TW200946448A - Stabilization of hydroxylamine containing solutions and method for their preparation - Google Patents

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200946448 • 九、發明說明 • 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關含羥基胺之經安定的組成物及其製備方 . 法。更詳言之，本發明係有關使用醯胺肟以安定羥基胺化 合物以對抗非所欲的分解之用途。 【先前技術】 0 羥基胺水溶液廣泛地用於化學合成，但是其不安定性 大幅地限制其於需要貯存的情況和要求產物純度的反應之 用途。當含羥基胺的水溶液是由離子交換技術製得時，此 溶液之不安定性的問題特別嚴重。 最近十年，有二個涉及羥基胺自由鹼之製造過程的例 子，由於存在有未經安定的羥基胺，因而發生慘痛的爆炸 ，導致生命的損失。參見圖1。 自從Lee將羥基胺導入半導體清潔過程中（參見，例 φ 如，美國專利5,279,77 1和美國專利5,3 34,3 3 2)，目前羥 基胺自由鹼之用途已延伸至半導體製程中之化學機械平坦 化技術。 美國專利 7,172,744; 7,105,078; 7,045,655; 7,029,557 ； 6,942,762 ； 6,908,956 ； 6,867,327 ； 6,758,990 ；6,534,681 ； 6,524,545 ； 6,153,799 ； 5,906,805 ； 5,872,295 ； 5,837,107 ； 5,808,150 ； 5,783,161 ； 4,778,669 ;4,645,579 ； 4,634,584 ； 4,629,613 ; 4,601,800 ；

4,576,804; 4,551，318等等已揭示由德國BASF 200946448

Aktiengesellschaft自1 98 0年代中期發展出或掌握之羥基 胺自由鹼的製備和安定方法。 WO 2005016817 揭示由日本 Showa Denko K.K 發展出 之羥基胺自由鹼的製備方法。其他參考文獻列舉數種羥基 胺自由鹼製造過程中所用的安定劑。安定劑可爲已知的安 定劑，例如WO 20050 1 68 1 7第19-21頁所揭示者，包含 下列：8-羥基喹啉；iV-羥基乙基乙二胺三乙酸； 甘胺酸；乙二胺四乙酸；順式-1,2-二胺基環己烷-四乙酸；反式-1,2-二胺基環己烷四 乙酸；二（2-羥基苄基）乙二胺-兄ΛΤ-二乙酸；JV-羥基 乙基亞胺基二乙酸；AT,AT-二羥基乙基甘胺酸；二伸乙基 三胺五乙酸；伸乙基二（氧基伸乙基氮基）四乙酸；二伸己 基三胺五乙酸；伸己基二胺四乙酸；三伸乙基四胺六乙酸 :三（2-胺基乙基）胺六乙酸；亞胺基二乙酸；聚伸乙基亞 胺；聚伸丙基亞胺；〇-胺基喹啉；1,10-菲繞啉；5-甲基-1，1〇_菲繞啉；5-氯-1，10-菲繞啉；5-苯基-1,10-菲繞啉； 羥基蒽醌；8-羥基喹啉-5-磺酸；8·羥基甲基唾啉；锍基乙 酸；巯基丙酸；1-胺基-2-巯基-丙酸；2,2-二吡啶基；4,4-二甲基-2,2-二吡啶基；硫代硫酸銨；苯並三唑；黃酮；桑 黃素（morin);槲黃素（quercetin);棉子皮亭（gossypetin) ;刺槐亭（robinetin);木犀草素（luteolin);漆黃素 (fisetin):芽菜素（apigenin);高良薑素（galangin);白楊 素（chry sin);黃酮醇；連苯三酚；羥基蒽醌；1,2-二羥基 蒽醌；1，4-二羥基蒽醌；1，2,4-三羥基蒽醌；1,5-二羥基蒽 -6- 200946448 醌；1,8-二羥基蒽醌；2,3-二羥基蒽醌；1，2,6-三羥基蒽醌 - ;1,2,7-三羥基蒽醌；1，2,5,8-四羥基蒽醌；1，2,4,5-S-五 羥基蒽醌；1，6-S-二羥基-3-甲基-6-甲氧基蒽醌；醌茜素 (quinalizarin);黃院（flavan); 2,3-二氫己稀-1，4-內醋；8-羥基喹哪啶（quinaldine); 6-甲基-S-羥基喹哪啶；5,8-二 羥基喹哪啶；花色苷（anthocyan);天竺葵色素 (pelargonidin);花青素（cyanidin):翠雀陡（delphinidin) Q ;苟藥素（paeonidin):矮牽牛素（petunidin);錦葵花素 (malvidin);兒茶酸；硫代硫酸鈉；氮基三乙酸；二硫化 雙（2-羥基乙基）；1，4-二锍基-2,3-丁二醇；硫胺素鹽酸鹽 ;兒茶酚；4-第三丁基兒茶酚；2,3-二羥基萘；2,3-二羥 基苯甲酸；2-羥基吡啶-JV-氧化物；1，2-二甲基-3-羥基吡 啶_4_酮；4-甲基吡啶氧化物；6-甲基吡啶-V-氧化物； 1-甲基-3-羥基吡啶-2-酮；2-锍基苯並噻唑；2-巯基環己 基噻唑；2-锍基-6-第三丁基環己基噻唑；2-锍基-4，S·二 〇 甲基噻唑啉；2-锍基噻唑啉；2-锍基-S-第三丁基噻唑啉； 二硫化四甲胺甲硫醯基；二硫化四正丁胺甲硫醯基；二硫 化二乙胺甲硫醯基；二硫化四苯胺甲硫醯基；二硫 化甲硫醯胺；硫脲；二苯基硫脲；二鄰甲苯基硫脲 ;伸乙基硫脲；硫代乙醯胺（thioacetamide) ; 2-硫尿嘧啶 :硫氰尿酸；硫代甲醯胺；硫代乙醯胺；硫代丙醯胺；硫 代苯甲醯胺；硫代菸醯胺；硫代乙醯替苯胺；硫代苯醯替 苯胺；1，3-二甲基硫脲；1，3-二乙基-2-硫脲；1-苯基-2-硫 脲；1，3-二苯基-2-硫脲；硫卡巴肼；胺基硫脲；4,4-二甲 200946448 基-3-胺基硫脲；2-锍基咪唑啉；2-乙內醯硫脲；3-硫尿唑 (thiourazole) ; 2-硫尿咪（thiouramil) ; 4-硫尿咪；疏基戊 醇（thiopentanol) ; 2-硫代巴比土酸（thiobarbituric acid); 硫氰尿酸；2-巯基喹啉（quinoline) ; 2-锍基-4H-3，1-苯並 噁嗪；2-毓基-4H-3，1-苯並噻嗪；硫代糖精；2-锍基苯並 咪唑；亞磷酸三甲酯；亞磷酸三乙酯；亞磷酸三苯酯；三 甲膦；三乙膦；和三苯膦。 順式-1，2-二胺基環己烷- ΑΛΑ,ΛΓ’,ΛΤ-四乙酸是一種常用 於市售的羥基胺自由鹼溶液之安定劑。

即使在50%羥基胺自由鹼中存在有需要量的安定劑， 因爲金屬雜質的存在，可能仍無法得到所欲之防止分解的 效果。當使用較高濃度的安定劑時，可能需要除去過量的 安定劑。 爲了證實目前經安定的羥基胺之分解的容易性，自 BASF取得羥基胺自由鹼（5 0%)溶液之市售的樣品。硏究證 實當羥基胺被微量金屬離子（例如氯化鐵形態的鐵（III))污 染時，羥基胺可容易地分解。此硏究的實驗步驟揭示於本 -8- 200946448 文中。 w 羥基胺自由鹼（50%)溶液的商業用途將金屬雜質導入 溶液中。因而，此將加速此系統中之羥基胺自由鹼的分解 ，特別是在含羥基胺自由鹼的清潔溶液運用於半導體製造 過程的情況，儘管羥基胺自由鹼（50%)溶液中之微量金屬 的濃度極低。羥基胺自由鹼（50%)溶液中之微量金屬的規 格通常是小於1〇 ppb。圖2 (Lee之美國專利案5,3 3 4,3 32 〇 的圖9的複製）顯示各種不同組成物之羥基胺的活性百分 比。L、N和R的組成係如下所示：（參見美國專利案 5,334,332 第 12 欄第 25-49 行）： 清潔組成物 羥基胺 (MM)Wt% 2-(2-胺基乙氧基)乙醇 水 1，2-二羥基苯 (兒茶酚 L 25% 50% 25% 0% N 20% 55% 20% 5% R 15% 70% 15% 0% 上述之溶液保持在室溫下達80天。組成物N，此群 組中最安定的組成物，含有螯合劑，兒茶酚，其於羥基胺 溶液中用作爲額外的安定劑。此確認了微量金屬已經藉由 與其他可能含有高含量金屬雜質之化合物混合而被導入組 成物中。在此情況中，導入金屬雜質的化學化合物是烷醇 胺。參見圖2。 使用兒茶酚於此種調配產物包括ACT和TOK之產物 調合物。 含羥基胺的溶液之有效的安定劑應至少實質上可溶於 -9- 200946448 水溶液中。半導體的清潔過程（包含，例如，CMP後清潔 過程）中所用的基材大部份包含除去金屬性蝕刻殘餘物的 步驟。此種金屬性污染物可加速含羥基胺的溶液之分解。 爲了安定羥基胺的降解，需要適當的錯合劑，有時稱爲螯 合劑。已經知道許多與金屬螯合的官能團，其中中心金屬 離子藉由配位而連結至同一分子內之二或多個非金屬原子 (配位體）。雜環性的環係藉由將中心金屬原子作爲各個環 的一部份而形成。當錯合物變得更溶於溶液時，其於清潔 過程產生作用。如果錯合的產物不溶於溶液，則其藉由在 金屬表面的上方形成不溶性膜而變成鈍化劑。目前使用中 之錯合劑，例如乙醇酸、乙醛酸、乳酸、和膦酸，是酸性 的，且易於攻擊金屬和金屬氧化物，例如銅和氧化銅，因 此減低其效率。 此情況對於目標是要製造只選擇金屬氧化物而不選擇 金屬本身之含安定的羥基胺之清潔溶液的調配人員而言是 一項問題，例如在涉及金屬（例如銅）的應用之情況。因此 ，仍然需要對金屬基材不具攻擊性，但是仍可有效地螯合 在半導體製造過程中產生的金屬離子殘餘物之錯合劑。此 種螯合劑亦可用作爲含羥基胺組成物之安定劑。 本發明即針對所述之問題。 【發明內容】 發明總論 於一方面，本發明係有關一種包含羥基胺和醯胺肟化 -10- 200946448 合物之水溶液，其中該醯胺肟化合物係以有效防止羥基胺 * 降解或安定羥基胺之量存在。於一例示的體系中，醯胺肟 化合物係由羥基胺和腈化合物的反應而製得。 於一例示的體系中，腈化合物係由親核性化合物與丙 烯腈或其他未飽和的腈之氰乙基化反應所衍生。所述之親 核性化合物可選自下列： (a) 含有一或多個-OH或-SH基團之化合物，例如水 〇 、醇類、苯酚類、肟類、硫化氫、和硫醇類； (b) 含有一或多個-NH-基團之化合物，例如氨、一級 和二級胺類、肼類、和醯胺類； (c) 具有與羰基相鄰的-CH-、-CH2-、或-CH3基團之 酮類或醛類；及 (d) 例如丙二酸酯、丙二醯胺和氰基乙醯胺之化合物 ，其中-CH-或-CH2-基團係位於-C02R、-CN、或-CONH-基 團之間。 〇 本發明之一方面亦是有關一種安定包括羥基胺的溶液 之方法，該方法包含於該溶液中添加至少一種由親核性化 合物與丙烯腈之氰乙基化反應所衍生的腈化合物之步驟。 須明白的是，以上之一般敘述和以下之詳細說明係作 爲範例和說明之用，且係用於進一步解釋本發明之請求專 利的內容。 發明之詳細說明 本發明之一體系是一種水性組成物，其包括羥基胺和 -11 - 200946448 醯胺肟化合物（即，含有一或多個醯胺肟官能性基團之化 · 合物），其中該醯胺肟化合物與金屬（或金屬氧化物）錯合 胃 以防止羥基胺降解及/或安定羥基胺。 於一特殊體系中，羥基胺是呈自由鹼形態。於另一體 系中，該自由鹼形態是50%的水溶液。 任意地，該含羥基胺組成物另外含有一或多種有機溶 劑。 於一體系中，該醯胺肟化合物藉由防止羥基胺分解或 q 減低羥基胺分解的速率而安定羥基胺。 任意地，組成物含有一或多種表面活性劑。 任意地，組成物含有一或多種額外的化合物，其含有 與金屬或金屬氧化物錯合或螯合之官能性基團。 任意地，組成物含有一或多種酸或鹸。 於一例示的體系中，組成物含有約0.1 %至約99.99% 羥基胺作爲自由鹼50%溶液，及約0.01 %至約99.9% —或 多種醯胺肟化合物（即，具有一或多個醯胺肟官能性基團 Q 之化合物）。 於一例示的體系中，醯胺肟化合物可與其他螯合性化 合物或具有可提供錯合或螯合功能的其他官能性基團之化 合物倂用，例如異羥肟酸、異羥硫肟酸（thiohydroxamic acid)、iV-羥基脲、羥基胺基甲酸酯及/或亞硝基-烷 基-羥基胺基團。 單一分子具有較多個醯胺肟官能性基團可能是有利的 ，因爲其可進行多螯結合。基於許多理由使得多螯結合是 -12- 200946448 有利的：例如’因爲多蝥配位體具有比單螯配位體更高的 * 結合常數。較高的結合常數可用於，例如，促進除去表面 之難以去除的殘餘物。 於一些體系中，使用單螯配位體於半導體製程是較佳 的，例如，因爲其容易合成。 於其他體系中，水和/或溶劑可溶性配位體是較佳的 〇 0 醯胺肟官能性基團係如下列化學式所示：

或其額。 於一特殊體系中，Ra和Rb各自獨立地爲氫、烷基、雜烷 基、烷基-芳基、或烷基-雜芳基基團。R是各自獨立地選 自烷基、烷基·芳基、或烷基-雜芳基基團。於這些體系中 ® ，醯胺肟螯合至金屬中心可能是較有利的，因爲與金屬中 心反應時，NRaRb可能損失一個質子’以致與金屬中心形 成一表面的共價鍵。 於另一體系中，NRaRb進一步經取代而形成如下 式所示之鹽： Λ -13- 200946448 可使用任何平衡離子。其範例包含，但不限於，氯離 子（C1·)、溴離子（Br·)、碘離子（Γ)、硫酸根離子（s〇42-)、 PF6或CIO4。Rc可爲氨 '院基、院基-芳基、或院基-雜 芳基基團。

