2-氧代-1,3-二氧戊環(huán)-4-酰基鹵、其制備及用圖
【專(zhuān)利說(shuō)明】2-氧代-1,3-二氧戊環(huán)-4-釀基商、其制備及用途
[0001] 本發(fā)明涉及式（I)的2-氧代-1，3-二氧戊環(huán)-4-酰基鹵，
[0002]
[0003]其中X選自F、Cl、Br、I及其混合物，
[0004] 涉及制備所述2-氧代-1，3-二氧戊環(huán)-4-?；u的方法、所述2-氧代-1，3-二 氧戊環(huán)-4-?；u用于制備式（II)的2-氧代-1，3-二氧戊環(huán)-4-羧酸酯的用途，
[0005]
[0006] 其中札選自直鏈、支鏈或環(huán)狀的Ci12_烷基、C6i。-芳基、C6 12-芳烷基和C6 12-烷芳 基，
[0007] 涉及所述2-氧代-1，3-二氧戊環(huán)-4-?；u用于制備式（III)的2-氧代-1，3-二 氧戊環(huán)-4-羧酰胺的用途，
[0008]
[0009] 其中札和R2各自彼此獨(dú)立地選自H、直鏈、支鏈或環(huán)狀的Ci12_烷基、C6i。-芳基、 c612_芳烷基和C6 12-燒芳基，或與它們連接的N原子一起形成5元至8元環(huán)，
[0010] 以及涉及所述2-氧代-1，3-二氧戊環(huán)-4-?；u作為用于阻隔胺的試劑的用途。
[0011]結(jié)構(gòu)類(lèi)似的化合物是現(xiàn)有技術(shù)中已知的。例如，W0 2004/003001A1記載了通式 (IV)的化合物，
[0012]
[0013] 其中RJPR2可為彼此獨(dú)立的基團(tuán)，Ri+Rf0或0^+?可為3至6元環(huán)烷基。R4 可為氫、直鏈或支鏈的qs-烷基、c512-環(huán)烷基或c615-芳基。r3可為直鏈或支鏈的cis-烷 基或C615-芳基。總而言之，W0 2004/003001A1記載了類(lèi)型（VI)的對(duì)映異構(gòu)體的酶促外 消旋體分離，但未說(shuō)明這些化合物的合成。
[0014]EP1941946A1記載了碳氮化物催化劑尤其用于制備某些二取代的有機(jī)碳酸酯的 用途。這些有機(jī)碳酸酯也可為通式（V)的化合物，
[0015]
[0016] 其中Rw和R11彼此獨(dú)立地選自任選的取代基。取代基的含義可為烷基、芳基、雜芳 基和酯基C02A，其中A可依次為烷基或芳基，如直鏈或支鏈的Ci6_烷基，優(yōu)選為Ci3-烷基 且特別優(yōu)選為甲基或乙基。然而，沒(méi)有說(shuō)明2-氧代-1，3-二氧戊環(huán)體系的合成。
[0017]JP2006-003433A記載了用于液晶顯示元件的密封組合物，所述密封組合物包含 通式（VI)的化合物，
[0018]
[0019] 其中R為H、羥基、氰基、羧酸基、任選取代的芳族環(huán)、直鏈、支鏈或環(huán)狀的烷基、酰 基或酯基。還提及了 2-氧代-1，3-二氧戊環(huán)-4-羧酸（R=C00H)。
[0020]EP0001088A1尤其記載了通式（VII)的2-氧代-1,3-二氧戊環(huán)，其中R可為Η 或ch3。
[0021]
[0022]EP2397474A1記載了式（VIII)的2-氧代-1,3-二氧戊環(huán)-4-羧酸酯、通過(guò)相應(yīng) 的環(huán)氧化物的羧基化制備它們的方法、其酯交換的方法以及它們用于制備羥基氨基甲酸乙 酯和作為用于阻隔胺的端基的用途，
[0023]
[0024] 其中札可優(yōu)選為Me或Et或最多可被n-1個(gè)其他的2-氧代-1，3-二氧戊環(huán)-4-羧 基取代的η價(jià)基團(tuán)。
[0025]US2010/0317838Α1 記載了式（IX)的化合物
[0026]
[0027] 其中Ζ可為0且η可為0,且基團(tuán)W1或Wla的至少一個(gè)基團(tuán)包含受保護(hù)的糖苷，且 基團(tuán)W1和Wla各自彼此獨(dú)立地尤其也可為酰胺基。
[0028] 基于多異氰酸酯的聚氨酯屬于現(xiàn)有技術(shù)。它們用作例如粘結(jié)劑、密封劑、澆鑄組合 物（castingcompositions)，用于防腐和用于涂料。由此獲得的固化組合物對(duì)酸、堿和化學(xué) 品的高耐受性是有利的。然而，單體低分子量的（多）異氰酸酯化合物是毒理學(xué)上不可接 受的，特別是當(dāng)它們易揮發(fā)或轉(zhuǎn)移時(shí)。
[0029] 聚氨酯體系也可由環(huán)狀碳酸酯化合物出發(fā)獲得，其是毒理學(xué)上可接受的。因此，例 如，碳酸甘油酯（4_(羥甲基）-2_氧代-1，3-二氧戊環(huán)）經(jīng)常用于化妝品，S卩，它是無(wú)毒性 的。
