專利名稱：通過液相色譜法分離不對(duì)稱二亞胺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
含有極性基團(tuán)的新型不對(duì)稱二亞胺和兩種對(duì)稱二亞胺的混合物得到了制備，并且所述二亞胺通過液相色譜法得到了分離。
背景技術(shù)：
各種類型的二亞胺都可以用作化學(xué)中間體，并且特別是用作屬于烯烴聚合催化劑系統(tǒng)的過渡金屬配合物的配體，例如參見美國(guó)專利5,955,555、6,103,658、6,200,925和6,579,823。在多數(shù)情況下這些二亞胺是對(duì)稱的，即通過單鍵連接到二亞胺中兩個(gè)亞氨基氮原子的有機(jī)基團(tuán)是相同的。由于亞胺基通常主要通過羰基(酮或者醛)與伯胺反應(yīng)形成，在這樣的合成中，一種對(duì)稱二亞胺可以通過使與上述二亞胺相同的化合物中的兩個(gè)羰基進(jìn)行反應(yīng)而得到合成。
基于種種原因，有時(shí)優(yōu)選不對(duì)稱的二亞胺，即通過單鍵連接在亞氨基氮原子上的各個(gè)基團(tuán)彼此不同時(shí)形成的二亞胺。雖然這些化合物有時(shí)可以通過兩種不同的伯胺與二羰基化合物順序反應(yīng)形成，但是通常會(huì)形成對(duì)稱和不對(duì)稱二亞胺的混合物，它們難以分離。在有些情況下，在不對(duì)稱二亞胺中，通過單鍵連接在亞氨基氮原子上的有機(jī)基團(tuán)可以合宜地含有極性基團(tuán)，參見例如國(guó)際專利申請(qǐng)02/79276，其全文在此引入作為參考。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果兩種不同的伯胺同時(shí)或者順序與二羰基化合物反應(yīng)以形成不對(duì)稱二亞胺時(shí)，通常會(huì)產(chǎn)生對(duì)稱和不對(duì)稱二亞胺的混合物，但是這些二亞胺(一種是含有兩個(gè)極性基團(tuán)的對(duì)稱二亞胺，一種是不含有極性基團(tuán)的對(duì)稱二亞胺，和另一種是含有一個(gè)極性基團(tuán)的不對(duì)稱二亞胺)可以通過應(yīng)用某種形式的液相色譜法輕易得到分離。由此，不對(duì)稱二亞胺可以以純形式得到分離，以及另外兩種對(duì)稱二亞胺可以隨后進(jìn)行應(yīng)用或者循環(huán)以另外形成不對(duì)稱二亞胺。
發(fā)明概述本發(fā)明涉及制備不對(duì)稱二亞胺的方法，該方法包括形成不對(duì)稱二亞胺和兩種對(duì)稱二亞胺的混合物，然后使所述混合物經(jīng)過液相色譜法和分離所述不對(duì)稱二亞胺，條件是所述不對(duì)稱二亞胺具有連接在通過單鍵鍵接到亞氨基碳原子上的基團(tuán)上的極性基團(tuán)。
在此還公開了下式的不對(duì)稱二亞胺 其中R1各自獨(dú)立地為氫、雜原子連接的一價(jià)自由基、烴基或者取代烴基，Y為共價(jià)鍵或者二價(jià)橋接基團(tuán)；R2為烴基或者取代烴基；和R3為含有極性基團(tuán)的取代烴基；和條件是兩個(gè)R1可以連接起來形成環(huán)；和R2和R3不同。
發(fā)明詳述在此應(yīng)用了某些術(shù)語，其中一些定義如下“二亞胺”是指下式化合物 其中R1各自獨(dú)立地為氫、雜原子連接的一價(jià)自由基、烴基或者取代烴基，Y為共價(jià)鍵或者二價(jià)橋接基團(tuán)；和R2和R3各自獨(dú)立地為烴基或者取代烴基；條件是兩個(gè)R1可以連接起來形成環(huán)。
“α-二亞胺”是指其中Y為共價(jià)鍵的式(I)化合物。
“不對(duì)稱二亞胺”是指其中R2和R3不同的式(I)二亞胺。
“含有極性基團(tuán)的不對(duì)稱二亞胺”是指其中R2含有至少一個(gè)極性基團(tuán)并且R3不含有極性基團(tuán)或者一個(gè)或多個(gè)較低極性基團(tuán)的二亞胺。
“液相色譜法”是指任何將含有兩種或者更多種不同化合物的溶質(zhì)溶解于液體中，和使所得溶液經(jīng)過分離兩種或者更多種溶質(zhì)化合物的吸附劑的方法。溶質(zhì)化合物一般通過用液體(溶劑)洗脫而從吸附劑上除去。這些方法是人們熟知的方法，參見例如P.Lembke，等人的Ullmann′s Encyclope-dia of Chemical Technology，第6版，Vol.19，Wiley-VCH，Weinheim，p.567-636，和C.F.Simpson，主編，Techniquesin Liquid Chromatography，John Wiley & Sons，Chichester，1982，它們的全部?jī)?nèi)容在此引入作為參考。