Ra、Rb和/或Re可任意地結合以形成一或多個雜環性 的環。

本發明之醯胺肟化合物可以其互變異構體存在，如以 下示範體系所示者： NHOH -►

X R’、NHRa 主要或完全以此互變異構（或共振）的形態存在的化合物涵 蓋在本發明的範圍內。 於例示的體系中，本文所述之醯胺肟化合物包含下列 ❹ 40H ΝΟΗ ：<X^VxNRaRb R^^^NRaRbRc 9 其中R係如上所定義，且可任意地Ra、Rb和中之—或 多者連結以形成一或多個環。 於一例示的體系中，醯胺肟化合物具有如下式所示之 鹽形態，其中Aik是如下所定義之烷基基團，

化合物和其互變異構體： ΝΟΗ NOH 、NH2

R

NRaH -14- 200946448

N(Alk)3 於此體系中，三個烷基基團各自獨立地選擇。於一特 殊體系中，烷基基團是甲基或乙基。 於例示的體系中，R係如上所定義。烷基基團可爲直 鏈或支鏈，且其鏈中可含有未飽和鍵（例如烯和/或炔）。 〇 烷基基團可含有任何數量之碳和氫原子，且可任意地 經（但不限於）烷基、鹵基、芳基 '雜芳基、-OH、=0、 -NH2、=NH、-NHOH、=NOH、-OP〇(OH)2、-SH、=S 或 -S〇2OH所取代。雖然具有較少碳原子數的烷基基團更易 溶於極性溶劑（例如DMSO和水），但是具有較高碳原子數 的烷基基團具有其他有利的性質，例如表面活性劑的性質 。於一例示的體系中，烷基基團含有1至1〇個碳原子， φ 例如1至6個碳原子。於另一例示的體系中，烷基基團含 有10或更多個碳原子，例如12至24個碳原子。 烷基基團的範例包含，但不限於，甲基、乙基、正丙 基、第二丙基、環丙基、正丁基、第二丁基、第三丁基、 環丁基、戊基（支鏈或直鏈）、環戊基、己基（支鏈或直鏈） 、環己基、庚基（支鏈或直鏈）、環庚基、辛基（支鏈或直 鏈）、環辛基、壬基（支鏈或直鏈）、和癸基（支鏈或直鏈）。 含烷基基團之醯胺肟化合物的範例包含’但不限於： -15- 200946448

NOH 人

-16- 200946448

〇 範例另外包含帶有二或多個醯胺肟化合物之伸烷基、 烯基或炔基連結基（R)。於一例示的體系中，二-醯胺肟化 合物是： η2ν

ΝΟΗ

ΝΟΗ

其中R是伸烷基基團。適合的基團之範例包含伸甲基、伸 乙基、伸丙基、伸丁基等。如文中所定義，“烷基”乙辭涵 蓋伸烷基、伸烯基和伸炔基基團。 二-醯胺肟化合物的明確範例包含，但不限於：

二-醯胺肟化合物的製備將於實施例加以說明。 含炔基的醯胺肟化合物之一的明確範例係如下所示： -17- 200946448

NOH

NH2 如果烷基基團經=〇所取代，則該烷基基團可包括醛 、酮、羧酸或醯胺。於一特殊體系中，有可烯醇化的氨鄰 近=0、=NH或=NOH (即’在羰基的α位置有氫）。烷基基 團可包括下列官能團：-(CZd-CHJCZd-，其中Z!和Z2 是各自獨立地選自0、ΝΗ和NOH。此基團中之CH進一 步經氫或烷基基團所取代，或連接至醯胺肟官能性基團。 因此’附隨有醯胺肟基團之烷基基團可簡單地經，例 如’ 一或多個各自獨立選擇的鹵素（例如氟、氯、溴或碘） 所取代。於一體系中，鹵素係取代在烷基基團之與醯胺肟 基團正相反（g卩，對立）的末端。此可能，例如，提供表面 活性劑活性，特別地，例如，當鹵素是氟的情況。經鹵素 取代的烷基基團所取代之醯胺肟基團的一特殊範例如下所 不：

經取代在β位置的化合物可由立即可獲致的起始物輕 易合成出。 此類化合物的範例包含，但不限於： 200946448 Ο ΝΟΗ Ο ΝΟΗ Ο ΝΟΗ * Ο ΝΟΗ Ο ΝΟΗ Ο ΝΟΗ R〇/\'^^'NH2 Μβ〇/^^^^ΝΗ2 Εί〇/^^^^ΝΗ2

XX XX 1X hrn/^^^n^ η_/\^\Νη2 if ST 1Γ HEtN^^^^NHa MejN^ ^NHj

® ! X IF ffi X

其中I和R2是各自獨立選擇的烷基、芳基或雜芳基基團 或氫原子。 經取代的烷基醯胺肟分子之明確範例包含，但不限於 -19- 200946448

須明白的是，部份此類分子可以不同的異構物形態存

在。 例如：

不同的異構物可以碳-1 3 NMR加以區別。 於一例示的體系中，醯胺肟具有下列的結構：

^ΝΟΗ Rf NH2 其中“η”是1至Ν’且y是1至Υη;Ν是〇至3;Υη是0 至5。於此化式中，Ri是伸院基基團；Ry是各自獨立地 選自烷基、或雜烷基、院基-芳基和院基-雜芳基基團，或 與Rl結合以形成直接附隨有χη的雜環。亦可爲直接的 鍵，使得醯胺肟基團直接連接至一或多個雜原子。χη是 -20- 200946448 選自硼、氮、氧、矽、磷和硫之雜原子或雜原子的基團。 ' 各個雜原子或雜原子的基團及各個烷基基團係彼此各自獨 立地選擇。上述化式包含直接帶有烷基基團之醯胺肟基團 。烷基基團係經N個各自獨立選擇的雜原子或雜原子的 基團所取代。各個雜原子或雜原子的基團本身係經一或多 個各自獨立選擇的烷基基團或雜烷基基團所取代。 於一例示的體系中，X是氧。於此情況中，X可爲下 〇 列基團的一部份：醚基團（-0-)、酯（-0-(：0-)、-0-(：0-0-、-O-CO-NH-、-0-C0-NR2-、-0-CNH-、-O-CNH-O-、 -O-CNH-NH-、-O-CNH-NR2- ' -O-CNOH- ' -O-CNOH-O-、-O-CNOH-NH-或-0-CNOH-NR2-，其中R2係各自獨立地 選自烷基基團、雜烷基基團、芳基基團、烷基-芳基基團 、雜芳基基團和烷基-雜芳基基團。 於另一例示的體系中，X是氮原子。於此情況中，X 可爲下列基團的一部份：-NR2H、-NR2-、-NR2R3-(帶有 Ο 適當的平衡離子）、->11^11-、-：^11-0：0-、以112-(：0-、-：^11-CO-O- ' -NH-CO-NH- ' -NH-CO-NR2- ' -NR2-CO-NH- ' -NR2-CO-NR3- ' -NH-CNH- ' -NR2-CNH- ' -NH-CNH-O- ' -NH-CNH-NH-、-NH-CNH-NR2- ' -NR2-CNH-NH- ' -NR2-CNH-NR3- ' -NH-CNOH- > -NR2-CNOH- ' -NH-CNOH-O-、-NH-CNOH-NH-、_NH-CNOH-NR2-、-NR2-CNOH-NH-、-NR2-CNOH-NR3-。R2和R3是各自獨立選擇的烷基基團 、雜烷基基團、或雜芳基基團，其中該雜烷基基團和雜芳 基基團可未經取代’或經一或多個雜原子或雜原子的基圑 -21 - 200946448 所取代，或其本身可經另一雜烷基基團所取代。如果存在 有多於一個雜取代基，則該取代基是彼此各自獨立地選擇 ，除非其形成特定官能性基團（例如，醯胺基團）的一部份 〇 於另一例示的體系中，X是硼。 ，X ，x ❹ 於另一例示的體系中，X是磷。於一特殊體系中 是- OPO(OH)(OR2)基團或- 〇P〇(〇R2)(〇R3)基團。 於另一例示的體系中，X是硫。於一特殊體系中 是亞颯或碾。 雜烷基基團的特別範例包含，但不限於，氮雜環丁烷 (azetidine)、氧雜環丁烷（oxetane)、硫雜環丁烷（thietane) 、二硫雜環丁烷（dithietane)、二氫呋喃、四氫呋喃、二氫 噻吩、四氫噻吩、哌啶、吡咯啉、吡咯院、四氫吡喃、二 氫吡喃、硫雜環己烷（thiane)、哌嗪、噁嗪、二硫雜環己 院（dithiane)、二噁烷和嗎啉。這些環狀基團可直接連結 至醯胺目弓基圑’或可經由烷基基團而與醯胺肟基團連結。 雜院基基團可未經取代，或經一或多個雜原子或雜原 子的基團所取代’或其本身可經另一雜烷基基團所取代。 如果存在有多於一個雜取代基，則該取代基是彼此各自獨 AL地選擇’除非其形成特定官能性基團（例如，醯胺基團） 的一部份。該取代基之一或多者可爲鹵素原子（包含氟、 氯、溴或碘）、-OH、=〇、_nh2、=NH、-NHOH、=NOH 、-opo(oh)2、-SH、=s 或_8〇2〇11。於—體系中，該取代 基疋肟基圑（=N OH)。雜烷基基團本身亦可經一或多個醯 -22- 200946448 胺肟官能性基團所取代。 如果雜院基基團經=0所取代，則該雜烷基基團可包 括醒、酮、竣酸或醯胺。較佳地，有可烯醇化的氫鄰近 =0、=NH或=N〇H (即’在羰基的以立置有氫）。雜烷基基 團可包括下列官能團：-(CZi )-CH-(CZ2)-，其中Zi和z2 是各自獨立地選自0、ΝΗ和NOH。此基團中之CH進一 步經氫或烷基基團或雜烷基基團所取代，或連接至醯胺肟 〇 官能性基團。 胺是可用於本發明之各式各樣的官能性基團，部份理 由是其容易製造。例如’使用丙烯腈，如下文所述，可以 合成出多種官能化的胺。 特殊的體系包含，但不限於：

其中Ra和Rb是各自獨立選擇的氫、烷基、雜烷基、芳基 -23- 200946448 、雜芳基、烷基-芳基、或烷基-雜芳基基團。 R本身可爲伸烷基基團或雜原子或雜原子的基團。該 雜原子可未經取代，或經一或多個烷基基團所取代。 R可爲芳基基團。“芳基”乙辭意指含有芳族環之基團 。芳基取代基的一特殊範例是苯基基團。 芳基基團可未經取代。帶有未經取代的芳基之醯胺肟 的一明確範例是：

芳基基團亦可經一或多個烷基基團、雜烷基基團或雜 原子取代基所取代。如果存在有多於一個取代基，則該取 代基是彼此各自獨立地選擇。 含有雜烷基基團之醯胺肟的明確範例包含：

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雜原子取代基之一或多者可爲，例如，齒素原子（包 含氟、氯、溴或碘）、-OH、=0、-NH2、=NH、-NHOH、 = NOH、-OPO(OH)2、-SH、=S 或-S Ο 2 Ο H。於一特殊體系 中，該取代基是肟基團（ = NOH)。 © 經取代的芳基醯胺肟分子的明確範例包含：

R亦可爲雜芳基。雜芳基乙辭意指其芳族環中含有一或多 -25- 200946448 個雜原子之芳基基團。所述之一或多個雜原子是各自獨立 地選自，例如，硼、氮、氧、矽、磷和硫。雜芳基基團的 範例包含’但不限於’吡咯、呋喃、噻吩、吡啶、三聚氰 醯胺、卩比喃、硫雜環己二稀（thiine)、二嚷和噻曉。 雜芳基基團可未經取代。未經取代的雜芳基醯胺肟化 合物的一明確範例是：

須明白的是，該雜芳基基團可經由其雜原子而連接至 酸胺西基團，例如（下列分子帶有平衡陰離子）：

雜芳基基團可經一或多個烷基基團、雜烷基基團或雜原子 取代基所取代。如果存在有多於—個取代基，則該取代基 是彼此各自獨立地選擇》 雜原子取代基之一或多者可爲，例如，鹵素原子（包 含氟、氯、溴或碘）、-OH、=〇、.nh2、=NH、-NHOH、 = NOH、-0P0(0H)2、_SH、=s *_8〇2〇Η。該一或多個烷 基基團是如上所定義之烷基基團，該一或多個雜烷基基團 200946448 是如上所定義之雜烷基基團。 烷基-芳基基團係涵蓋在芳基乙辭的範圍內。“烷基-芳基”乙辭意指帶有（bp，直接連結至）烷基（即，伸烷基基 團）之醯胺肟基團。該烷基基團本身接著經芳基基團所取 代。同樣地，烷基-雜芳基基團係涵蓋在雜芳基乙辭的範 圍內。 未經取代的烷基-芳基醯胺肟化合物之明確範例是：

或者，烷基基團和芳基/雜烷基基團之一或二者可經 取代。如果烷基基團是經取代的，則其可經一或多個雜原 子或含雜原子的基團所取代。如果芳基/雜烷基基團是經 取代的’則其可經一或多個烷基基團、雜烷基基團或雜原 ® 子取代基所取代。如果存在有多於一個取代基，則該取代 基是彼此各自獨立地選擇。 雜原子取代基之一或多者可爲，例如，鹵素原子（包 含氣、氯、漠或碘）、-〇Η、=〇、_ΝΗ2、=Νη、_νη〇η、 ' _〇p〇(〇Hh ' _SH、=s 或·s〇2〇h。於—體系中， 取代基是膀基團（=NOH)。該烷基基團本身亦可經一或多 個醯胺肟官能性基團所取代。 如果院基基團經=〇所取代，則該烷基基團可包括醛 嗣竣酸或酸胺。較佳地，有可烯醇化的氫鄰近=〇、 -27- 200946448 =NH或=NOH (即，在羰基的α位置有氫）。烷基基團可包 括下列官能團：-(CZO-CIMCZa)- ’其中Ζ!和Ζ2是各自 獨立地選自〇、ΝΗ和ΝΟΗ。此基團中之CH進一步經氫 或烷基基團或雜烷基基團所取代，或連接至醯胺肟官能性 基團。 雜烷基-芳基基團亦涵蓋在芳基乙辭的範圍內。“雜烷 基-芳基”乙辭意指帶有（即，直接連結至）雜烷基基團之醯 胺肟基團。該雜烷基基團本身接著經芳基基團所取代。同 樣地，雜烷基-芳基基團亦涵蓋在雜芳基乙辭的範圍內。 雜烷基基團可爲如上所定義之任何烷基基團。芳基/ 雜芳基基團亦可爲如上所定義之任何芳基基團。 雜烷基基團和芳基/雜芳基基團二者均可未經取代。 或者，雜烷基基團和芳基/雜芳基基團中之一或二者可經 取代。如果雜烷基基團是經取代的，則其可經一或多個雜 原子或含雜原子的基團所取代。如果芳基/雜芳基基團是 經取代的’則其可經一或多個烷基基團、雜烷基基團或雜 原子取代基所取代。如果存在有多於一個取代基，則該取 代基是彼此各自獨立地選擇。 雜原子取代基之一或多者可爲，例如，鹵素原子（包 含氣、.氯、溴或拂）、-ΟΗ、=〇、-νη2、=ΝΗ、-ΝΗΟΗ、 = ΝΟΗ、-ΟΡΟ(ΟΗ)2、-SH ' =S 或·8〇2〇η。於一例示的體 系中’該取代基是勝基團（ = N〇H)。該烷基基團本身亦可 經一或多個醯胺肟官能性基團所取丨戈。 如果雜烷基基團經=0所取代，則該雜烷基基團可包 -28- 200946448 括醛、酮、羧酸或醯胺。較佳地，有可烯醇化的氫鄰近 ^ =〇、=NH或=NOH (即，在羰基的α位置有氫）。雜烷基基 團可包括下列官能團：-(CZJ-CH^CZO-，其中Z!和Z2 是各自獨立地選自〇、NH和N0H。此基團中之CH進一 步經氫或烷基基團或雜烷基基團所取代，或連接至醯胺肟 官能性基團。 所有類型的R基團之較佳取代基是四價氮。換言之， 〇 任何上述基團均可經-NRaRbRe所取代，其中Ra至R。是各 自獨立選擇之文中所定義的R基團。於一體系中，Ra至 Rc是具有1至6個碳原子之未經取代的飽和烷基基團。 例如’ Ra至Re之一或多者（例如全部）是甲基和/或乙基。 關於此取代基，四價氮較佳是經取代在與醯胺肟基團正相 反的位置上。例如，如果R是式（CH2)n所示之直鏈未經取 代的飽和烷基基圑，則該四價氮是位於烷基基團之一端， 而醯胺肟基團係位於另一端。於此體系中，η較佳是1、2 參 ' 3、4、5 或 6。 於一例示的體系中，本發明提供一種只含有一個醯胺 肟官能性基團之醯胺肟分子。於另一體系中，本發明提供 一種含有二或多個醯胺肟官能性基團之醯胺肟分子。事實 上，單一個分子可含有許多個官能性基團，例如，當聚合 物具有重覆單元’且該重覆單元帶有附隨的醯胺肟官能性 基團之情況。含有多於一個醯胺肟官能性基團之醯胺肟化 合物的範例已揭示於上文之整個說明書中。 醯胺肟可輕易地由含腈分子製得，如下所述： -29- 200946448

