno 0,98 gramu N-terc-butyl-N-l-diethylfosfono-2,2-dimethylpropyl-O-l-fenylethylhydroxylaminu ve formě bezbarvého oleje.

Čistota tohoto produktu, analyzovaného HPLC byla 97%. Výtěžek, se blížil 100%. Výsledky analýzy byly stejné jako v případě alkoxaminu získaného postupem podle příkladu 1.

Zbytkový obsah Cu byl menší než 10 ppm.

Příklad 3

Příprava 1-(2,2,6,6-tetramethylpiperidyloxy)-1-fenylethanu.

Reakce podle tohoto příkladu probíhala pod atmosférou dusíku.

Podle tohoto postupu bylo použito 10 mililitrů toluenu, 0,4 gramu mědi, 0,84 gramu CuBr a 1 gram PMDETA,

0 ·· ·0

které byly zavedeny do Schlenkovy trubice o objemu 100 mililitrů.

Tento roztok byl potom odplyněn za sníženého tlaku, načež bylo přidáno 10 mililitrů odplyněného toluenu obsahujícího 0,92 gramu TEMPO (0,0059 molu) a 1,1 gramu (l-bromethyl)benzenu (0,0059 molu).

Tento přídavek se projevil exotermickým průběhem reakce. Po 30 minutách bylo vymizení reakčních složek zjištěno metodou chromatografické analýzy v tenké vrstvě (TLC). Organický roztok byl odfiltrován a potom promýván vodou až do do dosažení bezbarvého stavu. Potom byl odpařen toluen, přičemž tímto způsobem bylo získáno 1,5 gramu 1-(2,2,6,6-tetramethylpiperidyloxy)-1-fenylethanu (výtěžek = 97 % ), jehož čistota byla zjišťována metodou a 73(3 NMR a porovnáním s literárními údaji.

Analýzou na obsah mědi metodou ICP-MS bylo zjištěno, že tento obsah mědi je menší než 10 ppm.

Příklady 4 (NIA), 5 (NIA) a 6 (podle vynálezu)

N-terc-butyl-N-l-diethylfosfono-2,2-dimethylpropyl-0-1-fenylethylhydroxylamin byl připraven podle tohoto příkladu postupem podobným postupu uvedenému v příkladu 2, s použitím různých ligandů L, přičemž popis postupu je patrný z dále uvedené Tabulky č. 1. V této tabulce jsou uvedeny rovněž i výsledky tohoto postupu. Příklady 4 (NIA) a 5 (NIA) nejsou postupy podle vynálezu

Příklad ♦ · • · · • · · ··· · · • · • ·· • · · · · · • · · · • 4 4·· ♦ · · · ···· ·· · (podle vynálezu)

Podle tohoto příkladu byla zopakována reakce mezi DEPN a (1-bromethyl)benzenem, přičemž bylo použito stejných podmínek jako jsou podmínky použité v příkladu 2, s tím rozdílem, že toluen byl nahražen CH2CI2 Reakce probíhala po dobu 5 minut, přičemž po proběhnutí toto reakce bylo zjištěno, že všechny reakční složky zreagovaly.

Po promytí produktu vodou bylo zjištěno, že N-terc-butyl-N-l-diethylfosfono-2,2-dimethylpropyl-O-l-fenylethylhydroxylamin byl získán s výtěžkem 91%. Obsah mědi byl menší než 10 ppm. Získané výsledky z tohoto příkladu jsou uvedeny rovněž v Tabulce č. 1.

·« ·« • · · · « · · • · ♦ • · · • · ··· ·

TABULKA 1

Př.	L	Rozpou- štědlo	L	ZX	Doba (min)	Výtě- žek	Cu (ppm)
Cu1	DEPN
4 (NIA)	BIPY	toluen	2	2	240	2	-
5 (NIA)	TPA	toluen	2	1,35	240	85	100
6	PMDETA	toluen	2	1	60	95	< 10
7	PMDETA	CH2 C12	1	1	5	91	< 10

Příklad 8 (podle vynálezu)

Příprava N-terc-butyl-N-l-diethylfosfono-2,2-dimethyl-propyl-0-1-fenylethylhydroxylaminu

Podle tohoto příkladu bylo zpracovávání provedeno za použití triethylammoniummravenčanového roztoku. Tento triethylammoniummravenčan byl připraven smícháním kyseliny mravenčí a triethylaminu v molárním poměru 1,5/1.

