JP2011519991A - ラクトンの開環(共)重合用の新規な触媒システム - Google Patents
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Abstract
Description
一層好ましくは、下記から選択される三級アミンである:
− ジイソプロピルエチルアミン;
− スパルテイン;
− N,N−ジメチルシクロヘキシルアミン;
− N,N,N”N”−テトラメチル−1,2−シクロヘキサンジアミン;及び
− 4−ジメチルアミノピリジン。
R1及びR2は、任意で置換されていてもよいアルキル、ハロアルキル又はアリール基を表し;
R’1及びR’2は、アリーレン、アルキレン、シクロアルキレン基を表し、これらのすべての基は、任意で置換されてもよく;
R3及びR4は、独立に、水素原子又はアルキル基を表し、優先的に、R3及びR4は、独立に、水素原子又はメチル基を表し、そして非常に優先的にR3及びR4は、水素原子を表す)。
− これらの触媒システムは、容易に利用できて安価であり;
− これらのスルホンアミドは、容易に高収率で合成され;
− これらのスルホンアミドは、様々な構造を有し、それは、多くの異なる触媒システムを構想することを可能にし;
− これらのスルホンアミドは、空気中で、周囲温度で安定である構造を有し;
− 得られるポリマーの質量分布は、非常に狭く;本発明により得られる多分散性インデックスは、実際、1.05〜1.20であり;
− これらのスルホンアミドにより触媒される開環(共)重合は、再現性があり;
− これらのスルホンアミドにより触媒される開環(共)重合は、ジクロロメタン、トルエン又はテトラヒドロフランなどの様々な溶媒中で実施することができる。
これらの生成物は、当業者に公知の下記の標準的方法に従って特性決定された。
第一のファミリーは、1つ又は2つの塩化スルホニル官能基を含む基幹から得られ、これには、選択されたアミンがグラフトされる。空気中で及び周囲温度で安定であるこれらの触媒は、十分に特性表示された(1H、13C NMR、MS、元素分析、融点)。
NMR1H(CDCl3,300MHz):δ7.03(s,1H,NH);7.23−7.31(m,3H,CH);7.39−7.43(m,2H,CH);7.58−7.63(m,2H,CH);7.68−7.73(m,1H,CH);7.96(d,3J=7.7Hz,2H,CH)ppm;13C(CDCl3,75MHz):δ121.7(CH);125.5(CH);127.3(CH);129.1(CH);129.4(CH);133.1(CH);136.4(C),138.96(C)ppm;MS(EI):233[M]+;元素分析:(C12H11NO2S)についての計算値C61.78%,H4.75%,N6.00%、測定値C61.86%,H4.50%,N5.97%.融点:110.5−112.0℃。
NMR1H(CDCl3,300MHz):δ0.90(t,3J=7.2Hz,3H,CH3);1.36−1.48(m,2H,CH2);1.75−1.86(m,2H,CH2);3.06−3.12(m,2H,CH2);6.31(s,1H,NH);7.15−7.21(m,3H,CH);7.32−7.38(m,2H,CH)ppm;13C(CDCl3,75MHz):δ13.4(CH3);21.3(CH2);25.2(CH2);51.1(CH2);120.3(CH);124.8(CH);129.5(CH);137.1(C)ppm;MS(EI):213[M]+;元素分析:(C10H15NO2S)についての計算値C56.31%,H7.09%,N6.57%、測定値C55.72%,H7.27%,N6.42%。
NMR1H(CD3OD,300MHz):δ6.97−7.21(m,10H,CH);7.55(t,3J=7.8Hz,1H,CH);7.86(dd,2H,4J=1.5Hz及び3J=7.8Hz,2H,CH);8.16(t,4J=1.5Hz,1H,CH)ppm;13C(CD3OD,75MHz):δ122.6(CH);126.2(CH);127.0(CH);130.3(CH);131.0(CH);132.0(CH);138.3(C);142.3(C)ppm;MS(EI):388[M]+;元素分析:(C18H14N2O4S2)についての計算値C55.65%,H5.15%,N7.21%、測定値C56.13%,H3.82%,N7.21%;融点:157℃。
NMR1H(CDCl3,300MHz):δ2.36−2.41(qt,3J=7.2Hz,2H,CH2);3.27−3.32(t,3J=7.2Hz,4H,CH2);7.04(s,2H,NH);7.18−7.23(m,4H,CH);7.27(m,2H,CH);7.35(m,4H,CH)ppm;13C(CDCl3,75MHz):δ18.1(CH2);48.8(CH2);121.2(CH);125.7(CH);129.8(CH);136.4(C)ppm;MS(EI):354[M]+;元素分析:(C15H18N2O4S2)についての計算値C50.83%,H5.12%,N7.90%.測定値C51.01%,H4.74%,N7.85%、融点:129.8−131.6℃。