通常，製備含有Ra = Rb = Η的分子時，可使用羥基胺。 如果在所欲的醯胺肟中，Ra和Rb中之一或二者不是氫， 則醯胺肟可使用對應的羥基胺而製備，或其一旦形成後再 與該醯胺肟反應而製得。例如，可能以醯胺肟的分子內反 應的方式進行反應。 因此，含有多於一個醯胺肟官能性基團之醯胺肟分子 可輕易地由具有多於一個腈基團的前驅物製得。已經以此 方法合成出之具有二個醢胺肟官能性基團之明確的醯胺肟 分子包含：

形成本發明的醯胺肟之腈前驅物的方法之一範例是離 去基與親核性基團之親核性取代反應。親核性基團已爲熟 悉此項技術人士所習知，參見，例如，Peter Sykes之the Guidebook to Mechanism in Organic Chemistry。適合的親 核性基團之範例是帶有-〇H、-SH ' -NH或適合的CH-基團 之分子，例如具有低pKa (例如，低於約15)者。對於OH 200946448 、SH和ΝΗ-，在用作爲親核性基團之前，任意地除去氫 一 ，以增加其親核性。對於CH-，通常以適合的鹼除去氫， 以使所得的陰離子可用作爲親核性基團。 離去基是熟悉此項技術人士所習知者。參見，例如， Peter Sykes 之 the Guidebook to Mechanism in Organic

Chemistry。適合的離去基之範例包含鹵素（例如，Cl、Br 、I)、Ο-甲苯磺酸基、Ο-甲磺酸基和其他熟悉此項技術人 〇 士所習知的離去基。其作爲離去基的能力可藉由添加酸（ 質子酸或路易士酸）而增強。 於一體系中，腈可根據下列而製備：

/CN ffupy 此範例中，R3係各自獨立地選自伸烷基、伸雜烷基 φ 、伸芳基、伸雜芳基、伸烷基-雜芳基、或伸烷基-芳基基 團。Rn係各自獨立地選自氫、烷基、雜烷基、芳基、雜 芳基、烷基-雜芳基、或烷基-芳基基團。X可爲選自0、S 、N、和適合的C之任何親核性基團。N是1至3〇Y是 離去基。 當XH = ΟΗ時，ΟΗ可爲醇基團或可爲，例如，半縮 醛或羧酸基團的一部份。 當X = ΝΗ-時，ΝΗ可爲一級或二級胺（即ΝΗ2或 NHR5)、NH-CO-、NH-CNH-、NH-CH0H-或-NHNR5R6 (其 中R5和r6是各自獨立選擇的烷基、雜烷基、芳基、雜芳 200946448 基或烷基-芳基）的一部份。 當XH = CH-時’可形成安定的陰離子。XH可選自（ 但不限於）-CHCO-R5、-CHCOOH、-CHCN、-CHC〇-〇R5 ' -CHCO-NR5R6 ' -CHCNH-R5 ' -CHCNH-OR5 ' -CHCNH- nr5r6、-chcnoh-r5、-chcnoh-or5 和-chcnoh-nr5r6 o 於一特殊的範例中，親核性基團是：

其中115和r6是各自獨立選擇的烷基、雜烷基、芳基、雜 芳基或烷基-芳基、或可任意經任何上述的基團所取代的 雜原子。於一例示的體系中，R5和R6中之一或二者是氧 或氮原子，而其任意地各自獨立地經烷基、雜烷基、芳基 、雜芳基、烷基-雜芳基或烷基-芳基基團所取代，例如：

化合物亦可由任何類型的親核性反應使用任何上述的親核 性基團而製得。 於一例示的體系中，下列反應係用於製造醯胺肟化合 物的腈前驅物： -32- 200946448 cn

(Rn)NXH (RiJnX

OH NR«Rb 於此範例中，X帶有N個各自獨立選擇的取代基，其中N 是如上所定義。各個Rn是各自獨立地選自氫、烷基、雜 烷基 '芳基、雜芳基和院基芳基’如上所定義。X是親核 © 性基團。丙烯腈可根據所欲地被取代。 例如，丙嫌腈可如下式所示：

其中r4、R5和R6是各自獨立地選自氫、雜原子、雜基團 、烷基、雜烷基、芳基、烷基-芳基、烷基-雜芳基和雜芳 基。 本發明亦有關用於半導體製程之醯胺肟化合物，而其 係任意地藉由將親核性基團加成至未經取代的或經取代的 丙嫌腈而製備。一旦發生丙烯腈的親核性加成反應，可使 用熟悉此項技術人士習知的標準化學方法使中間物官能化

(R«)nX

RY

CN

(RnWC

R -33- 200946448 其中γ是離去基。 適用此反應之簡單親核性基團的範例包含：

此反應非常的多樣性，特別是當應用於多螯醯胺肟化 合物（即，含有二或多個醯胺肟官能性基團的分子）之合成 的情況。例如，其可用於官能化具有二或多個ΝΗ基團的 化合物。於一特殊的範例中，此反應可用於官能化含有二 或多個一級胺的分子： η2ν^Η-Νη2~~^ Η Η 其中η是1或更大，例如1至24。 使一級胺進行進一步的官能化反應是可行的。例如， 可輕易地形成四螯醯胺肟，例如EDTA的官能性等同物： ，R10-

CN

CN -34- 200946448 其中Rio是伸院基、伸雜院基、伸芳基或伸雜芳基。於一 替代體系中’ R 1 0是直接的鍵’即’起始物是聯胺。此範 例的範圍涵蓋其中Rio是-CH2CH2-的反應之例子。 於另一例示的體系中，具有二或多個二級胺的分子可 被官能化：

其中係如上所定義，及Rm和R12是各自獨立選擇的 烷基、雜烷基、芳基或雜芳基。其中Rio是直接的鍵之體 系亦涵蓋在此範例的範圍內。 例如，二級胺可爲環系統的一部份：

其中R1G和Rn係如上所定義。於一例示的體系中’一種 半導體製程中常用的溶劑可被酿胺肟官能性基團所官能化 例如 -35- 200946448 這牲反應的細節係涵蓋在此範例的範圍內。 同樣地，氧親核性基團可用於提供醯胺肟分子的腈前 驅物。於一體系中’親核性基團是醇：

❹ 其中R3是院基、雜院基、芳基或雜芳基。 該多元醇化合物可被官能化。多元醇是含有多於一個 醇官能性基團的分子。其範例是下列的多元醇：

其中η是0或更大，例如0至24。於一範例中，η是0 ( 二醇）。於另一範例中，η是6(山梨糖醇）。 於另一範例中，多元醇形成聚合物的一部份。例如， 可以含有聚伸氧乙基的聚合物進行反應。例如，聚合物可 只含有伸氧乙基單元，或可包括聚伸氧乙基單元作爲共聚 物（即’具有一或多個其他的單體單元）。例如，聚合物可 爲含有聚伸氧乙基的嵌段共聚物。對於共聚物，特別是嵌 段共聚物，聚合物可包括不含醇單元之單體單元。例如， 聚合物可包括聚乙二醇（PEG)的嵌段。聚伸氧乙基和聚乙 -36- 200946448 二醇之共聚物（例如，嵌段共聚物）可能是有利的，因爲可 > 使用與控制聚乙二醇的嵌段之表面活性劑性質。 亦可使用碳親核性基團。許多碳親核性基團已習知於 先前技藝。例如，烯醇基團可用作爲親核性基團。硬碳基 的親核性基團可藉由碳的去質子化反應而產生。雖然，如 果提供有足夠強的鹼時，許多帶有一個質子的碳原子可被 去質子，但是通常更便利的是使用弱鹼以形成碳親核性基 ❹ 團，例如NaOEt或LDA。因而，於一體系中，pKa爲20 或更少，例如1 5或更少，之CH基團被去質子而形成碳 基親核性基團。 適合的碳基親核性基團之範例是具有P-二酮官能團之 分子（須明白的是，P-二酮乙辭亦涵蓋醛、酯、醯胺和其 他含C = 0的官能性基團。此外，C = 0基團之一或二者可 被NH或NOH所取代）。 例如：

其中1和R2是各自獨立選擇的烷基基團、雜烷基基團、 芳基基團、雜芳基基團和雜原子。 其中Ri = R2 = OEt之反應順序的一明確範例示於下 列實例中。腈基團用於降低a位置的氫之PKa。事實上此 表示控制反應條件有時較佳用於防止由親核性基團與丙烯 -37- 200946448 腈反應生成之氰基化合物的α位置被去質子並與第二個丙 烯腈基團反應。例如，選擇鹼和反應條件（例如，溫度）可 用於防止此二級反應。然而，此觀察結果可利用於官能化 已含有一或多個腈官能性的分子。例如，下列反應發生於 鹼性條件：

氰乙基化反應過程通常需要強鹼作爲觸媒。最常用的 此類驗是驗金屬氫氧化物，例如，氧化鈉、氣氧化鋰、氫 氧化鈉和氫氧化鉀。這些金屬因而可以雜質形態存在於醯 胺肟化合物溶液中。存在有此類金屬之醯胺肟化合物溶液 無法應用於電子製造過程，更詳言之，半導體製造過程， 且無法作爲羥基胺自由鹼和其他自由基敏感性反應的化學 物質之安定劑。 鹼金屬鹼的範例包含，但不限於，無金屬離子的有機 氫氧化銨化合物，例如氫氧化四甲銨、氫氧化三甲基苄銨 等等。 所有已知的水溶性醯胺肟化合物通常是適合用於本發 明之組成物和製法。其中特別有興趣的是可用於半導體工 業之醯胺肟化合物，例如，選自下列範例所示者。這些例 示的醯胺肟化合物亦包含其合成的反應途徑。 使用 CambridgeSoft, ΜΑ 之 ChemBioDraw Ultra 自化 -38- 200946448

學結構轉換成其對應的化學名稱而命名。在由山梨糖醇反 應而得的產物之情況，氰乙基化的山梨糖醇係以其CAS 編號[2465-92-1]命名爲1,2,3,4,5,6-六- 0-(2-氰基乙基）己 糖醇，化學式爲C24H32N6〇6，而對應的醯胺肟化合物爲 1，2,3,4,5,6-六-0-[3-(羥基胺基）-3-亞胺基丙基]己糖醇， CAS 編號[950752-25-7]。

縮寫： 沸點 Bp Cat 觸媒劑量的 分解 Dec 當量 Eq 乙醇 EtOH 乙醚 Et2〇 乙酸乙酯 EtOAc 乙二胺四乙酸 EDTA 克 G 鹽酸 HC1 異丙醇 iPrOH 熔點 Mp 甲醇 MeOH 二氯甲院 CH2C12 毫莫耳或莫耳 mmol 或 mol 室溫 rt，RT 氫氧化四甲銨(25%水溶液） TMAH 氫氧化三甲基苄銨(40% MeOH溶液） Triton B ❹ 腈類和氰乙基化的腈類化合物得到醢胺肟化合物之合 成範例。 製造醯胺肟化合物的腈前驅物之反應： -39- 200946448 二乙胺之氰乙基化反應：

二乙肢 化學式：CWN 分子童：73.14

3/J游 丙嫌鑛 化學式：c3h3n 分子童：53.06 85.2¼

3·(二乙胺基>丙腈 化學式：C7H14N2 分子量：126.20 二乙胺（1 g，13.67 mmol)和丙烯腈（0.798 g’ 15 mmol ，1 . 1 eq)於水（10 cm3)中所形成的溶液在室溫下攪拌3小 時，接著混合物經萃取二氯甲烷（2 X 50 cm3)。有機萃取 液在低壓下蒸發，製得純質氰乙基化的化合物3-(二乙胺 基）丙腈（1·47 g，85.2%)，爲油狀物。 甘胺酸之單氰乙基化反應：

2-胺紀酸 丙嫌請 化學式：CjHsNOj 化f ^ :ϋ3βΝ 2·(2_氰基乙基胺基)乙酸 肝量：75.07 分^量_ 53 06 化學式：CsHeN202 分子量：128.13 甘胺酸（5 g，67 mmol)懸浮於水（10 cm3)中’並緩緩 加入TMAH (25%水溶液’ 24·3 g ’ 67 mmol) ’利用冰浴以 保持溫度在<3(TC。接著混合物冷卻至10°c ’及加入丙烯 腈（3.89 g，73 mmol)。攪拌混合物一夜’緩緩地升溫至室 溫。接著混合物經HC1 (6 Μ ’ 11.1 cm3)中和’濃縮至15 cm3，以EtOH稀釋至1〇〇 cm3。過濾以收集固體沉澱物， 200946448 溶於熱水（6 cm3)中，並以EtOH (13 cm3)再沉澱，製得2-(2-氰基乙基胺基）乙酸（5.94 g，69.6%)，爲白色固體，mp 1 92〇C (mp 1 90 -1 9 1 °C ) ° 哌嗪之氰乙基化反應：