Při provádění postupu bylo použito 4,3 gramu 1-(bromethyl)benzenu (0,023 molu), 5,4 gramu 93 % DEPN (0,017 molu), 3,3 gramu CuBr (0,023 molu), 4,0 gramy PMDETA • 4

9 >

• · ·> · • ··

4* « β • 9 9 • «·« * »

999 99

9

9 • ·

9 ·

« · •

9

9999 (0,023 molu), 1,45 gramu měděného prášku (0,023 molu) a 50 gramů odplyněného toluenu, které byly zavedeny do reaktoru o objemu 250 mililitrů vyčištěného argonem. Tato reakční směs byla ponechána reagovat po dobu 3 hodin při teplotě 35 “C za současného promíchávání. Potom byla tato reakční směs zfiltrována přes Celit. Filtrát byl promyt 25 gramy vodného roztoku obsahujícího 40% hmotnostních triethylamoniummravenčanu a potom vodou (dvakrát po 25 gramech). Organická fáze byla odpařena ve vakuu, přičemž tímto způsobem bylo připraveno 6,1 gramu

N-terč-butyl-N-l-diethylfosfono-2,2-dimethylpropyl-0-1-fenylethylhydroxylaminu ve formě bezbarvého oleje (výtěžek = 90 %, čistota = 97 %).

Zbytkový obsah Cu 10 ppm.

Příklad 9

Příprava N-terc-butyl-N-l-diethylfosfono-2,2-dimethyl-propyl-0-1-methoxykarbonylethylhydroxylaminu

Podle tohoto příkladu bylo použito 115 gramů methylesteru kyseliny 2-brompropionové (0,687 molu), 200 gramů 91% DEPN (0,619 molu), 49,3 gramu CuBr (0,344 molu), 59,8 gramu PMDETA (0,344 molu), 43,6 gramu měděného prášku (0,687 molu) 800 mililitrů odplyněného toluenu, které byly zavedeny do reaktoru o objemu 2 litrů, který byl přečištěn argonem. Tato reakční směs byla ponechána reagovat po dobu 4 hodin při teplotě místnosti za současného promíchávání. Získaná reakční směs byla zfiltrována přes Celit. Filtrát byl promyt vodným roztokem obsahujícím 40% hmotnostních amoniummravenčanu (2 podíly po 500 mililitrech)a potom vodným roztokem 5% hydrogenuhličitanu draselného (jeden podíl 500 mililitrů). Organická fáze byla odpařena za použití vakua, přičemž tímto způsobem bylo připraveno 212 w !»

♦ 9 ► ♦ • · · • 9 • · · « • · · ·

• · · · ·· gramů N-terc-butyl-N-l-diethylfosfono-2,2-dimethylpropyl-0-1-methoxykarbonylethylhydroxylaminu ve formě slabě žlutého oleje (výtěžek = 90 %, čistota = 98 %). Obsah zbytkové Cu byl 10 ppm.

Claims (15)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob přípravy alkoxyaminů obecného vzorce I (γ1γ²Υ³Ο _χ

   N — 0 — 7 (γ4γ5γ6θΓ z nitroxidů obecného vzorce II:

   (Υΐγ2γ3_Ο)

   Ν —0· (Υ4γ5γθο / ve kterých :