[0030] 環(huán)狀碳酸酯化合物與胺反應(yīng)開(kāi)環(huán)尤其得到羥基氨基甲酸乙酯（參見(jiàn)如下通式方 案）：
[0031]
[0032] 基于碳酸甘油酯的體系的缺點(diǎn)是低的區(qū)域選擇性，這將導(dǎo)致反應(yīng)路線(xiàn)A、B和C、在 室溫下體系的相對(duì)低的反應(yīng)性，且催化劑明顯增加開(kāi)環(huán)的速率的事實(shí)也促進(jìn)了逆反應(yīng)，這 可導(dǎo)致已形成產(chǎn)物的部分分解。
[0033] 在上述EP2397474A1中，這些問(wèn)題通過(guò)使用酯基代替R中的醚基已得到部分解 決。這種吸電子基團(tuán)使反應(yīng)速率顯著增加并使反應(yīng)更傾向于反應(yīng)路線(xiàn)A。在形成仲羥基氨 基甲酸乙酯[I]的情況下，沒(méi)有觀察到逆反應(yīng)。然而，難以制備分子中包含兩個(gè)以上2-氧 代-1，3-二氧戊環(huán)-4-羧基的粘合劑，原因在于其通過(guò)酯交換進(jìn)行，在酯交換的過(guò)程中環(huán)狀 碳酸酯環(huán)也可能被攻擊。
[0034] 上述US2010/0317838A1給出了這種開(kāi)環(huán)反應(yīng)與R的性質(zhì)無(wú)關(guān)的認(rèn)知（參見(jiàn)US 2010/0317838A1的權(quán)利要求17,其涉及權(quán)利要求1的可含有類(lèi)似酯基或酰胺基的化合物 的開(kāi)環(huán)）。然而，這種認(rèn)知非常具有誤導(dǎo)性。
[0035]首先，已經(jīng)進(jìn)行了研究（參見(jiàn)，H.Tomita,F.Sanda,T.Endo,JournalofPolymer Science:PartA:PolymerChemistry,第 39卷，第 3678-3685 頁(yè)（2001))，根據(jù)該研究 4 位被基團(tuán)R取代的2-氧代-1，3-二氧戊環(huán)與胺的反應(yīng)性以下列順序增加：R=Me〈R=H〈R =Ph〈R=CH20Ph〈〈R=CF3〇
[0036] 其次，在上述EP2397474A1提及的其中聚合物主鏈通過(guò)酯鍵連接的產(chǎn)物的情況 中，即，在如下式方案中的R表示聚合物主鏈的情況中，開(kāi)環(huán)（硬化）反應(yīng)伴隨有一定量的 酯鍵的氨解，這導(dǎo)致主鏈以非反應(yīng)性醇的形式脫離。
[0037]
[0038] 在優(yōu)先權(quán)日為2011年12月22日且于2012年11月14日公開(kāi)的PCT/ EP2012/072589中公開(kāi)為酰胺的情況中，氨解本質(zhì)上是不可能的。如果發(fā)生任何轉(zhuǎn)氨基化作 用，則所形成的胺將能起到反應(yīng)性硬化劑的作用以進(jìn)攻其他環(huán)狀碳酸酯基團(tuán)。因此，產(chǎn)物的 交聯(lián)和硬化程度更高。如下式方案所示。
[0039]
[0040]這是-4-羧酰胺相比于-4-羧酸酯的明顯優(yōu)勢(shì)。然而，上述PCT/EP2012/072589 中的-4-羧酰胺衍生物通過(guò)例如使用有毒的異氰酸酯進(jìn)行合成（參見(jiàn)其實(shí)施例9):
[0041]
[0042] 本發(fā)明的目的是基本上避免上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的至少某些缺點(diǎn)?？偠灾?在提供另一種含有吸電子基團(tuán)的2-氧代-1，3-二氧戊環(huán)體系。具體而言，旨在提供毒理 學(xué)上可接受、易于獲得且對(duì)醇和胺具有更高反應(yīng)性的2-氧代-1，3-二氧戊環(huán)體系，以使上 述-4-羧酰胺和-4-羧酸酯易于合成。
[0043] 該目的已通過(guò)獨(dú)立權(quán)利要求的特征實(shí)現(xiàn)。從屬權(quán)利要求涉及優(yōu)選實(shí)施方案。
[0044] 本發(fā)明提供式（I)的2-氧代-1，3-二氧戊環(huán)-4-?；u，
[0045]
[0046] 其中X選自F、Cl、Br、I及其混合物。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，X為C1。 (2-氧代-1，3-二氧戊環(huán)-4-?；u可也稱(chēng)為2-氧代-1，3-二氧戊環(huán)-4-羰基鹵化物。）
[0047] 本發(fā)明還提供一種制備上述定義的2-氧代-1，3-二氧戊環(huán)-4-酰基鹵的方法，其 中將式（X)的2-氧代-1，3-二氧戊環(huán)-4-羧酸與鹵化劑反應(yīng)。
[0048]