哌嗪 丙嫌腊

化學式：C4H1t)N2 化學式：C3H3N 3,3'·(哌备1,4·二基>二丙腈 分子量：86.14 分子量：53.06 化學式：C10H16N4 分子量：192.26 峨曉（1 g，11·6 mmol)和丙嫌腈（1·6 g，30.16 mmol， 2.6 eq)於水（10 cm3)所形成的溶液在室溫下攪拌5小時， 接著混合物經二氯甲烷（2 X 50 cm3)萃取。有機萃取液在 低壓下蒸發，製得純質雙氰乙基化的化合物3,3’-(哌嗪-1，4-二基）二丙腈（2.14 g，94.7%)，爲白色固體，mp 66-67

2-乙氧基乙醇之氰乙基化反應：

2·乙氧基乙酵 化學式：c4h10o2 肝置：90.12

Cat Triton B 败，m

丙烯腈 75.5%

化學式：C3H3N 分子量：53.06 3-(2-乙氧基乙氧基)丙腈 化學式：C7H13N02 分子暈：143.18 在 2-乙氧基乙醇（1 g，11.1 mmol)和 Triton B (40% Me OH溶液，0. 1 38 g，0.33 mmol)之經冰-水冷卻的混合物 -41 - 200946448 中加入丙烯腈（0.618 g，11.6 mmol)，混合物在室溫下攪 拌24小時。接著以 0.1 M HC1 (3.3 cm3)中和，及以 CH2C12 (2 X 10 cm3)萃取。萃取液在低壓下濃縮，殘餘物 經Kugelrohr蒸餾器蒸餾，製得產物3-(2-乙氧基乙氧基） 丙腈（1.20 g，75.5%)，爲無色油狀物，bp 1 00-1 30°C/20 Torr °

2-(2·二甲胺基乙氧基）乙醇之氰乙基化反應：

2*(2·二甲肢基)乙氧基> 乙酵 化孿式：CeH1sN〇2 分^置：133.19

3·(2·(2·(二甲胺基)乙氧基 > 乙氣勒丙腈 化學式：CeHieN2〇2 分子置：186.25 + ^ΤΒ

Sl^H 丙嫌腈 化學式：c3h3n 分子量：53.06 在2-(2 -二甲胺基）乙氧基）乙醇（1 g，7.5 mmol)和 Triton B (40% MeOH 溶液，0.094 g，0.225 mmol)之經冰· 水冷卻的混合物中加入丙烯腈（0.4 1 8 g ’ 7.9 mmol) ’混合 物在室溫下攪拌24小時。接著經0.1 M HC1 (2.3 cm3)中 和，並以CH2C12 (2 X 10 cm3)萃取。萃取液在低壓下濃縮 ，殘餘物經管柱層析純化（矽膠’ Et2〇 ’ 1〇% CH2C12，0-10% EtOH)，製得3-(2-(2-(二甲胺基）乙氧基）乙氧基）丙腈 ，爲油狀物。 -42- 200946448 異丁醛之氰乙基化反應：

異丁醛 化學式：C4HeO 肝暈：72·11

異丁醋（1 g，13·9 mniol)和丙嫌腈（〇·81 g，15 mmol) 充份混合，並於冰浴中冷卻。加入Trit〇n B (4〇% Me〇H 溶液，0.58 g，1.4 mmol)。混合物在室溫下攪拌一夜。接 著經 0.1 M HC1 (14 cm3)中和，及以 CH2Cl2 (1〇〇 cm3)萃 取。萃取液在低壓下濃縮，殘餘物經Kugelrohr蒸餾器蒸 飽，製得產物4,4 -二甲基_5 -酮基戊腈（〇·8 g’ 50·7%)’爲 油狀物，bp 1 25- 1 30°C/2〇 Torr。 苯胺之氰乙基化反應：

苯胺 丙嫌聃 化學式：CeH7N 化學式』3H3M 分？量：93.13 分子貴：53.06

3_晦胺街丙請 ί»式：CeH10N2 分子量：146.19 藉由在真空下加熱矽石至100°c以上及接著在氮氣下 使之冷卻至室溫而活化矽石。使經活化的矽石（10 g)吸收 苯胺（1.86 g，20 mmol)和丙儲腈（2.65 g，50 mmol)，將燒 瓶緊密地封閉。接著以磁攪拌器在60°C下攪拌內容物6 天。之後，使混合物冷卻至室溫，並以MeOH萃取。萃取 -43- 200946448 液蒸發至乾燥，殘餘物在高真空下經Kugelr〇hr蒸餾器蒸 餾，製得產物3-(苯基胺基）丙腈（2.29 g，78.4%)，爲油狀 物，靜置後結晶；bp 120-1 50°C/l-2 Torr (文獻 bp 120°C /1 Torr)，mp 50.5-52.5。。。 乙二胺之氰乙基化反應：

乙二胺 化學式：c2h»n2 分子量：60.10

3,3，,3.，，3，，，-(乙規-1,2-二基二三基卿丙腈 化學式：C14H2〇N* 肝童：272.35 丙烯腈 化學式：C3hUN ν' 分丰量：53.06

在 40 °C 下將丙烯腈（110 g，137 cm3，2.0 8 mol)加至 乙二胺（25 g，27.8 cm3，0.416 mol)和水（294 cm3)之劇烈 攪拌的混合物中歷時30分鐘。添加期間，必須以25°C水 浴冷卻混合物以保持溫度在40°C。接著混合物在40°C下 繼續攪拌2小時及在8(TC下攪拌2小時。蒸發掉過量的 丙烯腈和半量的水，使殘餘物冷卻至室溫，得白色固體， 以MeOH-水（9: 1)再結晶，製得純質產物3,3，，3，，，3”’-(乙 烷-1,2 -二基二（氮三基））四丙腈（86_6 g，76.4%)，爲白色 晶體，mp 63-65 °C。 • 44- 200946448 乙二醇之氰乙基化反應：

乙二醇 丙烯腈 化學式：C2H602 化學式：C3H3N 3,3，-(乙院-1,2-二基二(氣基>)二丙腈 分子量：62·07 ' 53.06 化學式：CeHi2N2〇2 分子量：168.19 小規模：乙二醇（1 g’ Μ.1 mmol)與 Triton B (40% MeOH溶液，0.22 g，0·53 mmol)混合，並於冰浴中冷卻 的情況下加入丙烯腈（1.71 g ’ 32.2 mmol)。混合物在室溫 下攪拌60小時，接著以〇.1 M HC1 (0.6 cm3)中和，及以 CH2C12 (80 cm3)萃取。萃取液在低壓下濃縮，殘餘物經 Kugelrohr蒸餾器蒸餾’製得3,3’-(乙院-1,2 -—基_ (氧基 ))二丙腈（1.08 g，39.9%)，爲淺色油狀物 ’ bp 150-170 。(：/20 Torr。 大規模：乙二醇（32.9 g’ 〇.53 mo1)與 Triton B (40% MeOH溶液，2.22 g，5_3 mmol)混合’並於冰浴中冷卻的 情況下加入丙烯腈（76.2 g’ 1.44 mol)。使混合物緩緩升 溫至室溫並攪拌60小時’接著以0.1 M HC1 (5〇 cm3)中和 ，及以CH2C12 (300 cm3)萃取。使萃取液通過矽膠墊三次 以減低棕色物質，製得86 g (定量）產物’爲棕色油狀物 ，以1H-NMR檢測爲純質，含有1〇 g水（總重96 g ’由1Η NMR積分大小計算水的含量）。 -45- 200946448 丙二酸二乙酯之氰乙基化反應：

2,2-二(2-氣基乙基)丙二酸二乙酯 化學式： 分子童：266.29

丙二酸二乙酯 化學式：c7h12o4 分子量：160.17 CATlikMh 丙烯腈 化學式：c3h3n 分子 1： : 53.06 在由丙二酸二乙酯（1 g，6.2 mmol)和 Triton Β (40% MeOH 溶液，0.13 g，0.31 mmol)於二噁烷（1.2 cm3)所形 成的溶液中逐滴加入丙燦腈（0.658 g，12.4 mmol)，混合 物在60 °C下攪拌一夜。接著混合物冷卻至室溫，並以 0.1 M HC1 (3 cm3)中和，將之倒入冰-水（10 cm3)中。晶體 在30分鐘內沉澱出。過濾以收集晶體，並以EtOH再結 晶（於冰箱中冷卻後過濾出），製得2,2-二（2-氰基乙基）丙 二酸二乙酯（1.25 g，75.8%)，爲白色固體，mp 62.2-63.5 V 。

2,2-二(2-氣基乙基)丙二酸二乙酯 2,2-二(2-氰基乙基)丙二酸 化學式：C,3HieN2〇4 化學式： 分子童：266.29 分子量：210.19 在室溫下將2,2-二（2-氰基乙基）丙二酸二乙酯（2 g， -46- 04 200946448 7.51 mmol)加至 ΤΜΑΗ (25%水溶液，l〇_95 g，30. • mmol)中。混合物經攪拌24小時，接著冷卻至。加 12 M HC1 (2.69 cm3，32.1 mmol)和冰（3 g)之混合物， 混合物經CH2C12 (5x50 cm3)萃取。萃取液在真空下蒸 ，製得2,2-二（2-氰基乙基）丙二酸（0.25 g，15.8%)，爲 色非常黏稠的油狀物（文獻分解値158°C )。 φ 由甘胺酸製備2-(二（2-氰基乙基）胺基）乙酸之二氰 基化反應： 入 使 發 /\\\ 乙

甘胺酸(2_胺基乙酸）丙嫌腈 化學式：C2HsN02 化學式：C3H3N 分子量：75.07 分子量：53.06

2_(二(2·氰基乙基)胺基)乙酸 化學式：C8H”N302 分子置：181.19 甘胺酸（5 g，67 mmol)懸浮於水（10 cm3)中，緩緩 ® 入ΤΜΑΗ (25%水溶液’ 24·3 g，67 mmol)，利用冰浴以 持溫度爲<3 0°C。接著將混合物冷卻至lot，加入丙烯 (7·78 g’ 146 mmol)。攪拌混合物一夜，使混合物緩緩 升溫至室溫。接著使用回流冷凝管以在5〇t：下加熱2 時。以冰冷卻後，混合物經HC1 (6 Μ，1 1 _ 1 cm3)中和 並濃縮至得黏質油狀物。將其溶於丙酮（1〇〇 cm3)，過 以除去NMqCl。濾液在低壓下濃縮，製得油狀物，再 丙酮（100 cm3)處理一次及過濾以除去多的NMe4Cl。濃 濾液’得2-(二（2 -氰基乙基）胺基）乙酸（11·99 g，99.3%) 加 保 腈 地 小 濾 以 縮 -47- 200946448 爲無色黏質油狀物，在室溫下一週後結晶，製得固體產物 ’ mp 7 3°C (文獻mp 77.8-78.8t )。雙重13C訊號顯示於 CDC13溶液中呈部份兩性離子形態。 當於文獻報導的步驟中使用NaOH時，所形成的 NaCl較易除去，且只需進行一次丙酮處理。

由甲基二乙醇胺製備3,3’-(2,2’-(甲基氮二基）二（ 乙烷-2，1-二基）二（氧基））二丙腈之二氰乙基化反應： A1〜TV/-。〜 /+甲基二乙酵胺 化學式：C5H13N02 分子置：119.16 丙嫌腈 化學式：C3H3N 分？置：53.06 3,3’-(2,2|-(甲基氣二基)二(乙院-2,1-二基)二(氧基))二丙聃 化學式：CuHwNsOz 分子置：225.29 在ΛΓ·甲基二乙醇胺（2 g，17 mmol)和丙烯腈（2.33 g， 42 mmol)之冷卻且攪拌的混合物中加入TMAH (25%水溶 液，0·25 cm3，0·254 g，7 mmol)。接著擾枠混合物一夜 ，使緩緩地升溫至室溫。接著使用Et20和CH2C12之混合 物（1 : 1，25 0 cm3)以進行矽膠過濾，濾液在低壓下蒸發 ，製得3,3’-(2,2’-(甲基氮二基）二（乙烷-2，1_二基）二（氧基 ))二丙腈（2.85 g，74.4%)，爲無色油狀物。 -48- 200946448 甘胺酸酐之二氰乙基化反應：

3,3’-(2,5-二_嗪_1,4,二基)二丙腾 化學式：C10H12N4〇2 分子置：220.23 丙嫌腈 化學式：c3h3n ' 53.06 甘胺酸酐 化學式：C4H6N202 分子纛：114.10 甘胺酸酐（2 g，17.5 mmol)與丙烯腈（2.015 g，38 φ mmol)在0°C下混合，加入TMAH (25%水溶液，〇· 1 cm3， 0.1 g，2.7 mmol)。接著攪拌混合物一夜，使之緩緩地升 溫至室溫。所形成的固體以Et0H再結晶，製得3,3’-(2,5-二酮哌嗪-1,4-二基）二丙腈（2.35 g，61°/。），爲白色固 體，mp 171-173°C (文獻 mp 166°C)。 乙醯胺之ΛΓ-二氰乙基化反應：

傾式：〇βΗ”Ν30 分子量：165.19 乙醯胺（2 g，33.9 mmol)與丙烯腈（2.26 g ’ 42_7 mmol)在0 °C下混合，加入TMAH (25 %水溶液，〇.〇6 cm3 ，0.06 g，1.7 mmol)。接著攪拌混合物—夜，使緩緩地升 溫至室溫。利用Et20/CH2Ch (200 cm3)使混合物經矽膠墊 過濾，濾液在低壓下濃縮。產物於Kugelrohr蒸餾器中在 -49- 200946448 150°C /2 mmHg下旋轉加熱以除去副產物，製得二（2-氰基乙基）乙醯胺（0.89 g，15.9%)，爲黏質油狀物。 由於醯胺的轉動，因此醯胺之取代基是不均等的 氨之三氰乙基化反應：

3,3，，3，，棚三丙鳙 化學式：CeH12N4 分子置：176.22 將氨（3 5%水溶液，4.29 g，88 mmol)逐滴加至經冰冷 卻之 AcOH (5.5 g，91.6 mmol)的水溶液（9.75 cm3)中，繼 之加入丙烯腈（4.65 g，87.6 mol)。混合物在回流的情況 下攪拌3天，接著以冰冷卻，及加入TMAH水溶液（25 % 水溶液，10.94 g，30 mmol)。利用冰使混合物保持冷卻1 小時。過濾以收集所形成的晶體，並以水沖洗。產物於高 真空下乾燥，製得3,3’，3”-氮基三丙腈（2.36 g，45.8%)， 爲白色固體，mp 59-61 °C (文獻mp 59°C )。 當使用NaOH以中和反應（文獻報導的步驟）時，產率 較高，5 4 · 4 %。 -50- 200946448 2-氰基乙醯胺之二氰乙基化反應： ^ X + jCTHqpmoli (4.7S 2-Λ*乙酿 丙嫌腈 化學式：c3h4n2o 化學式：c3h3n 分子置：84.08 分子量：53.06