   Y^· až Υ*³, které mohou být stejné nebo rozdílné, představují atom vodíku, lineární nebo rozvětvenou alkylovou skupinu obsahující 1 až 10 atomů uhlíku, cykloalkylovou skupinu obsahující 3 až 20 atomů uhlíku, atom halogenu, kyanoskupinu, fenylovou skupinu, hydroxyalkylovou skupinu obsahující 1 až 4 atomy uhlíku, dialkoxyfosfonylovou skupinu nebo difenoxyfosfonylovou skupinu, alkoxykarbonylovou skupinu nebo alkoxykarbonylalkylovou skupinu, nebo alternativně dvě nebo více skupin Y^x až Y° může být spojeno s atomem uhlíku, ke kterému jsou připojeny, za vzniku cyklických struktur, které mohou obsahovat jeden nebo více exocyklických funkčních skupin vybraných ze souboru zahrnujícího HO-, CH₃C(O)-, CH₃O-, H₂N-CH₃C(O)NH-, (CH₃)N₂-, nebo alternativně může obsahovat jeden nebo více exocyklických nebo endocyklických heteroatomů, jako .1 t

   ·« ··· f ·

   - 25 například O nebo N,

   Z je zbytek obecného vzorce:

   /W¹ — CÚ-W2 \w² ve kterém V , V a V , které mohou být stejné nebo rozdílné, představují atom vodíku, lineární nebo rozvětvenou alkylovou skupinu obsahující 1 až 10 atomů uhlíku, fenylovou skupinu, benzylovou skupinu, kyanoskupinu, cykloalkylovou skupinu obsahující 3 až 12 atomů uhlíku, zbytek obecného vzorce

   -(CH₂)_rC(0)0V⁴ ve kterém:

   V⁴ znamená lineární nebo rozvětvenou alkylovou skupinu obsahující 1 až 6 atomů uhlíku, a r j e 0 až 6, a X znamená atom chloru, bromu nebo jodu, vyznačující se tím, že se uvedený nitroxid obecného vzorce II uvede do reakce s halogenuhlovodíkovou sloučeninou

   ZX v organickém rozpouštědle nemísitelném s vodou v přítomnosti organokovového systému III:

   MA (L)n (III) ve kterém:

   M znamená kov, jako je například Cu, Ag nebo Au,

   A znamená atom halogenu, karboxylátovou skupinu nebo » · ο « «0 triflátovou skupinu,

   L znamená ligand pro kov M, a n je 1, 2 nebo 3, přičemž se postupuje podle schématu:

   (γΐγ2γ3ο \

   M A (L)n (γΊγ2γ3

   N — O* + ZX-->

   ! rozpouštědlo (γ4γ5γ6(;) (Y*Y®Y®C) (in ω + MXA (L)n , a postup se provádí podle následujících stupňů:

   (a) kovová sůl MA, ligand L, halogenuhlovodíková sloučenina ZX a nitroxid obecného vzorce II se společně smísí za míchání v organickém rozpouštědle při molárním poměru ZX/nitroxid obecného vzorce II pohybujícím se v rozmezí od 1 do 1,4, (b) toto reakční médium se udržuje za míchání na teplotě v rozmezí od 20 °C do 90 °C tak dlouho, dokud nitroxid obecného vzorce II úplně nezmizí, (c) organická fáze se oddělí a promyje se vodou, a potom (d) se oddělí alkoxaminová sloučenina obecného vzorce I odpařením organického rozpouštědla za sníženého tlaku, přičemž ligand L pro kom M v organokovovém systému obecného vzorce III je vybrán ze skupiny sloučenin reprezentovaných obecným vzorcem IV:

   R¹

   R⁵ I

   N — (CHzlp

   R³

   N (IV) • » · · 0 ve kterém:

   r7, R², a R⁴, které mohou být stejné nebo odlišné, představují atom vodíku, lineární nebo rozvětvenou alkylovou skupinu obsahující 1 až 10 uhlíkových atomů a ve výhodném provedení je tento počet atomů uhlíku 1 až 4, r5 znamená atom vodíku, lineární nebo rozvětvenou alkylovou skupinu obsahující 1 až 10 atomů uhlíku a ve výhodném provedení je tento počet atomů uhlíku 1 až 4, dále zbytek obecného vzorce í-chj_£