“烴基”是指僅僅含有碳和氫的一價(jià)基團(tuán)。如果不另行說明，在此優(yōu)選烴基含有1～約30個(gè)碳原子。
在此“取代烴基”是指含有一個(gè)或多個(gè)取代基的烴基基團(tuán)，所述取代基在含有這些基團(tuán)的化合物所經(jīng)受的處理?xiàng)l件下是惰性的(例如，惰性官能團(tuán)，參見下文)。所述取代基還基本上不會(huì)不利地妨礙聚合過程或者聚合催化劑系統(tǒng)的操作。如果不另行說明，優(yōu)選在此所述的取代烴基含有1～約30個(gè)碳原子。“取代”的含義包括含有一個(gè)或多個(gè)雜原子(比如氮、氧和/或硫)的鏈或者環(huán)，并且取代烴基的自由價(jià)可以在雜原子上。在取代烴基中，所有氫都可以如三氟甲基中一樣被取代。
在此“(惰性)基團(tuán)”是指不是烴基或者取代烴基的基團(tuán)，該基團(tuán)在含有此基團(tuán)的化合物所經(jīng)受的處理?xiàng)l件下是惰性的。所述官能團(tuán)還基本上不會(huì)妨礙在此所述的含有它們的化合物可能參與的任何方法。所述官能團(tuán)的實(shí)例包括鹵素(氟、氯、溴和碘)、醚(比如-OR25)、-CO2R22、-NO2和-NR222，其中R22各自獨(dú)立地為烴基或者取代烴基。在所述官能團(tuán)可以接近過渡金屬原子的情形中，所述官能團(tuán)與金屬原子的配位不能強(qiáng)于化合物中被表明與金屬原子配位的的基團(tuán)，即這些官能團(tuán)不能置換期望的配位基團(tuán)。
“芳基”是指其中自由價(jià)在芳環(huán)碳原子上的一價(jià)芳基。芳基可以具有一個(gè)或者多個(gè)可以進(jìn)行稠合、通過單鍵連接或者通過其它基團(tuán)連接的芳環(huán)，比如9-蒽基或者1-萘基。除非另有說明，優(yōu)選芳基含有5～30個(gè)碳原子。
“取代芳基”是指如上“取代烴基”定義中所述被取代的一價(jià)芳基。適合的取代基包括烷基、芳基(比如苯基)、鹵素、烷氧基、酯、二烷基氨基和硝基。與芳基類似，取代芳基可以具有一個(gè)或多個(gè)可以稠合、通過單鍵連接或者通過其它基團(tuán)連接的芳環(huán)；然而，當(dāng)取代芳基具有雜芳環(huán)時(shí)，取代芳基中的自由價(jià)可以在雜芳環(huán)的雜原于(比如氮)上，而非在碳上。除非另作說明，取代芳基含有5～約30個(gè)碳原子。
“烷基”和“取代烷基”具有它們通常的含義(參見上述取代烴基的取代含義)。除非另作說明，優(yōu)選烷基和取代烷基具有1～約30個(gè)碳原子。
“雜原子連接的一價(jià)自由基”是指為通過雜原子(不是C和H的原子)的價(jià)鍵連接化合物其它部分的取代烴基，其為一價(jià)自由基或者一價(jià)基團(tuán)。如果所述基團(tuán)是通過橋接基團(tuán)連接的環(huán)部分，那么它可以高于一價(jià)。
在含有式(I)不對(duì)稱二亞胺的二亞胺混合物的形成中，二羰基化合物(II)可以與兩種伯胺R2NH2(III)和R3NH2(IV)反應(yīng)，反應(yīng)如下 可以應(yīng)用由羰基化合物形成亞胺的一般方法，比如加熱、使用催化劑和除去副產(chǎn)物水從而推動(dòng)反應(yīng)完成。一般的催化劑包括Bronsted酸，比如對(duì)甲苯磺酸和硫酸。水可以通過共沸蒸餾得到除去，或者通過與水反應(yīng)形成水合物，經(jīng)化學(xué)消除得到除去，例如與CaO反應(yīng)。通常得自于反應(yīng)方程式(I)中的三種二亞胺以反映二亞胺隨機(jī)統(tǒng)計(jì)形成的相對(duì)量存在。
在方程式(1)中，與(II)和(IV)進(jìn)行的反應(yīng)可以同時(shí)進(jìn)行或者以任何次序順序進(jìn)行。如果順序進(jìn)行反應(yīng)并且對(duì)稱二亞胺在第一步驟中優(yōu)先形成，那么第二步驟應(yīng)當(dāng)在至少部分使R2和R3隨機(jī)連接在形成的二亞胺上的條件下進(jìn)行。因?yàn)樗行纬蓙啺坊鶊F(tuán)的反應(yīng)事實(shí)上都是平衡的，因此這通?？梢暂p易得到實(shí)現(xiàn)。