2,4-二氰基>2-(2-氰基乙基)丁醜 化學式：C9H1(lN40 分？纛：190.20 在冷卻和攪拌的情況下，在由2-氰基乙醯胺（2.52 g .，29.7 mmol)和 Triton B (40% MeOH 溶液，0.3 g，0.7 mmol)於水（5 cm3)中所形成的混合物中，加入丙稀腈（3.18 g，59.9 mmol)，歷時30分鐘。接著混合物在室溫下攪拌 30分鐘，接著使靜置1小時。加入EtOH (2 0 g)和1M HC1 (0.7 cm3)，加熱混合物直到全部固體完全溶解。冷卻至室 溫，得晶體，過濾以收集之，並以EtOH再結晶，製得 2,4-二氰基-2-(2-氰基乙基）丁醯胺（4.8 g，84.7%)，爲淡 黃色固體，mp 118-120 °C。 〇 鄰胺基苯甲腈之iv, 二氰乙基化反應：

化學式：c13h12n4 分子置：224.06 鄰胺基苯甲腈（2 g，16.9 mmol)與丙烯腈（2.015 g，38 -51 - 200946448 mmol)在0 °C下混合，加入TM AH (2 5 %水溶液，0.1 cm3， · 0.1 g，2.7 mmol)。接著攪拌混合物一夜，使緩緩地升溫 . 至室溫。將產物溶於CH2C12，使用Et20和CH2C12的混 合物（1 : 1，25 0 cm3)使產物通過矽膠而過濾。將濾液蒸 發至乾燥，固態產物經EtOH (5 cm3)再結晶，製得3,3’-(2-氰基苯基氮二基）二丙腈（2.14 g，56.5%)，爲灰白色固 體，mp 79-82〇C。 〇 丙二腈之二氰乙基化反應：

丙二腈 丙嫌艚 R3% 化學式：c3h2n2 化學式：C3H3N 分子童：66,06 分子置：53.06 丙二腈（5 g，75.7 mmol)溶於二噁烷（10 cm3)，繼之 加入氫氧化三甲基苄銨（Triton B，40% MeOH溶液，1.38 g，3.3 mmol)。冷卻混合物且同時加入丙烯腈（8.3 g，156 mmol)。攪拌混合物一夜，使緩緩地升溫至室溫。接著以 HC1 (1 Μ，3.3 cm3)中和，及倒入冰-水中。混合物經 CH2C12 (200 cm3)萃取，萃取液在低壓下蒸發。產物經管 柱層析純化（矽膠，1 : 1 EtOAc-石油醚），繼之再結晶， 製得戊烷-1，3,3,5-四甲腈（1.86 g，14_3°/〇)，mp 90-92°C ( 文獻 mp 92°C )。 季戊四醇之四氰乙基化反應： -52- 200946448

季戊四酵 化學式：CsH12〇4 分子量：136.15

分子量：53.06 3,3·-(2.2-二((2-氰基乙氧基)甲基)丙院·1.3·二基} 二棘)二丙脯 化學式：c17h24n4o4 肝置：348.40 季戊四醇（2 g，14.7 mmol)與丙烯腈（5 cm3，4.03 g， φ 76 mmol)混合，混合物於冰浴中冷卻，且同時加入氫氧化 四甲銨（ = TMAH，25 % 水溶液，0.25 cm3，0.254 g，7 m m ο 1)。接著混合物在室溫下擾拌2 0小時。在反應時間後 ，使用Et20和CH2C12的混合物（1 : 1，250 cm3)，以矽膠 過濾混合物，濾液在低壓下蒸發，製得3,3’- (2,2-二（（2-氰 基乙氧基）甲基）丙烷-1,3-二基）二（氧基）二丙腈（5.12 g， 100%)，爲無色油狀物。

-53- 200946448 山梨糖醇之六氰乙基化反應：

山梨糖醇（2 g，11 mmol)與丙烯腈（7 cm3，5.64 g， 106 mmol)混合’混合物於冰浴中冷卻，且同時加入氫氧 化四甲錢（^TMAH，25% 水溶液，0·25 cm3, 0.254 g，7 mmol)。接著混合物在室溫下攪拌48小時，24小時後加 入另一份0.25 cm3 TMAH。在反應時間後，使用Et2〇和 CH2C12的混合物（1 : 1，250 cm3)以矽膠過濾混合物，濾 液在低壓下蒸發，製得全氰乙基化的產物（4.1 2 g，7 5 %) ，爲無色油狀物。 由二乙醇胺製備3，3’-(2，2,-(2-氰基乙基氮二基）二（乙 烷-2,1-二基）二（氧基））二丙腈之三氰乙基化反應： -54- 200946448

二乙酵胺 化學式：c4h”no2 分子量：105.14

3,3‘-(2,2’-(2-«基乙基氮二基)二(乙院-2,1-二基> 二(氧基))二丙腈 化學式： 分子置：264.32 丙烯脯 化學式：c3h3n 分子量：53.06 在以冰冷卻及攪拌的情況下，在由二乙醇胺（2 g，1 9 ❹ mmol)和 TMAH (25% 水溶液，0.34 cm3，0.35 g，9.5 mmol)於二噁烷（5 cm3)所形成的溶液中，逐滴加入丙烯腈 (3.53 g，66.1 mmol)。接著攪拌混合物一夜，使升溫至室 溫。加入更多的丙烯腈（1 .5 1 g，28 mmol)和TMAH (0.25 cm3，7 mmol)，繼續再攪拌24小時。以矽膠墊過濾粗質 混合物（以Et20/CH2C12爲洗提液），並蒸發以除去二噁烷 。殘餘物經管柱層析純化（矽膠，以Et20洗提以除去雜質 ，繼之以EtOAc以洗提出產物），製得3,3’-(2,2’-(2_氰基 〇 乙基氮二基）二（乙烷-2,1·二基）二（氧基））二丙腈（1.67 g， 33%)，爲油狀物。 製備醯胺肟化合物之反應 由乙腈製備AT-羥基乙脒之反應：

ΛΓ-翔基乙脒 化學式：c2h6n2o 分子置：74.08 ΝΗ2ΟΗ EtOH回流 乙腈 化學式：c2h3n 分子量：41.05 -55- 45% 200946448 乙腈（0.78 g，19 mmol)和羥基胺（50%水溶液，4.65 cm3，5.02 g，76 mmol，4 eq)於 EtOH (100 cm3)所形成的 溶液在回流的情況下攪拌1小時，接著在低壓下除去溶劑 ，殘餘物經iPrOH再結晶，製得產物羥基乙脒（0.63 g ，45%)，爲固體，mp 134.5-136.5 °C。 由辛腈製備羥基辛脒之反應：

NHjOH

/V，-理基辛脒 化學式：CeH,eN20 分子量：158.24 74.6¼ 辛腈 化學式：CeHieN 肝量：125.21 辛腈（1 g，7.99 mmol)和經基胺（50 %水溶液，0.74 cm3，〇·79 g，12 mmol，1_5 eq)於 EtOH (1 cm3)中在室溫 下攪拌7天。接著加入水（10 cm3)。此造成晶體沉澱出， 過濾以收集晶體，並於高真空線內乾燥，製得產物羥 基辛脒（〇·94 g，74_6%)，爲白色固體，mp 73 -75 °C。 由氯乙腈製備2-氯-ΛΤ-羥基乙脒之反應：

定量 氣乙腈 化學式：c2h2cin 分子置：75.50

2-氣基乙脒 化學式：C2H5aN20 分子霣：108.53 氯乙腈（1 g ’ 13 mmol)和羥基胺（50%水溶液，0.89 -56- 200946448 c m3 ’ 0.9 6 g，1 4 · 6 m m ο 1，1.1 e q)於 E t Ο Η (1 c m3)中在 3 0-50°C下攪拌30分鐘。接著混合物經Et20 (3 x 50 cm3) 萃取。萃取液在低壓下蒸發，製得產物2-氯-ΛΤ-羥基乙脒 固體，mp 79-80°C。 製備3-胺基-V-羥基-3-(羥基亞胺 (0.81 g，57.4%)，爲黃 由2-氰基乙酸乙酯 基）丙醯胺之反應：

2-ft基乙酸乙酯 化學式：C5H7N〇2 - 113.11 ΝΟΗ Ο

II I

BOHRT II I

HjN^^/^nhoh 67.8¾ 3-胺基-ΛΛ您基-3-(經基亞胺基)丙雄胺 化學式：C3H7N303 分子量：133.11 氰基乙酸乙酯（1 g，8·84 mmol)和羥基胺（50%水溶液 ，1 · 1 9 c m3，1.2 9 g，1 9 · 4 m m ο 1，2 · 2 e q )於 E t Ο Η ( 1 c m 3 ) 中在室溫下靜置1小時，偶而搖動之。過濾以收集所形成 φ 的晶體，並於高真空線內乾燥，製得無色固體，3 -胺基-羥基-3-(羥基亞胺基）丙醯胺，mp 158°C (分解）（文獻 mp 150〇C )。 由3-羥基丙腈製備N’，3-二羥基丙脒之反應：

3·羥基丙腈 化學式：C3H5NO 肝量：71.08 nh2oh iPrOH40eC 8獨

ΛΓ，3·二理基丙脒 化學式：c3h8n2o2 分子置：104.11 nh2 -57- 60% 200946448 3-羥基丙腈和羥基胺的等莫耳混合物在40 °C和攪拌 的情況下加熱8小時。溶液靜置一夜，得略灰白色微細沉 澱物。過濾出沉澱的固體，並以iPrOH沖洗，及乾燥，得 純質白色微細晶狀固體iV’，3-二羥基丙脒，mp94°C。 〇 由2-氰基乙酸製備3-胺基-3-(羥基亞胺基）丙酸的異 構物之反應：

3-歧基-3-(猫亞胺基)丙酸 （2)-3-胺基-3-(猫亞胺基> 丙酸 主要產物次要產物 2-氰基乙酸 化學式：c3h3no2 分子置：85.06 化學式：C3HeN203 分？置：118,09 2-氰基乙酸（1 g，11.8 mmol)溶於 EtOH (10 cm3)中， 加入羥基胺（50%水溶液，0.79 cm3，0.85 g，12.9 mmol , 1-1 eq)。混合物升溫至40 °C，歷時30分鐘，過濾出所形 成的晶體（氰基乙酸羥基銨），並溶於水（5 cm3)中。加入額 外的羥基胺（50%水溶液，0.79 cm3，0.85 g，12.9 mmol， 1_1 eq)，混合物在室溫下攪拌一夜。加入乙酸（3 cm3)， 使混合物靜置數小時。過濾出沉澱的固體，並於高真空線 內乾燥，製得產物3-胺基-3-(羥基亞胺基）丙酸（0.56 g， 40%)，爲白色固體，mp 136.5 °C (文獻値144 °C )，爲二 種異構物。 使用FTIR和NMR以鑑定產物，結果如下： -58- 200946448

Vmax (KBr)/cm-1 3 500-3 000 (br)，3188，2764，1691， * 1551，1 3 95，1 3 56，1 265 和 1076;811 (3 00 1^1112;〇肘3〇- d6 ; Me4Si) 10.0-9.0 (br，NOH 和 C〇〇H)，5.47 (2 Η，br s，NH2)和 2.93 (2 H ’ s，CH2) ; 5C (75 MHz ; DMSO-d6 ; Me4Si) 170.5 (COOH 次要異構物），170.2 (COOH 主要異 構物），152.8 (C(NOH)NH2 主要異構物），148.0 (C(NOH)NH2次要異構物），37.0 (CH2次要異構物）和34.8 〇 (ch2主要異構物）。 由己二腈製備〆二羥基己二脒之反應：

〇 己二腈（1 g’ 9 mmol)和羥基胺（50 %水溶液，1.24 cm3 ，1.34 g ’ 20 mmol，2.2 eq)於 EtOH (10 cm3)中在室溫下 攪拌2天’接著在80 °C下攪拌8小時。冷卻混合物，過 濾以收集沉澱的晶體，並於高真空線內乾燥，製得產物 iV'iV'二羥基己二脒（1.19 g，75.8%)，爲白色固體，mp 160_5 (分解）（文獻分解値168-170 °C)。 由癸二腈製備二羥基癸烷二脒之反應： -59- 200946448

72.SH 癸二腈 化學式：CieHieN2 分子量：164.25 W'W*10·二羥基癸院二脒 化學式：Ci〇H22N4〇2 分子置：230.31 癸二腈（1 g，6 mmol)和羥基胺（50%水溶液，0.85 cm3 ，0.88 g，13.4 mmol，2.2 eq)於 EtOH (12 cm3)中在室溫 下攪拌2天，接著在80°C下攪拌8小時。冷卻混合物， 〇 過濾以收集沉澱的晶體，並於於高真空線內乾燥，製得產 物 iV’1，#'1*5-二羥基癸烷二脒（1 g，72.5%); mp 182°C。 由2-氰基乙醯胺製備3-胺基-3-(羥基亞胺基）丙醯胺 之反應： h2n

NH2OH HtOH回流 2嚆基乙BK胺 化學式：c3h4n2o 分？量：84.08

3-胺基·3·(羥基亞胺基)丙酿 化學式：C3H7N3〇2 奸量：117-11 88.3%

2-氰基乙醯胺（1 g，11.9 mmol)和羥基胺（0.8 cm3 ’ 13 mmol，1.1 eq)於EtOH (6 cm3)中在回流的情況下攪拌2.5 小時。在低壓下除去溶劑，以CH2C12沖洗殘餘物，製得 產物3-胺基-3-(羥基亞胺基）丙醯胺（1.23 g，88.3%)，爲 白色固體，mp 159°C。 -60- 200946448 由乙醇腈製備 二羥基乙脒之反應

ΝΟΗ 'NHa W,2-二翔基乙脒 化學式：C2HeN202 分子量：90.08 乙醇膳（1 g’ 17.5 mm〇l)和羥基胺（50%水溶液，2.15 em3 ’ 35 mmol ’ 2 eq)於Et〇H (10 cm3)中在回流的情況下 擾伴6小時’接著在室溫下攪拌24小時。蒸發溶劑，殘 餘物經管柱層析純化（矽膠，1 : 3 EtOH-CH2Cl2)，製得產 物二羥基乙眯（0967 g，614%)，爲灰白色固體， mp 63-65。0 。 由戊二腈製備4-氰基-ΛΤ-羥基丁脒之反應： ❹

N! v^JCNH 过 NH2 戊二腈 4·氰基_W，_翔基丁脒 : CsH6N2 化學式：C5HbN30 分子置：94.11 分子量：127.14 戊二腈（0.93 g，10 mmol)和羥基胺（50%水溶液，1.22 cm3 - 20 mmol)的溶液在回流的情況下攪拌1 〇小時，接 著在低壓下除去揮發性物質’製得產物4_氰基·#’·羥基丁 脒（1.30g，100%)，爲白色固體，mP99.5-101°C。 由亞胺基二乙腈製備2,2’_氮二基二羥基乙脒之反 -61 - 200946448