   N ve kterém:

   r6 a R² mají stejný význam jako R⁵, nebo alternativně přinejmenším dva ze substituentů R, r7 , R^ r3 , r4 _a r5 juq^qu foýt. společně spojeny a vytvořit kruh, m, p a q, které mají stejný nebo odlišný význam, znamenají celá čísla od 1 do 4, ve výhodném provedení znamenaj í 2, x má hodnotu v rozmezí od 0 do 4.
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že M znamená Cu.
3. 3. Způsob podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že A znamená atom bromu a X znamená atom chloru nebo atom bromu.
4. 4. Způsob podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že molární poměr ZX/nitroxid obecného vzorce II odpovídá 1.

   ♦· 99 99 99 9 ··* ·«* ·’««» i • * · 9 9 9 9

   99 9999 99 999
5. 5. Způsob podle některého z nároků 1 až 3, vyznačuj ící se tím, že kovová sůl MA je halogenid kovu M^A.
6. 6. Způsob podle nároku 5, vyznačující se tím, že halogenidem kovu M^A je CuBr.
7. 7. Způsob podle některého z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že molární poměr L/M^ se pohybuje v rozmezí od 1 do 5.
8. 8. Způsob podle nároku 7, vyznačující se tím, že molární poměr L/M^ se pohybuje v rozmezí od 1 do 2.
9. 9. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že organickým rozpouštědlem je aromatický uhlovodík nebo alkylchlorid.
10. 10. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, že aromatickým uhlovodíkem je toluen a alkylchloridem je methylenchlorid.
11. 11. Způsob podle některého z nároků 1 až 10, vyznačující se tím, že ligandem L je

    - tris[2-(dímethylamino)ethyl)amin:

    ch₂ch₂n(ch₃)₂ (ch₃)₂n-ch₂ch₂-n-ch₂ch₂-n(ch₃)₂,

    - Ν,Ν,Ν’,N’,N’’-pentamethyldiethylentriamin (PMDETA):

    • φ φφφ φ φφφ • · φ · φ ·

    0 9 * · » • » * Φ · · «ΦΦΦ φ Φ • · ΦΦΦ • · ΦΦΦΦ • « Φ Φ Β

    ΦΦ ΦΦΦΦ « ·

    Φ φ ί

    φ «φφ ch₃

    I (CH₃)₂-n-ch₂ch₂-n-ch₂ch₂-n(ch₃)₂,

    - Ν,Ν,Ν’,Ν’-tetramethylethylendiamin:

    (ch₃)₂-n-ch₂ch₂-n-ch₃)₂,

    - 1,1,4,7,10,10-hexamethyltriethylentetramin (HMTETA):

    ch₃ ch₃

    I I (^ch3)₂-ⁿ-^CH2^CH2-ⁿ-^CH2^CH2^N_CH2^CH2^N(^CH3)2’ cyklické polyaminy, jako například:

    - 1,4,7-trimethyl-l,4,7-triazacyklononan,

    - 1,5,9-trimethyl-l,5,9-triazacyklododekan,

    - 1,4,8,11-tetramethyl-l,4,8,ll-tetraazacyklotetradekan.
12. 12. Způsob podle nároku 11, vyznačující se tím, že ligandem L je Ν,Ν,Ν’,N’,N’’-pentamethyldiethylentriamin (PMDETA).
13. 13. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že voda použitá k promytí organické fáze obsahuje jednu nebo více solí vybraných ze skupiny zahrnující soli alkalických kovů, amonné a alkylamonné chloridové, mravenčanové nebo oxalátové soli.
14. 14. Způsob podle nároku 13, vyznačující se tím, že použitou solí je triethylamoniummravenčan.

    «· ·» · · · · * » ····· · · ·« « 4 • · · · · · « · ttt ·· .» · · · · · 49 · · 9

    A
15. 15. Způsob podle nároku 13, vyznačující se tím, že použitou solí je mravenčan amonný.