方程式1中的反應(yīng)通常在溶劑或者液體介質(zhì)中進(jìn)行。在反應(yīng)結(jié)束時(shí)，可以將溶劑除去，例如通過蒸發(fā)將溶劑除去，或者可以對(duì)溶液(假定產(chǎn)品可溶于其中)直接應(yīng)用液相色譜法，假定所述溶劑適用于色譜法中。在開始進(jìn)行色譜法之前，可以通過除去部分溶劑對(duì)二亞胺進(jìn)行濃縮。如果溶劑得到了完全消除，則可以將二亞胺再溶解于另一溶劑中，所得溶液可以用來進(jìn)行液相色譜法。
可用于本發(fā)明方法中的液相色譜法的形式包括柱色譜法、急驟層析法和高壓液相色譜法，優(yōu)選急驟層析法。一般而言，在液相色譜法中，溶質(zhì)被吸附到通常稱為固定相的吸附劑上，和溶質(zhì)組分由于它們較強(qiáng)烈或者較差吸附在固定相上而得到分離。溶劑用于在固定相上分離和“移動(dòng)”所述多種溶質(zhì)化合物，并且最終將這些分離的溶質(zhì)化合物從固定相上洗脫下來。有時(shí)化合物由于它們具有不同的極性進(jìn)行分離，在這些情形中，通過使用適當(dāng)?shù)娜軇┖腿軇┗旌衔?，有時(shí)逐漸改變?nèi)軇┑臉O性，例如從較低的極性到較高的極性，化合物可以得到分離。優(yōu)選固定相為硅膠和氧化鋁。
如果我們假定在方程式(I)中，在化合物(V)、(VI)和(VII)中僅僅R2具有極性基團(tuán)，那么(VI)是極性最高的二亞胺，(V)極性較差，和(VII)極性最低。因此，如果二亞胺按照最低極性到最高極性的順序進(jìn)行洗脫，那么(VI)將首先得到洗脫，(V)其次得到洗脫，和(VII)第三得到洗脫。取決于固定相和溶劑以及進(jìn)行色譜分離的二亞胺，可以不必總是遵循上述順序。然而，由于這三種類型的二亞胺的極性差異，雖然可能需要進(jìn)行少量試驗(yàn)，但是它們的分離通?？梢詫?shí)現(xiàn)。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)這些二亞胺中不存在極性基團(tuán)時(shí)，通過色譜法進(jìn)行分離通常將更為困難。由于這些二亞胺可能會(huì)彼此平衡，因此上述分離會(huì)變得復(fù)雜，特別是如果存在水時(shí)。不論極性基團(tuán)存在與否，都優(yōu)選避免使用有利于二亞胺再平衡的色譜條件，比如強(qiáng)酸性條件和/或高溫。
在(I)以及制備它的相應(yīng)伯胺和二羰基化合物中，優(yōu)選兩個(gè)R1都為烷基，更優(yōu)選為甲基，或者為連接起來可以形成環(huán)的雜原子連接的一價(jià)自由基，或者兩個(gè)R1連接在一起為 和/或Y為共價(jià)鍵或者-(CH2)n-，其中n為1、2或者3，更優(yōu)選其為共價(jià)鍵，或者 和/或R2是取代芳基；和/或R3為芳基或者取代芳基，優(yōu)選除了可以任選含有鹵紊之外不含有極性基團(tuán)。
極性基團(tuán)為與載體(或者連接到載體上的化合物)反應(yīng)的基團(tuán)，或者為可以與第二種化合物反應(yīng)形成與載體反應(yīng)的第三種化合物的基團(tuán)。為了說明多種極性基團(tuán)和它們的補(bǔ)充活性基團(tuán)，參見美國(guó)專利申請(qǐng)2002187892，其在此引入作為參考。優(yōu)選的極性基團(tuán)類型是可以形成氫鍵的基團(tuán)，比如羥基、氨基(特別是伯胺和仲胺)、硫醇和羧基。另外優(yōu)選的極性基團(tuán)的類型是pKa(在水中)為約0～約15的酸，更優(yōu)選為約3～約13。
一種優(yōu)選的為R2一部分的極性基團(tuán)是可以用來將過波金屬配合物鍵接(優(yōu)選共價(jià)連接)到載體上的基團(tuán)，在過渡金屬配合物中不對(duì)稱二亞胺為配體。由此，含有過渡金屬配合物的不對(duì)稱二亞胺就成為了催化劑體系的組分，優(yōu)選催化劑體系為負(fù)載在載體上的聚合催化劑體系。這種體系通常為人們所熟知的體系，并且對(duì)于二亞胺而言明確已知，參見國(guó)際專利申請(qǐng)02/79276。上述優(yōu)選的極性基團(tuán)包括羥基、氨基(特別是伯胺和仲胺)、硫醇和羧基，并且特別優(yōu)選羥基。形成上述過渡金屬配合物同樣是本領(lǐng)域所熟知的，參見例如美國(guó)專利5,955,555、6,103,658、6,200,925和6,579,823，它們都在此引入作為參考。