2.2，·氣二基二(ΛΓ·魅乙味) 化學式：（^满02 分子量：161.16

彌基二乙腈 化學式：C4HsN3 肝量：95.10

N^OH

BOHRT 2天 8&7% 市售的亞胺基二乙腈（Alfa-Aesar)藉由下列步驟而純 化：將該化合物分散於水中並以二氯甲烷萃取，接著蒸發 萃取液中的有機溶劑，製得白色固體。純化的亞胺基二乙 腈（0.82 g)和羥基胺（50% 水溶液，2.12 ml，2.28 g，34.5 mmol，4 eq)於MeOH (6.9 ml)和水（6.8 ml)中在室溫下攪 拌48小時。在低壓下蒸發揮發性物質，得無色液體，以 EtOH (40 °C )碾製，製得 2,2’-氮二基二（ν’-羥基乙眯） (1.23 g，88.7%)，爲白色固體 ’ mp 1 3 5 - 1 3 6 °C (文獻 mp 1 3 8 〇C )。 由3-甲基胺基丙腈製備ΛΓ-羥基-3-(甲基胺基）丙脒之 反應：

99.5% 3-甲基胺基丙牖 ΛΓ-經基·3-(甲基胺基)丙脒 化學式：C4H8I^化學式：〇4Η”Ν30 分子童：84.12 分子童：117.15 3-甲基胺基丙腈（1 g，11.9 mmol)和羥基胺（50°/«►水溶 -62- 200946448 液，0.8 cm3，0.864 g，13.1 mmol，1.1 eq)於 EtOH (1 cm3)所形成的溶液在30-5CTC下攪拌3小時，接著在室溫 下攪拌一夜。在低壓下除去溶劑（旋轉蒸發器，接著高真 空線），製得產物羥基-3·(甲基胺基）丙脒（ 1.3 87 g， 9 9.5%)，爲濃稠淡黃色油狀物。 由3-(二乙胺基）丙腈製備3-(二乙胺基）-ΛΤ-羥基丙脒 ❿ 之反應

3·(二乙胺基)·ΛΓ-裡基丙脒 化學式：C7H17N30 分子量：159.23 1.5eqNH2OH ESOR回流 24小時

92.6H 3-(二乙胺基)丙腈 化學式：C7H14N2 分子童：126.20 3-(二乙胺基）丙腈（1 g，8 mmol)和NH2OH (50%水溶 液，0.73 cm3，11.9 mmol)於 EtOH (10 cm3)所形成的溶液 ® 經回流加熱24小時，接著以旋轉蒸發器除去溶劑和過量 的羥基胺。殘餘物經冷凍乾燥，並保持在高真空線內直到 緩緩固化，製得3-(二乙胺基）-ΛΤ-羥基丙脒（1.18 g， 92.6%)，爲白色固體，mp 52-54°C。 由3,3’，3”-氮基三丙腈與羥基胺製備3,3’，3”-氮基三 (#’-羥基丙脒）之反應： -63- 200946448

3,3’,3”·«1基三丙脯 3,3_,3"_«1基三(ΛΓ-趣基丙脒) 化學式：CeHnN* 化學式：CeH21N703 分子置：176.22 分子麗：275.31 3,3’，3”-氮基三丙腈（2 8，11.35 111111〇1)和羥基胺（50% 水溶液，2_25 g，34 mmol)於 EtOH (25 cm3)所形 成的溶 '液 © 在80 °C下攪拌一夜，接著在室溫下攪拌24小時。過濾以 收集白色沉澱物，並於高真空下乾燥，製得3,3’，3”-氮基 三（#’-羥基丙脒）（1.80 g，57.6%)，爲白色晶狀固體，mp 1 95- 1 97〇C (分解）。 由3-(2-乙氧基乙氧基）丙腈製備3-(2-乙氧基乙氧基）-V-羥基丙脒之反應：

3·(2·乙氣基乙氣基)丙臃 3-(2·乙氧基乙氧基>·ΛΓ-羥基丙味 娜式：C7H13N〇2 化學式：C7HieN203 分子暈：143.18 分子量：176.21

3-(2-乙氧基乙氧基）丙腈（1 g，7 mmoie〇 NH2〇H (50%水溶液，0.64 cm3，10.5 mmol)於 EtOH (10 cm3)所形 成的溶液在回流的情況下加熱2 4小時’接著以旋轉蒸發 器除去溶劑和過量的羥基胺。殘餘物經冷凍乾燥’並保持 -64 - 200946448 在高真空線內數小時，製得3-(2-乙氧基乙氧基羥基 丙脒（1.2 g，97.6%)，爲無色油狀物。 由3-(2-(2-(二甲胺基）乙氧基）乙氧基）丙腈製備3-(2-(2-(二甲胺基）乙氧基）乙氧基羥基丙脒之反應：

90.1% W 3-(2-(2-(二甲胺基)乙氧基 > 乙氧基)丙腈 3-(2-(2·(二甲胺基)乙氧勘乙氧基>-ΛΓ·經基丙脒 化學式：C9HieN202 化學式：CeH21N303 分子置：186.25 分子置：219.28 3-(2-(2-(二甲胺基）乙氧基）乙氧基）丙腈（0.5 g，2.68 111111〇1)和>1112〇11(50%水溶液，0_25(?1113，4 111111〇1)於£1〇11 (10 cm3)所形成的溶液在80°c下攪拌24小時，接著以旋 轉蒸發器除去溶劑和過量的羥基胺。殘餘物經冷凍乾燥， 並保持在高真空線內數小時，製得3-(2_(2-(二甲胺基）乙 ® 氧基）乙氧基羥基丙眯（0.53 g，90.1%)，爲淡黃色油 狀物。 由3,3’-(2,2’-(2-氰基乙基氮二基）二（乙烷-2,卜二基） 二（氧基））二丙腈與羥基胺製備3，3’-(2,2’-(3-胺基-3-(羥基 亞胺基）丙基氮二基）二（乙烷-2,1-二基））二（氧基）二（#’-羥 基丙脒）之反應： -65- 200946448

3_3，-(2.2*-(2-佩基乙基ft二基口乙免2.1·二基) 二(氧基))二丙腈 化學式：C，sHmN4〇2 分子量：264.32

3, (乙院-2,1·二基))二(氣基 化學式：c13h29n7os 分子量：363.41 以 NH2OH (0.74 cm3，12.1 mmol)於 EtOH (8 cm3)中 處理3,3’-(2,2’-(2-氰基乙基氮二基）二（乙烷-2，1-二基）二（ 氧基））二丙腈（0.8 g，3 mmol)，得 3,3’-(2,2’-(3-胺基-3-( © 羥基亞胺基）丙基氮二基）二（乙烷-2,1-二基））二（氧基）二 (iV’_羥基丙脒）（1.09 g，100%)，爲油狀物。 由亞胺基二丙腈製備3,3’-氮二基二（ΛΤ-羥基丙脒）之 反應··

傾式：CeHeN3 化學式：CeHlSNs〇2 分子量：123.16 分子量：189.22

亞胺基二丙腈（1 g，8 mmol)和羥基胺（50%水溶液，1 cm3，1.07 g，16 mmol，2 eq)於 EtOH (8 cm3)中在室溫下 攪拌2天，接著在80°C下攪拌8小時。冷卻混合物，過 濾以收集沉澱的晶體，並於高真空線內乾燥，製得產物 3，3’-氮二基二（JV’-羥基丙脒）（1.24 g，82.1%)，爲白色固 體，mp 180°C (文獻値 160°C )。 -66- 200946448 由3,3，，3，，，3”’-(乙烷-1，2-二基二（氮三基））四丙腈製備 3,3，，3，’，3，，，-(乙烷-1,2-二基二（氮三基））四（ΛΤ-羥基丙脒）以 產製EDTA類似物之反應：

3,3*,3",3’”-(乙院-1,2-二基二(氣三基))四丙腈 化學式：C14H2〇Ne 分子霣：272.35 3,3\3”,3”’-(乙院-1,2-二基二(氣三基》四(/^備丙脚 化學式：Ci4Ha2Ni〇〇4 分子童：404.47 3,3’，3，，，3，，，-(乙烷-1，2-二基二（氮三基））四丙腈（1 g，4 mmol)和 NH2OH (5 0% 水溶液，1 · 1 cm3，1 8 _ 1 mmol)於 EtOH (1〇 cm3)所形成的溶液在80°C下攪拌24小時，接著 使冷卻至室溫。過濾以收集所形成的固體，及在真空下乾 燥，製得3,3’，3”，3”’-(乙烷-1，2-二基二（氮三基））四（#’-羥 基丙脒）（1.17 g，76.4%)’ 爲白色固體，mp 191-192 °C。 由3,3’-(2,2-二（（2-氰基乙氧基）甲基）丙烷-1，3-二基） 二（氧基）二丙腈與羥基胺製備3，3’-(2,2-二（（3-(羥基胺基）-3-亞胺基丙氧基）甲基）丙烷-1，3-二基）二（氧基）二（iV-羥基 丙脒）之反應： -67- 200946448

3,3’喵.2-二((2-氰基乙氣基)甲基) 丙备1.3·二基)二(*基)二丙腈 化學式： 肝量：348.40

3,3_·(2·2-二«3-〇®基胺基)-3-亞肢基丙氣基)甲基) 丙探-1,3·二基)二(紐)二(W-理基丙脒） 化學式：CnHaef^O, 分子童：480.52 在3,3’-(2,2-二（（2-氰基乙氧基）甲基）丙烷-1,3-二基） 二（氧基）二丙腈（1 g，2.9 mmol)於EtOH (10 ml)所形成的 溶液中加入 NH2OH (50 % 水溶液 ’ 〇·88 ml’ 0.948 g，14.4 mmol)，混合物在80 °C下攪拌24小時，接著冷卻至室溫 。於旋轉蒸發器中蒸發溶劑和過量的NH2OH，繼之在高 真空下蒸發12小時，得3,3’-(2,2-二（（3-(羥基胺基）-3-亞 胺基丙氧基）甲基）丙烷-1,3-二基）二（氧基）二（ΛΓ-羥基丙脒） (0.98 g，70.3%)，爲白色固體，mp 60°C。 由3,3’-(2-氰基苯基氮二基）二丙腈與羥基胺製備 3,3’-(2-(ΛΤ-羥基甲脒基（carbamimidoyl))苯基氮二基）二 (ΛΤ-羥基丙脒）之反應：

3,3·-(2·Λ*雜氣二基)二丙腈 化學式：C13H12N4 分子· ： 224.26

3.3··(2·(ΛΓ魂基甲狀基诨基ft二基) 二(ΛΤ·越丙脒> 化學式：CiaH2iN7〇3 分子董：323.35 -68- 200946448 以 NH2OH (1.23 ml，20 mmol)於 EtOH (10 ml)中處理 • 3,3’-(2-氰基苯基氮二基）二丙腈（1 g ’ 4.46 mmol)，得粗 產物，以CH2C12碾製，製得3,3’-(2-(#’-羥基甲脒基）苯 基氮二基）二羥基丙脒）（1.44 g，1〇〇%)’爲固體’ 81 °C分解。 由二（2-氰基乙基）乙醯胺與羥基胺製備二 (3-胺基-3-(羥基亞胺基）丙基）乙醯胺之反應：

❹ V» Γ 24^« W,W-二(2-氰基乙基)乙醣胺 Λ/,Λ/·二(3·Κ*-3-(理基亞胺基)丙基)乙豳按 化學式：CeH„N30 化學式：CeH17Ns03 分子簠：165.19 分子置：231.25 以 NH2OH (0_56 ml，9.1 mmol)於 EtOH (5 ml)中處理 二（2-氰基乙基）乙醯胺（0.5 g，3.03 mmol)，得兄iV-二 (3-胺基-3-(羥基亞胺基）丙基）乙醯胺（0.564 g’ 100%)’爲 白色固體，mp 56.4-58°C。 由 3，3’-(2,2(甲基氮二基）二（乙烷- 2,1-二基）二（氧基 ))二丙腈與羥基胺製備3,3’-(2,2’-(甲基氮二基）二（乙烷-2,1-二基）二（氧基））二（i\T-羥基丙脒）之反應：

3,3’-(2,24甲基氮二基)二(乙庚-2.1-二基)

3.3^(2,2·-(甲基氰二基> 二(乙院》2,1-二基)二(氧基» 二(ΛΓ-越丙眯> 化學式：C”H，eN3〇2 分子置：225.29 化學式：C”H25N5〇4 分子童：291.35 -69- 200946448 以 NH2OH (0.82 ml，13.3 mmol)於 Et〇H (10 ml)中處 理3,3’-(2,2，-(甲基氮二基）二（乙烷- 2，1_二基）二（氧基））二 丙腈（1 g，4_4 mmol)’ 得 3,3，-(2,2，-(甲基氮二基）二（乙 烷·2，1-二基）二（氧基））二（#’-羥基丙脒）（1.28 g’ 100°/。）’ 爲油狀物。 由二醇衍生物3，3’-(乙烷-1，2-二基二（氧基））二丙腈製 備3，3，-(乙烷-1,2-二基二（氧基））二（ΛΓ-羥基丙脒）之反應

3|3*-(乙瘀 1,2-1 二(氧基))二丙腈 3.3’·(乙院,2-二基二(氧基))二(/^3®基丙®|£) 化學式：CaH12N2〇2 化學式：C*HieN404 分子置：16B.19 分子量：234.25 3,3，-(乙烷-1,2-二基二（氧基））二丙腈（1 g ’ 5 mmol)和 ❹ NH2OH (50%7jC 溶液，0.77 cm3，12.5 mmol)於 EtOH (10 cm3)所形成的溶液在80 °C下攪拌24小時’接著在室溫 下攪拌24小時。蒸發溶劑和過量的NH2OH ’殘餘物經冷 凍乾燥，製得3,3’-(乙烷-1，2-二基二（氧基））二（#’-羥基丙 眯）（1.33 g，100%)，爲黏質油狀物。 由3,3’-(哌嗪-1，4-二基）二丙腈製備3,3’-(哌嗪-1,4-二 基）二（ΛΤ-羥基丙脒）之反應： -70- 200946448

3.3’·啪嘹二丙腈 ： Ci〇HieN4 分子置：192.26 3,3·-哌嫌*1.4·二蜀二(ΛΓ·理基丙脒) 化學式：Cl〇H22Ne〇2 分子童：258.32 3,3，-(哌嗪-1,4-二基）二丙腈（1 g，5.2 mmol)和 NH2OH (50%水溶液，0.96 cm3，15.6 mmol)於 EtOH (10 〇 cm3)所形成的溶液在回流的情況下加熱24小時，接著冷 卻混合物至室溫。過濾以收集所形成的固體’並於高真空 線內乾燥，製得3,3’-(哌嗪-1，4-二基）二（^-羥基丙脒） (1.25 g，93.3%)，爲白色固體，23 8 °C (分解）（>220 °C 變成棕色）。 由氰乙基化的山梨糖醇化合物與羥基胺製備 1，2,3,4,5,6-六-0-[3-(羥基胺基）-3-亞胺基丙基]己糖醇之