[0049] 在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述鹵化劑為S0C12。
[0050] 所述鹵代反應(yīng)優(yōu)選在升高的溫度下不使用溶劑進(jìn)行。具體而言，所述鹵代優(yōu)選在 約60°C下在作為催化劑的二甲基甲酰胺的存在下進(jìn)行。
[0051] 上述鹵代反應(yīng)的重要中間體為2-氧代-1，3-二氧戊環(huán)-4-羧酸，其合成記載于上 述PCT/EP2012/072589中。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，2-氧代-1，3-二氧戊環(huán)-4-羧酸可通過(guò)在 酸性介質(zhì)中，優(yōu)選在乙酸水溶液中將式（11-? =Me)的2-氧代-1，3-二氧戊環(huán)-4-羧酸酯 進(jìn)行水解而制備。此外，根據(jù)另一實(shí)施方案，2-氧代-1，3-二氧戊環(huán)-4-羧酸可通過(guò)N-氧 化物介導(dǎo)氧化（N-oxide-mediated)的方式將碳酸甘油酯（4_(輕甲基）-2_氧代-1,3-二 氧戊環(huán)）氧化而制備（參見(jiàn)參考實(shí)施例1和2。）
[0052] 此外，本發(fā)明還提供本發(fā)明的2-氧代-1，3-二氧戊環(huán)-4-酰基鹵用于制備式（II) 的2-氧代-1，3-二氧戊環(huán)-4-羧酸酯的用途。
[0053]
[0054] 其中札選自直鏈、支鏈或環(huán)狀的Ci12-烷基、C6i。-芳基、C6 12-芳烷基和C6 12-烷芳 基。札也可為具有2至6價(jià)（優(yōu)選2至3價(jià)）的基團(tuán)，其被1至5個(gè)（優(yōu)選1至2個(gè)）其 他的2-氧代-1，3-二氧戊環(huán)-4-羧酸酯基取代。札也可衍生自多元醇，例如寡糖或多糖。
[0055] 本發(fā)明還提供本發(fā)明的2-氧代-1，3-二氧戊環(huán)-4-酰基鹵用于制備式（III)的 2_氧代-1，3-二氧戊環(huán)-4-羧酰胺的用途。
[0056]
[0057] 其中&和1?2在每種情況下彼此獨(dú)立地選自H、直鏈、支鏈或環(huán)狀的Ci12_烷基、 c6i。-芳基、C6 12-芳烷基和C6 12_燒芳基，或與它們連接的N原子一起形成5元至8元環(huán)。 R2也可為具有2至6 (優(yōu)選2至3)價(jià)的基團(tuán)，其被1至5個(gè)（優(yōu)選1至2個(gè)）其他的2-氧 代-1，3-二氧戊環(huán)-4-羧酰胺基團(tuán)取代。&可也衍生自聚酰胺。
[0058] 最后，本發(fā)明提供本發(fā)明的2-氧代-1，3-二氧戊環(huán)-4-?；u作為阻隔胺的試劑 的用途，即，作為端基（稱(chēng)為"封端"）。這對(duì)常規(guī)的、胺交聯(lián)的聚氨酯體系也是有利的，因?yàn)?過(guò)量的胺可導(dǎo)致變色，同時(shí)過(guò)量的異氰酸酯是毒理學(xué)上不可接受的。
[0059] 現(xiàn)參照以下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。 實(shí)施例
[0060] 實(shí)施例1 (參考）：4-甲氧基羰基-2-氧代-1，3-二氧戊環(huán)的酸性水解
[0061]
[0062] 將 73g(0· 5mol) 4-甲氧基羰基-2-氧代-1，3-二氧戊環(huán)（EP2397474A1)與 llg(0.55mol)水和48g(0.8mol)乙酸加熱回流3小時(shí)。然后將混合物加入至環(huán)己燒中，從 分離出的油狀物中小心地除去全部揮發(fā)性成分并將殘余物用二氯甲烷研磨直至形成無(wú)色 晶形沉淀。將沉淀物用乙醚洗滌并在真空下干燥。得到2-氧代-1，3-二氧戊環(huán)-4-羧酸。
[0063] 熔點(diǎn)：119-121?！H-NMlUCDClVDMSO-dea/O·l[mol/mol])) :9. 486(寬峰，s; 1H) ;5.012(dd;lH) ;4.637(t;lH) ;4.506(dd;lH).13C-MMR(CDCl3/DMS0-d6(l/0.1[mol/ 11101])):168.425(〇)酸）；153.348(〇)環(huán)狀碳酸酯） ；72.247(切-〇)0!1);66.988(切2〇1-〇)0 !1).11?(丫[0111]):2977匕8(0!1酸），2751匕￥，2658匕￥，2621匕￥，2538匕￥，2407匕￥，178513111(〇)環(huán)狀 碳酸酯），1793bs(CO酸），1546w, 1481w, 1431w, 1399s, 1345w, 1325w, 128m, 1196s, 1087s, 107 4s, 1039m, 9