NMR1H(CD3OD,300MHz):δ7.58(s,4H,CH);7.60(s,2H,CH);7.74(t,1H,3J=1.7Hz,CH);8.03(dd,4J=1.7Hz,3J=7.7Hz,2H,CH);8.21(t,3J=7.7Hz,1H,CH)ppm;13C(CD3OD,75MHz):δ118.7(q,JCF=3.9Hz,CH);120.9(q,JCF=3.5Hz,CH);124.2(q,JCF=271.6Hz,CF3);126.6(C);132.1(CH);132.5(CH);133.9(q,JCF=33.7Hz,C);140.6(C);142.2(C)ppm;19F(CD3OD,280MHz):δ-63.2ppm;MS(CI):678[M+NH4]+;元素分析:(C22H12F12N2O4S2)についての計算値C40.01%,H1.83%,N4.24%、測定値C40.38%,H1.26%,N4.19%;融点:159.0−159.6℃。
NMR1H(CDCl3,300MHz):δ2.00(s,12H,CH3);2.25(s,6H,CH3);6.71(s,2H,NH);6.84(s,4H,CH);7.51(t,3J=7.8Hz,1H,CH);7.80−7.83(q,4J=1.7Hz,3J=7.8Hz,2H,CH);8.58(t,4J=1.7Hz,1H,CH)ppm;13C(CDCl3,75MHz):δ18.7(CH3);20.9(CH3);125.8(CH);129.3(C);129.7(CH);130.0(CH);131.1(CH);137.5(C);138.1(C);142.6(C)ppm;MS(EI):233[M]+;元素分析:(C24H28N2O4S2)についての計算値C60.99%,H5.97%,N5.93%、測定値C60.90%,H5.91%,N5.85%、融点:197.9−199.5℃。
スルホンアミドの第二のファミリーは、無水トリフルオロメタンスルホン酸との反応によって、アミンから合成することもできた。
NMR1H(CDCl3,300MHz):δ0.95−1.00(t,3J=7.1Hz,3H,CH3);1.58−1.70(m,2H,CH2);3.25−3.30(t,3J=7.4Hz,2H,CH2);4.89(brs,1H,NH)ppm;19F(CDCl3,280MHz):δ−77.4ppm;MS(EI):191[M]+,162[M−C2H5]+。
NMR1H(CDCl3,300MHz):δ7.19−7.28(m,3H,CH);7.31−7.36(m,2H,CH);6.63(brs,1H,NH)ppm;19F(CDCl3,280MHz):δ−75.2ppm;MS(EI):225[M]+。
NMR1H((CD3)2CO),300MHz):δ1.37−1.41(m,2H,CH);1.67−1.71(m,2H,CH);1.77−1.81(m,2H,CH);2.11−2.15(m,2H,CH);3.34(m,2H,CH);7.98(brs,2H,NH)ppm;13C((CD3)2CO),75MHz):δ24.3(CH2);33.2(CH2);58.8(CH);115−128(q,JCF=320.5Hz,CF3);19F((CD3)2CO),280MHz):δ−77.5ppm;MS(EI):378[M]+,245[M−SO2CF3]+;融点:184.5−185.5℃。
NMR1H(C6D6,300MHz):δ2.28(s,4H,CH2);4.00(brs,2H,NH);13C(C6D6,75MHz):δ43.4(CH2);117−122(q,JCF=321.5Hz,CF3);19F(C6D6,280MHz):δ−77ppm;MS(CI):342(M+NH4 +);元素分析:(C4H6F6N2O4S2)についての計算値C14.8%,H1.87%,N8.64%.測定値C14.6%,H1.90%,N8.5%第一試験及びC40.48%,H2.36%,N5.83%第二試験。融点:115−116℃。
NMR1H(CDCl3,300MHz):δ4.79(s,2H,CH);5.87(brs,2H,NH);6.97−7.00(m,4H,CH);7.27(m,6H,CH)ppm;19F(CDCl3,280MHz):δ−77.3ppm;MS(EI):元素分析:(C16H14F6N2O4S2)についての計算値C40.34%,H2.96%,N5.88%、測定値C40.43%,H2.36%,N5.82%;融点:213−215℃。