反應：

1,2,3,4,5,6-六-〇-[3-(羥基胺基)-3-亞胺基丙基]己糖酵 化學式：〇24Ηδ〇Νΐ2〇12 分子量：69873 山梨糖醇之氰乙基化產物（0.48 g，0.96 mmol)和 -71 - 200946448 NH2〇H (50% 水溶液，0.41 ml，0.44 g，6.71 mmol)於 EtOH (5 ml)所形成的溶液在80°C下攪拌24小時。蒸發溶 劑，殘餘物的NMR分析顯示轉換不完全。將產物溶於水 (10 ml)和 EtOH (100 ml)，力口入 NH2OH (0.5 g，7.6 mmol) 。混合物在80 °C下再攪拌7小時。反應後除去所有揮發 性物質，得1,2,3,4,5,6-六-0-[3-(羥基胺基）-3-亞胺基丙基 ]己糖醇（0.67 g，100%)，爲白色固體，mp 92-94°C (分解 )0 由苯甲腈製備羥基苯甲眯之反應：

苯甲腈（0.99 cm3，1 g ’ 9.7 mmol)和羥基胺（50%水溶 液，0.89 cm3，〇·96 g，14.55 mmol’ 1.5 eq)於 EtOH (10 cm3)中在回流的情況下攪拌48小時。在低壓下蒸發溶劑 ，及將水（10 cm3)加至殘餘物中。混合物經二氯甲烷（1〇〇 cm3)萃取，有機萃取液在低壓下蒸發。殘餘物經管柱層析 純化，製得產物羥基苯甲脒（1.32 g，100%)，爲白色 晶狀固體，mp 79-81°C (文獻値79-80°C )。此步驟適合於 所有帶有苯環的起始物。 -72- 200946448 由3-苯基丙腈製備iV’-羥基-3-苯基丙脒之反應：

3-苯基丙腈 Λ/，^Μ·3箱丙脒 化學式：〇βΗβΝ 化學式：ceH12N20 分ί 最：131.17 肝量：164.20 3-苯基丙腈（1 g，7.6 mmol)與羥基胺（50%水溶液， 〇 0.94 cm3，1 5.2 mmol，2 eq)於 EtOH (7.6 cm3)中根據與製 備ΛΤ-羥基苯甲脒相同的方法進行反應（使用Et0Ac於萃 取），製得產物羥基-3-苯基丙脒（0.88 g，70.5%)，爲 白色固體，mp 42-43°C。 由間甲基苯甲腈製備ΛΤ-羥基-3-甲基苯甲脒之反應：

間甲基苯甲腈（1 g，8.54 mmol)和羥基胺（0.78 cm3, 12.8 mmol，1·5 eq)於EtOH (8.5 cm3)中之反應係根據與 製備ΛΤ-羥基苯甲脒相同的方法而進行，製得產物#，_羥 基-3-甲基苯甲脒（1.25 g，97.7%)，爲白色固體，mp 92 °C (文獻値 8 8 - 9 0 t：)。 -73- 200946448 由苯乙腈製備羥基-2-苯基乙脒之反應：

nh2oh EtOH回流 81.9%

nh2 苯乙腈 ㈣基-2·苯基乙脒

娜式：CeH7N 化學式：CaH，0N2O

分子置：117.15 分子置：150.1B 苯乙腈（1 g，8 5 m m ο 1)和經基胺（5 0 %水溶液，1 . 〇 4 cm3，17 mmol，2 eq)於 EtOH (8.5 cm3)中根據與製備 #，- © 羥基苯甲眯相同的方法進行反應（使用EtO Ac於萃取），製 得產物羥基-2-苯基乙脒（1.04 g，81.9%)，爲淡黃色固 體，mp 63.5-64.5。(：（文獻値 57-59 °C)。 由鄰胺基苯甲腈製備2-胺基-JV’-羥基苯甲脒之反應：

細按_甲腈 娜式：C7HeN2 分子量：118.14 2-胺基甲脒 娜式：c7hbn3o 分子置：151.17 ❹ 鄰胺基苯甲腈（1 g，8.5 mmol)和羥基胺（50%水溶液， 0.57 cm3，9.3 mmol，1.1 eq)於 EtOH (42·5 cm3)中在回流 的情況下攪拌24小時，接著在低壓下除去揮發性物質， 殘餘物於水（5 cm3)和CH2C12 (1〇〇 cm3)間分配。有機層於 旋轉蒸發器中蒸發繼之於高真空線內蒸發至乾燥，製得產 -74- 200946448 物2-胺基-iV’-羥基苯甲脒（1 · 1 6 g，90.3%)，爲固體，mp 8 5-86°C 0 由苯二甲腈製備異吲哚啉-1，3 -二酮二肟之反應：

❹ 苯二甲腈（1 g，7.8 mmol)和經基胺（1.9 cm3，31.2 mmol，4 eq)於Et OH (25 cm3)中在回流的情況下攪拌60 小時，接著在低壓下除去揮發性物質，殘餘物經EtOH (2 cm3)和CH2C12 (2 cm3)沖洗，製得環狀產物異吲哚啉·ι，3_ 二酮二肟（1·18 g，85.4%)，爲淡黃色固體，mp 272-275 φ °C (分解）（文獻値271°C )。 由2-氰基苯基乙腈製備環化產物3-胺基異喹啉-1(4H)-酮肟或3-(羥基胺基）·3,4-二氫異唾啉-1-胺之反應：

EKH回流 2-紐苯基乙脯 修式：CeH6N2 肝置：142.16 85.9%

3·胺基異喹琳-1 (4H>挪 3·(理基胺基)-3,4-二氫異喹琳·1 ·胺 化學式：c9h”n3o 分子量：177.20 -75- 200946448 2 -氰基苯基乙腈（1 g，7 mmol)和經基胺（1.7 cm3， 28·1 mmol，4 eq)於EtOH (25 cm3)所形成的溶液在回流的 情況下攪拌60小時，接著在低壓下除去揮發性物質。殘 餘物經EtOH-水（1 ·· 4，15 cm3)再結晶，製得環狀產物3-胺基異喹啉-1(4H)-酮肟或3-(羥基胺基）-3,4-二氫異喹啉_ 1-胺（1_15 g，85.9°/。），爲固體，mp 92.5-94.5 °C。

由肉桂腈製備iV’-羥基肉桂脒之反應：

分子最：129.16

NOH

W獨肉桂眯 化學式：CsH10Na〇 分子量：162.19 肉桂腈（1 g，7.74 mmol)和羥基胺（0.71 cm3，11.6 mmol ’ 1.5 eq)於EtOH (7 cm3)中根據A06所述反應（純化 時需要進行二次層析分離），製得羥基肉桂脒（0.88 g， 70%)，爲淡橙色固體，mp 85-87 °C (文獻値93〇C)。 由5-氰基苯酞製備產物ΛΤ-羥基-1-酮基-1,3-二氫異 苯並呋喃-5-甲脒之反應： 5 -氰基苯駄（1 g，6·28 mmol)和羥基胺（50%水溶液， 0.77 cm3，0.83 g，12.6 mmol，2 eq)於 EtOH (50 cm3)所 形成的溶液在室溫下攪拌6 0小時，接著在回流的情況下 攪拌3小時。冷卻至室溫並靜置一夜後，過濾以收集所形 成的固體，並於高真空線內乾燥，製得產物ΛΤ-羥基-1-酮 -76- 200946448 基-1，3·二氫異苯並呋喃-5-甲脒（1.04 g，86·2%)，爲白色 固體，mp 223 -226°C (分解）。

由4-氯苯甲腈製備產物4_氯-7\^-羥基苯甲眯之反應：

4-氣苯甲腈 化學式：c7h4cin 分子量：137.57 4-氯基苯甲脒 化學式：C7HtC1N20 肝置：170.60 4-氯苯甲腈（1 g，7.23 mmol)和羥基胺（50 %水溶液， 0.67 cm3 ’ 10.9 mmol ’ 1.5 eq)於 EtOH (12·5 cm3)所形成 的溶液在回流的情況下攪拌48小時。在低壓下除去溶劑 ’殘餘物經CH2C12 (10 cm3)沖洗，製得產物4_氯_#，·羥 基苯甲脒（0.94 g，76%)，爲白色固體，mp 133-135 °C。 由3-(苯基胺基）丙腈製備ΛΤ-羥基-3-(苯基胺基）丙脒 之反應.

1.5eqNH2〇H EtOH回流 24/J 衡 3·(苯基胺基)丙腈 化學式：c9h10n2 分子量：146.19 90.1¾

ΛΤ-經**3·(苯基胺基)丙眯 化學式：CeH13N30 分子量：179.22 3-(苯基胺基）丙腈（lg，6.84mmol)和NH2OH(50%水 -77- 200946448 溶液，0.63 cm3，10.26 mmol)於 EtOH (10 cm3)所形成的 溶液在回流的情況下加熱24小時’接著以旋轉蒸發器除 去溶劑和過量的羥基胺。於殘餘物中加入水（10 cm3)，及 以CH2C12 (1〇〇 cm3)萃取混合物。萃取液在低壓下濃縮， 殘餘物經管柱層析純化（矽膠，Et2〇)’製得羥基_3-(苯 基胺基）丙脒（〇·77 g，62.8%)’爲白色固體’ mp 93-95 °C (文獻 mp 91-91.5°C )。

由4-吡啶甲腈製備產物ΛΤ-羥基異菸脒之反應：

4-吡啶甲腈 化學式：CsH4N2 分子量：104.11 W，-經基異菸脒 化學式：CeH7N30 分子邏：：137.14 4-吡啶甲腈（1 g，9.6 mmol)和羥基胺（50%水溶液， 〇_88 cm3，14.4 mmo 卜 1·5 eq)於 EtOH (10 cm3)中在回流 的情況下攪拌1 8小時，接著在低壓下除去揮發性物質， 殘餘物經EtOH再結晶，製得產物λγ’_羥基異菸脒（1.01 g ，76.7%) ’ 爲固體，mp 203 -205 °C。 由異丁醒、丙二酸二乙酯、氰基乙醯胺、甘胺酸酐、 甘胺酸和丙二腈之氰乙基化反應及接著與羥基胺反應而得 的化合物不會得到對應的醯胺肟。然而，這些單-和多氰 乙基化的產物本身即顯示具有良好的螯合性質，可以用於 清潔銅表面的殘餘物。 -78- 200946448 下列結構式描述使用醯胺假化合物之金屬錯合物。

在許多情況’酿胺后螯合劑是清潔調合物和清潔方法 中使用的有機羧酸、有機羧酸銨鹽或胺羧酸鹽之適合的替 代物。 R- >N-OH H2N: 、NH0 H〇-N/ 2+ -R- M 一 0 ❹ _肟基闋

N-OK -R- NH, -M-0- 2+ H2N、 -R-

HO-N 二個醣胺肟基_捕捉一個[M] [M-Op:金屬氣化物的離子 關於本發明，下文將有更充份的描述，請求專利的化 合物可應用於構成本發明的先前技藝（包含下列美國專利 案，而其全部內容均個別地倂入本文以供參考）中之各種 -79- 200946448 應用。 【實施方式】 本發明的體系之範例 令5個經基胺自由鹼（50%)溶液樣品與1 ppm、5 ppm 、10 ppm、25 ppm和50 ppm的FeCl3接觸。接著將溶液 置入維持在50°C之溫度固定的水浴中。在24小時和48 小時取出樣品，以測量殘餘的羥基胺含量。 羥基胺與氯化鐵(III)之分解實驗 試驗開始 在50。(：下24小時試驗後 在50 °C下48小時試驗後 與樣品反應的 Fe平均値 羥基胺平均 Fe平均値 羥基胺平均値 Fe平均値 羥基胺平均値 氯化鐵(ΠΙ)含量 (ppb) 値(wt%) (PPb) (wt%) (PPb) (wt%) 0 ppm 9 49.924 9 50.362 9 50.363 1 ppm 1321 49.507 1246 50.051 1372 50.229 5 ppm 5341 49.199 5458 50.472 4723 49.615 10 ppm 8739 49.114 10485 49.308 9652 48.927 25 ppm 25230 48.519 23935 47.747 23970 47.143 50 ppm 49350 48.475 45015 33.470 40627 28.307 結果顯示在50 °C下受到50 ppm氯化鐵（III)污染的 羥基胺於4 8小時內分解5 7 %。 實例2 :與美國專利案3,480,3 9 1比較之實例 將50 ppm FeCl3溶液加至下列經各種腈類、醯胺肟 和異羥肟酸化合物安定的羥基胺溶液中。將溶液置入5 0 °C水浴中24小時。24小時後使用滴定法分析羥基胺的濃 -80- 200946448

ID 基團 化合物 MW 物理狀態 溶液 A03 腈 3-羥基丙腈 71.04 液體 5% A08 腈 3,3，-亞胺基二丙腈 123.16 液體 5% A07 由乙二胺之氰乙基化 反應接著轉換成醯胺 肟所得的反應產物 3,3，，3，’，3，，’-(乙烷-1,2-二基二 (氮三基))四(ΛΓ-羥基丙脒） 404.5 固體 1% 異羥肟酸(US3480392) (Z)-4-(羥基胺基)-4-酮基丁-2-烯酸 131.09 固體 1% 腈(US3480391) 苯甲腈 103.12 固體 1% 結果： 測試結果 增加的 分子量 莫耳數 消耗的 HDA(R) 殘餘的HDA(R) (測量前） 24小時後 測量結果 變化量 A03 5 0.070 2.325 47.675 45.632 4.3% A08 5 0.041 2.682 47.318 44.812 5.3% A07 1 0.012 1.225 48.775 48.655 0.2% 異羥肟酸 (US3480392) 1 0.000 0.000 50.000 47.854 4.3% 腈(US3480391) 1 0.010 0.320 49.680 46.909 5.6% 所有受測化合物進一步提供羥基胺安定性。由實例1 的結果和實例2的結果之比較可明顯看出羥基胺樣品降解 約3 0%。觀察到分子量小於約200的腈類使羥基胺降解多 於化合物A07，其中 A07係由乙二胺與丙烯腈反應繼之 轉換成醯胺肟而製得，其化學名稱爲3,3’，3”，3”’-(乙烷-1,2-二基二（氮三基））四（#’-羥基丙脒）。 -81 - 200946448 實例3