如上所述，通常將得到不對(duì)稱二亞胺和兩種對(duì)稱二亞胺的混合物。在將它們分離之后，所得對(duì)稱二亞胺可以用于其它應(yīng)用。然而，在一些情形中，優(yōu)選對(duì)其進(jìn)行回收和將其進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為期望的不對(duì)稱二亞胺。這可以通過以下方法實(shí)現(xiàn)，將兩種對(duì)稱二亞胺(優(yōu)選等摩爾量)置入相同反應(yīng)中，并且通過例如加熱、加入催化劑和加入一些水使它們?cè)倨胶?。這將再次形成不對(duì)稱二亞胺和對(duì)稱二亞胺的混合物，通過液相色譜法可以將它們分離。
這種再平衡也可以在以下反應(yīng)中進(jìn)行，其中對(duì)稱二亞胺被加入到兩種不同的伯胺與二羰基化合物的混合物中。如果只將這兩種對(duì)稱二亞胺中的一種加入到該反應(yīng)中，那么就應(yīng)當(dāng)對(duì)該反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得加入的兩種“伯胺”(為伯胺或者二亞胺的一部分)的量大約等摩爾。
以下說明了總體上稍微不同的合成不對(duì)稱二亞胺的方法?？梢苑謩e制備兩種適當(dāng)?shù)膶?duì)稱二亞胺[通過與方程式(1)中反應(yīng)類似的方法制備]，其中一種帶有適當(dāng)?shù)臉O性基團(tuán)而另外一種未帶有極性基團(tuán)，然后使其平衡，從而形成兩種對(duì)稱二亞胺和不對(duì)稱二亞胺的混合物。其中不對(duì)稱二亞胺可以通過應(yīng)用液相色譜法得到純化。
由此，如果兩種對(duì)稱二亞胺中的一種或者全部都沒有其它用途，可以將它們循環(huán)在該工藝中以形成不對(duì)稱二亞胺。當(dāng)二羰基化合物和/或兩種伯胺中的一種或者兩種價(jià)格特別昂貴時(shí)，上述工藝是特別有價(jià)值的。
實(shí)施例1 向1.00g苊醌(acenaphtenequinone)(5.48mmol/1當(dāng)量)的50ml甲苯懸浮液中加入0.83g 2-(4-氨基苯基)乙醇(6.02mmol/1.1當(dāng)量)、1.94g 2，4，6-三苯基苯胺(6.02mmol/1.1當(dāng)量)和0.06g對(duì)甲苯磺酸一水合物(0.06mol％)。將上述反應(yīng)混合物回流7天。通過共沸蒸餾將水除去。隨后在二氧化硅上，使用Whatman 250μm層，TLC撓性板，PE SIL G/UV(Whatman plc，Kent ME16 OLS，UK)對(duì)該反應(yīng)進(jìn)行薄層色譜分析，以確保反應(yīng)完成。不對(duì)稱二亞胺通過急驟層析法(乙酸乙酯∶己烷/1∶1體積)進(jìn)行純化，以30％的產(chǎn)率(1.0g)分離得到為深紅色固體的產(chǎn)品。急驟層析法在標(biāo)準(zhǔn)條件下，使用W.C.Still等人，J.Org.Chem.，vol.43，p.2923-2925(1978)中所述的程序進(jìn)行，該文獻(xiàn)在此引入作為參考。其中使用長(zhǎng)36cm×直徑4.5cm的柱，并且該柱填充有約2/3的硅膠(Scientific Adsorbents #2826-25，粒徑22～63μm，孔徑60埃，Scientific Adsorbents，Inc.，Atlanta，GA 30340，USA)。通過急驟層析法對(duì)兩種產(chǎn)物-不含有羥基的對(duì)稱二亞胺1(Rf＝0.83)和含有一個(gè)羥基的不對(duì)稱二亞胺2(Rf＝0.36)進(jìn)行分離。在真空下將溶劑除去。由此得到了為深紅色固體的二亞胺1和2，相應(yīng)的產(chǎn)率為8.5％(0.37g)和30％(1g)。含有兩個(gè)羥基的二亞胺3顯然仍然吸附在柱上，可能可以通過使用極性更高的溶劑(混合物)得到洗脫。
1H NMR(300MHz，CDCl3，25℃)2.93(m，2H，CH2)，4.14(m，2H，OCH2)，6.68，6.78，6.87，6.98，7.26，7.39，7.53，7.63，7.77(數(shù)個(gè)m，∑27H，Ar).