1当量の1,3−ジスルホニルベンゼンクロリド(5g、18mモル)を、50mlのTHF中の1当量のピリジン(1.47mL、18mモル)と1当量のN−メチルアニリン(1.97mL、18mモル)に導入する。周囲温度で2時間撹拌後、1当量のアニリン(1.66mL、18mモル)と1当量のピリジン(1.47mL、18mモル)を加える。この混合物を、一晩、周囲温度で撹拌する。溶媒を真空下で蒸発させる。得られた粗生成物をCH2Cl2に溶解させ、0.1N HCl溶液で洗ってから、水で洗い、硫酸ナトリウム上で乾燥させ、濾過して、蒸発させる。得られた固体(非メチル化/モノメチル化/ジメチル化混合物0.33/1/0.33)をシリカゲル上でのクロマトグラフィーにより精製する(溶離剤CH2Cl2/MeOH95/5)。モノメチル化スルホンアミド12が、白色固体の形態で収率50%で得られる。
アルゴン大気下で、1.1当量のNaH(206mg、8.6mモル、ペンタンで3回洗浄により油除去)を、100mLの乾燥ジエチルエーテル中の1当量のジスルホンアミド4(2.75g、7.8mモル)の溶液に加える。周囲温度で30分間の撹拌後に、1当量のメチルトリフラート(880μL、7.8mモル)を加える。この反応媒質を周囲温度で一晩撹拌してから、溶媒を蒸発させる。粗生成物をCH2Cl2に再溶解させ、1N HCl溶液で2回洗ってから、飽和塩溶液で洗い、硫酸ナトリウム上で乾燥させ、濾過して、再蒸発させる。得られた固体(非メチル化/モノメチル化/ジメチル化混合物0.4/0.2/0.4)をシリカゲル上でのクロマトグラフィーにより精製する(溶離剤CH2Cl2/MeOH95/5)。スルホンアミド13が、白色粉末の形態で、収率12%で単離される。
調製した触媒を、D,L−ラクチド(又はL−ラクチド)の開環重合(ROP)において、次の種々の塩基と組み合わせて、試験した:4−ジメチルアミノピリジン(DMAP)、スパルテイン、ジイソプロピルエチルアミン(DIEA)、N,N-ジメチルシクロヘキシルアミン(Me2NCy)、N,N,N”,N”−テトラメチル−1,2−シクロヘキサンジアミン((Me2N)2Cy)。
ラクチド(500mg、10当量、3.47mモル)、実施例3の触媒(134mg、1当量、0.347mモル)及びDMAP(42mg、1当量、0.347mモル)を、シュレンク管内で、アルゴン下で、3.5mLの無水ジクロロメタンに溶解させる。ペンタノール(38μL、1当量、0.347mモル)を加えて、反応媒質を26℃で撹拌する。ラクチドのポリマーへの転化を、溶液のアリコートを定期的に採取して、濃縮し、CDCl3に再溶解させて、1H NMRによりチェックすることによりモニターする。
Claims (24)
- ラクトンの開環(共)重合用触媒システムとして塩基と組み合わせたスルホンアミドの利用。
- ジラクトンの(共)重合のための、請求項1に記載の利用。
- ラクチド及び/又はグリコリドの共重合のための、請求項1に記載の利用。
- ラクチドの重合のための、請求項3に記載の利用。
- 前記の塩基が三級アミンである、請求項1〜4の一つに記載の利用。
- 前記の塩基が、下記から選択される三級アミンである、請求項5に記載の利用:
− ジイソプロピルエチルアミン;
− スパルテイン;
− N,N−ジメチルシクロヘキシルアミン;
− N,N,N”N”−テトラメチル−1,2−シクロヘキサンジアミン;及び
− 4−ジメチルアミノピリジン。 - 前記のスルホンアミドが、モノスルホンアミドである、請求項1〜6の一つに記載の利用。
- R1及びR2が、独立に、フェニル、アルキル又はハロアルキル基を表す、請求項8に記載の利用。
- 前記のスルホンアミドが、ビスルホンアミドであることを特徴とする、請求項1〜6の一つに記載の利用。
- R3及びR4が、独立に、水素原子又はメチル基を表す、請求項12に記載の利用。
- R3及びR4が、水素原子をあらわす、請求項12又は13に記載の利用。
- R1及びR2が、任意で置換されていてもよいフェニル基、アルキル又はハロアルキルを表し;R’1が、任意でフェニル基により置換されたシクロアルキレン、アルキレン基を表し;R’2が、アルキレン又はフェニレン基を表す、請求項12〜14の一つに記載の利用。
- R1及びR2が、アルキル、トリフルオロメチル又は任意でメチル若しくはトリフルオロメチルにより置換されたフェニル基を表す、請求項12〜15の一つに記載の利用。
- 塩基が、4−ジメチルアミノピリジンである、請求項1〜18の一つに記載の利用。
- 請求項1〜19の一つに記載の、塩基と組み合わせてのスルホンアミドの触媒としての利用を含むことを特徴とする開環(共)重合方法。
- (共)重合用溶媒を、0〜250℃の温度で、数分〜300時間の間にわたり利用することを特徴とする、請求項21に記載の方法。
- (共)重合用溶媒を、周囲温度〜150℃の温度で、1〜72時間の間にわたり利用することを特徴とする、請求項22に記載の方法。
- ラクチド及び/又はグリコリドをモノマーとして使用する、請求項22に記載の方法。
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