AmiSorb™ DS6 1，2,3,4,5,6-六-〇-[3-(羥基胺基)-3-亞胺基丙基]己糖醇溶液之60%溶液 DGA 二乙二醇胺 MEA 單乙醇胺 DMSO 二甲亞砥 ΓΜΑΗ 25%氫氧化四甲銨溶液 瞻驗 40%膽鹼鹽酸鹽溶液 # AmiSorb ™DS6 羥基胺 自由鹼 (50%) DGA MEA DMSO TMAH 膽鹼 羥基胺 測量前 測量後 變化量 A 40 60 20 19.4 3.0% B 5 40 55 20 20 0.0% C 40 60 20 16.5 17.5% D 5 40 55 20 20 0.0% E 5 70 25 2.5 2.3 4.6% F 5 5 65 25 2.5 2.4 2.9% G 5 70 25 2.5 2.5 0.0% Η 5 5 65 25 2.5 2.5 0.0% 含有1，2,3，4,5，6-六- Ο-[3-(羥基胺基）-3-亞胺基丙基] Q 己糖醇溶液的醯胺肟分子之溶液比不含任何安定劑之溶液 提供清潔溶液更佳的安定性。 實例4 將下列具有不同數量碳原子和不同分子量的腈化合物 導入羥基胺自由鹼溶液中。自各個樣品萃取出10 ml，並 加入100 μί Fe母液（ 1 000 ppm)(有效劑量爲10 ppm Fe) 。在50°C下24小時後，分析各個樣品的HDA %。結果顯 -82- 200946448 示即使是在將1 〇 ppm鐵導入溶液中的情況下，腈化合物 與羥基胺反應以形成對應的醯胺肟分子，並進一步安定化 羥基胺溶液。 ID 親核性基團 腈類 化學式 分子量 US34{ 50931 苯甲腈 c7h5n 103.12 CE1 山梨糖醇 1，2,3,4,5,6-六-0-(2-氰基乙基)己糖醇 C24H32N606 500.55 CE7 乙二胺 3,3，，3”，3，，，-(乙烷-1，2-二基二(氮三基))四丙 腈 C14H20N6 272.35 CE28 乙二醇 3,3’-(乙烷-1,2-二基二(氧基))二丙腈 CgHi2N2〇2 168.19 CE41 氨 3,3’，3”-氮基三丙腈 c9h12n4 176.22 CE43 甘胺酸 2-(2-氰基乙基胺基)乙酸 C5H8N202 128.13 CE44 甘胺酸 2-(二(2-氰基乙基)胺基)乙酸 CgHnN3〇2 181.19 CE45 丙二腈 1,3,3,5-四甲腈 c9h8n4 172.19 CE46 氰基乙醯胺 2,4-二氰基-2-(2-氰基乙基)丁醯胺 C9H10N4O 190.2 CE47 季戊四醇 3,3’-(2,2-二((2-氰基乙氧基)甲基)丙烷-1，3-二基)二(氧基)二丙腈 C17H24N404 348.4 CE48 /V-甲基二乙醇 胺 3,3’-(2,2’-(甲基氮二基)二(乙烷-2,1-二基) 二(氧基))二丙腈 C11H19N302 225.29 CE49 甘胺酸酐 3,3’-(2,5-二酮基哌嗪-1,4-二基)二丙腈 C10H12N4O2 220.23 CE50 乙醯胺 况界二(2-氰基乙基)乙醯胺 C8HhN30 165.19 CE51 鄰胺基苯甲腈 3,3，-(2-氰基苯基氮二基)二丙腈 c13h12n4 224.26 CE52 二乙醇胺 3,3，-(2,2，-(2-氰基乙基氮二基)二(乙烷-2，1-二基)二(氧基))二丙腈 C13H20N4O2 264.32 -83- 200946448 化合物 CN基團 數量 MW 理論値 實驗値 CE莫耳數 /g溶液 消耗的 NH2OH (%) NH2OH (%) 0小時 24小時後 變化％ CE1 6 500.55 0.000020 0.40 49.10 48.22 47.47 2% CE7 4 272.36 0.000037 0.49 49.01 48.95 48.82 0% CE28 2 168.20 0.000059 0.39 49.11 48.99 48.71 1% CE41 3 176.23 0.000057 0.56 48.94 47.96 47.81 0% CE43 1 128.13 0.000078 0.26 49.24 48.29 48.35 0% CE44 2 181.20 0.000055 0.36 49.14 47.67 46.3 3% CE45 4 172.19 0.000058 0.77 48.73 48.32 47.48 2% CE46 3 190.93 0.000052 0.52 48.98 48.1 44.95 7% CE47 4 348.41 0.000029 0.38 49.12 48 47.75 1% CE48 2 225.30 0.000044 0.29 49.21 47.8 48.1 0% CE49 2 220.23 0.000045 0.30 49.20 49.43 49.74 0% CE50 2 165.20 0.000061 0.40 49.10 46.92 46.17 2% CE51 3 224.27 0.000045 0.44 49.06 48.49 48.6 0% CE52 3 264.33 0.000038 0.37 49.13 48.71 49.66 0% -84- 200946448 由腈類製得之特殊的醯胺肟化合物之列表： 腈 醯胺肟 3-羥基丙腈 V，，3-二羥基丙脒 乙腈 AW-羥基乙脒 3-甲基胺基丙腈 【羥基-3-(甲基胺基)丙脒 苯甲腈 ΑΓ-經基苯甲脒 3,3，-亞胺基二丙腈 3,3 氮二基二羥基丙脒） 辛腈 ΑΓ-羥基辛脒 3-苯基丙腈 『羥基-3-苯基丙眯 2-氰基乙酸乙酯 3-胺基-基-3-(羥基亞胺基)丙醯胺 2-氰基乙酸 3-胺基-3-(羥基亞胺基)丙酸 2-氰基乙醯胺 3-胺基-3-(羥基亞胺基)丙醯胺 己二腈 Y7，iV’6-二羥基己二脒 癸二腈 二羥基癸烷二脒 4-1肚Π定甲腈 V，-羥基異菸脒 間甲基苯甲腈 ΑΓ_經基-3-甲基苯甲脒 苯二甲腈 異吲哚啉-1,3-二酮二肟 乙醇腈 /V’,2-二經基乙脒 氯乙腈 2-氯-iV’-羥基乙脒 苯乙腈 f羥基-2-苯基乙脒 鄰胺基苯甲腈 2_胺基_ΛΓ_經基苯甲脒 3,3’-亞胺基二乙腈 2,2’-氮二基二(ΛΓ-經基乙睐） 5-氰基苯酞 『羥基-1-酮基-1,3-二氫異苯並呋喃-5-甲脒 2-氰基苯基乙腈 3-胺基異喹啉-1(4Η)-酮肟或3-(羥基胺基)-3,4-二氫異喹啉-1-胺 肉桂腈 V，-羥基肉桂脒 戊二腈 4-氰基，-羥基丁脒 4-氯苯甲腈 4-氯-ΛΓ-羥基苯甲脒 由腈類經由親核性化合物的氰乙基化反應而製得之特 殊的醯胺肟化合物之列表： -85- 200946448 親核性化合物 氰乙基化的化合物 由氰乙基化的化合物製得的醯胺肟 山梨糖醇 1，2,3,4,5,6-六-0-[3-(羥基胺基)-3-亞胺基 丙基]己糖醇 乙二胺 3,3’，3”，3”’-(乙烷-1，2-二基 二(氮三基))四丙腈 3,3’，3’’，3’”-(乙烷-1，2-二基二(氮三基))四 (iV，-羥基丙脒） 乙二醇 3,3’-(乙烷-1,2-二基二(氧基 >)二丙腈 3,3’-(乙烷-1，2-一基一(氧基))一 (ΛΓ-羥基 丙脒） 二乙胺 3-(二乙胺基)丙腈 Μ二乙胺基羥基丙脒 哌嗪 3,3’-(哌嗪-1，4_二基)二丙腈 3,3’-(哌.1，4-二基)二(ΛΓ-羥基丙眯） 2-乙氧基乙醇 3-(2-乙氧基乙氧基)丙腈 3-(2-乙氧基乙氧基羥基丙脒 2-(2-二甲胺基乙 氧基)乙醇 3-(2-(2-(二甲胺基)乙氧基) 乙氧基)丙腈 3-(2-(2-(二甲胺基)乙氧基)乙氧基)-ΛΓ-羥基丙眯 苯胺 3-(苯基胺基)丙腈 ΛΓ-羥基-3-(苯基胺基)丙眯 氨 3,3，，3，，-氮基三丙腈 3,3，，3”-氮基三(，羥基丙眯） 季戊四醇 3,3’-(2,2-二((2-氰基乙氧基 )甲基)丙院-1，3-二基)二(氧 基)二丙腈 3,3’-(2,2-二((3-(羥基胺基)-3-亞胺基丙 氧基)甲基)丙烷-1，3-二基)二(氧基)二(iV-羥基丙脒） V-甲基二乙醇胺 3,3’-(2,2’-(甲基氮二基)二( 乙烷-2，1-二基)二(氧基》二 丙腈 3,3’-(2,2’-(甲基氮二基)二(乙烷-2,1-二 基)二(氧基》二(ΛΓ-羥基丙脒） 乙醯胺 二(2-氰基乙基)乙酿胺 W二(3-胺基-3-(羥基亞胺基)丙基)乙 醯胺 鄰胺基苯甲腈 3，3’-(2-氰基苯基氮二基)二 丙腈 3,3’-(2-(iV’-羥基甲脒基)苯基氮二基)二 (ΛΓ-羥基丙脒） 二乙醇胺 3,3’-(2,2’-(2-氣基乙基氮二 基)二(乙烷-2,1-二基)二(氧 基)厂丙腈 3,3’-(2,2’-(3-胺基-3-(經基亞胺基)丙基 氣二基)二(乙烷-2,1-二基))二(氧基)二 (iV，-羥基丙脒） 雖，,:、本發明已揭示及詳述於本文中，並參考引用多種 、材料纟驟和實施例，但須明白的是，本發明並不 限於爲此目的而擇的材料和步驟之特定組合。熟悉此項技 -86- 200946448 術人士均明白所述之細節包含許多的變化。意指說明書和 實施例可僅視爲範例，本發明的真正範圍和精神將由下列 申請專利範圍所界定。與本發明有關之所有參考文獻、專 利、專利申請案和其他公開文獻之內容均倂入本文以供參 考0 【圖式簡單說明】 〇 附隨的圖式進一步說明本發明，且倂入及構成本說明 書的一部份，用於詳述本發明的體系，且與說明書的說明 一起解釋本發明的基本原理。 圖1是日本Nissin Chemical Co.之羥基胺自由驗製造 工廠的作業流程圖。 圖2是美國專利案5,334.332之圖9的複製。 ❿ -87-

Claims (1)

1. 200946448 十、申請專利範圍 1· 一種防止羥基胺降解或安定羥基胺的方法，其包 括令羥基胺與有效量之醯胺肟化合物接觸，其中該醯胺肟 化合物係由羥基胺和腈化合物反應而製得。 2 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中該羥基胺係 以水溶液的形態存在。

   3-如申請專利範圍第1項之方法，其中該醯胺肟具 有下列結構之任一者： NOH

   NH2

   NOH

   NR.Rb NOH 或其互變異構體，其中X是平衡離子，及R、Ra、Rb和 是各自獨立地選自烷基、雜烷基、芳基和雜芳基，其 中該烷基、雜烷基、芳基和雜芳基是任意經取代的。 4. 如申請專利範圍第3項之方法’其中R是任意經 取代的烷基基團。 5. 如申請專利範圍第3項之方法，其中R是任意經 取代的雜烷基基團。 6. 如申請專利範圍第3項之方法’其中R含有多於 1 〇個碳原子。 7. 如申請專利範圍第2項之方法，其中各個結構之 分子量大於200。 8. 如申請專利範圍第1項之方法’其中該醯胺肟具 有下列結構： -88- 200946448

   其中R!、R2和R3是各自獨立地選自氫、烷基、雜烷基’ 芳基和雜芳基，其中該烷基、雜烷基、芳基和雜芳基是任 意經取代的，及Y是〇、NH或NOH。 9.如申請專利範圍第1項之方法’其中該醯胺肟具 0 有下列結構：

   其中Ri、R2、R3、R4、R5、R6和R7是各自獨立地選自氫 、烷基、雜烷基、芳基和雜芳基，其中該烷基、雜烷基、 Φ 芳基和雜芳基是任意經取代的，及丫是0、NH或N0H。 10·如申請專利範圍第1項之方法’其中該醯胺目弓是 選自下列： 1，2,3,4,5,6-六-〇-[3-(羥基肢基）-3_亞胺基丙基]己糖 3,3’，3，’，3”’-(乙烷-1，2-二基二（氮三基））四（#’-羥基丙 脒）； 3,3’-(乙烷-i，2-二基二（氧基））二羥基丙脒）； 3-(二乙胺基）-ΑΓ’_羥基丙脒；’ 3，3’-(哌嗪-1,4-二基）二（AT、羥基丙脒）； 200946448 3-(2-乙氧基乙氧基）-i\r-羥基丙脒； 3-(2-(2-(二甲胺基）乙氧基）乙氧基）-ΛΤ-羥基丙脒； 羥基-3-(苯基胺基）丙眯； 3,3’，3”-氮基三（#’-羥基丙脒）； 3，3’-(2，2-二（（3-(羥基胺基）-3-亞胺基丙氧基）甲基）丙 烷-1，3-二基）二（氧基）二（#-羥基丙脒）； 3,3’-(2,2’-(甲基氮二基）二（乙烷-2，1-二基）二（氧基）） 二（#’-羥基丙脒）； 二（3-胺基-3-(羥基亞胺基）丙基）乙醯胺； 3,3’-(2-(ΛΤ-羥基甲脒基）苯基氮二基）二（ΛΤ-羥基丙脒） » 3，3’-(2,2’-(3-胺基- 3-(羥基亞胺基）丙基氮二基）二（乙 烷- 2，1-二基））二（氧基）二（ΛΤ-羥基丙脒）； #’，3-二羥基丙脒； KiV’-羥基乙脒； 羥基-3-(甲基胺基）丙脒； 3,3’-氮二基二（#>-羥基丙脒）； 3-胺基-3-(羥基亞胺基）丙酸； 3-胺基-3-(羥基亞胺基）丙醯胺； 二羥基癸烷二脒； V’-羥基異菸脒； 2-二羥基乙脒； 2-氯羥基乙脒； 2-胺基羥基苯甲脒； -90 - 200946448 ‘ 2,2’-氮二基二（#’-羥基乙眯）； 羥基-1-酮基-1，3-二氫異苯並呋喃-5-甲脒： 3-胺基異喹啉-1(4H)-酮肟； 3- (羥基胺基）-3,4-二氫異喹啉-1-胺； 羥基肉桂脒； 4- 氯-ΛΤ-羥基苯甲脒； 及其鹽類。 φ 1 1 _如申請專利範圍第1項之方法，其中該腈化合物 是由親核性化合物與丙烯腈之氰乙基化反應而製得。 1 2 ·如申請專利範圍第U項之方法，其中該親核性 化合物是選自下列： a·含有一或多個-OH或-SH基團的化合物； b. 含有一或多個-NH-基團的化合物； c. 具有與羰基相鄰的-CH-、-CH2-、或-CH3基團之 酮或醛類；及 ❹ d.丙二酸酯、丙二醯胺和氰基乙醯胺。 13. 如申請專利範圍第12項之方法，其中該含有一 或多個-OH或-SH基團的化合物是醇類、苯酚類、肟類、 硫化氫和硫醇類。 14. 如申請專利範圍第12項之方法，其中該含有一 或多個-NH-基團的化合物是氨、一級和二級胺類、肼類、 和醯胺類。 -91 -