權(quán)利要求
1.一種制備不對(duì)稱二亞胺的方法，包括形成不對(duì)稱二亞胺和兩種對(duì)稱二亞胺的混合物，然后對(duì)所述混合物進(jìn)行液相色譜分離，從而分離所述不對(duì)稱二亞胺，條件是所述不對(duì)稱二亞胺具有連接在通過單鍵鍵接到亞氨基碳原子上的基團(tuán)上的極性基團(tuán)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述不對(duì)稱二亞胺具有下式 其中R1各自獨(dú)立地為氫、雜原子連接的一價(jià)自由基、烴基或者取代烴基，Y為共價(jià)鍵或者二價(jià)橋接基團(tuán)；R2為烴基或者取代烴基；和R3為含有極性基團(tuán)的取代烴基；和條件是兩個(gè)R1可以連接起來形成環(huán)；和R2和R3不同。
3.如權(quán)利要求1或者2所述的方法，其中R1各自為甲基或者兩個(gè)R1連接起來形成
4.如權(quán)利要求1、2或者3所述的方法，其中Y為共價(jià)鍵、-(CH2)n-或者 其中n為1、2或者3。
5.如權(quán)利要求1～4任一項(xiàng)所述的方法，其中R2為取代芳基，和R3為芳基或者取代芳基。
6.如權(quán)利要求1～5任一項(xiàng)所述的方法，其中所述極性基團(tuán)選自羥基、氨基、硫醇和羧基。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述極性基團(tuán)為羥基。
8.如權(quán)利要求1～7任一項(xiàng)所述的方法，其中所述固定相為硅膠或者氧化鋁。
9.下式的不對(duì)稱二亞胺 其中R1各自獨(dú)立地為氫、雜原子連接的一價(jià)自由基、烴基或者取代烴基，Y為共價(jià)鍵或者二價(jià)橋接基團(tuán)；R2為烴基或者取代烴基；和R3為含有極性基團(tuán)的取代烴基；和條件是兩個(gè)R1可以連接起來形成環(huán)；和R2和R3不同。
10.如權(quán)利要求9所述的不對(duì)稱二亞胺，其中R1各自為甲基或者兩個(gè)R1連接起來形成
11.如權(quán)利要求9或者10所述的不對(duì)稱二亞胺，其中Y為共價(jià)鍵、-(CH2)n-或者 其中n為1、2或者3。
12.如權(quán)利要求9、10或者11所述的不對(duì)稱二亞胺，其中R2為取代芳基，和R3為芳基或者取代芳基。
13.如權(quán)利要求9～12任一項(xiàng)所述的不對(duì)稱二亞胺，其中所述極性基團(tuán)選自羥基、氨基、硫醇和羧基。
14.如權(quán)利要求13所述的不對(duì)稱二亞胺，其中所述極性基團(tuán)為羥基。
全文摘要
含有極性基團(tuán)的新型不對(duì)稱二亞胺通過制備不對(duì)稱二亞胺和兩種對(duì)稱二亞胺的混合物得到形成，例如通過使二羰基化合物與兩種伯胺反應(yīng)形成。然后，所述不對(duì)稱二亞胺通過液相色譜法得到純化。所述不對(duì)稱二亞胺可以用作烯烴聚合催化劑的配體。
文檔編號(hào)C07C249/02GK1942433SQ200580011872
公開日2007年4月4日 申請(qǐng)日期2005年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月27日
發(fā)明者M·S·布魯哈特, V·科托夫 申請(qǐng)人:北卡羅來納查佩爾山大學(xué)