專利名稱：可共聚光引發(fā)劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于制備(甲基)丙烯酸酯化光引發(fā)劑((meth) acrylatedphotoinitiators)的新中間體和用于制備(甲基)丙烯酸酯化光引發(fā)劑的方法。
背景技術(shù)：
自由基光引發(fā)劑為當(dāng)暴露于通過形成自由基產(chǎn)生的光化輻射時引發(fā)單體聚合的 化合物。光引發(fā)劑通常用于UV固化的組合物，例如UV固化的噴墨打印機油墨。為了在食品包裝材料上涂布或印刷，由于光引發(fā)劑及其降解產(chǎn)物的可能的或者已 知的毒性，可能必須使用可共聚的光引發(fā)劑。US 4922004(MERCK)公開了丙烯酰氧基苯基羥基丙基酮及其它類型的可共聚的光 引發(fā)劑。這些光引發(fā)劑采用(甲基)丙烯酰氯制備。通常已知(甲基)丙烯酰氯是高度反應(yīng)活性的并且穩(wěn)定性有限。其通?；祀s有環(huán) 狀二聚體，需要在使用前蒸餾(destination)。結(jié)合(甲基)丙烯酰氯的高毒性性質(zhì)、市場 上可獲得性有限及高的成本，采用(甲基)丙烯酰氯的合成方法并不能很好地適合于以工 業(yè)規(guī)模制備(甲基)丙烯酸酯化光引發(fā)劑。丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯通?？刹捎貌煌暮铣刹呗灾苽洹５湫偷?，采用丙烯酸 或甲基丙烯酸與所要求的醇的酸催化酯化作用。然而，該方法不適合于例如在幾個α-羥 基酮光引發(fā)劑中的酸敏感性官能團(tuán)(acid sensitive functional groups)，需要不同的合 成策略。高度合乎需要的是能夠按照與本領(lǐng)域方法現(xiàn)狀相比較簡化了的方法，得到具有高 純度的(甲基)丙烯酸酯化光引發(fā)劑，避免其高度反應(yīng)性、不穩(wěn)定性和毒性。發(fā)明公開本發(fā)明的目的本發(fā)明的一個目的是提供用于制備(甲基)丙烯酸酯化光引發(fā)劑的新的通用中間 體。本發(fā)明的另一個目的是提供用于按照簡易方法，以工業(yè)規(guī)模制備(甲基)丙烯酸 酯化光引發(fā)劑的方法。本發(fā)明的另一個目的是提供用于按照不需要(甲基)丙烯酰氯的方法制備(甲 基)丙烯酸酯化光引發(fā)劑的方法。本發(fā)明的這些和其它目的自下文的描述將變得顯而易見。發(fā)明概述已經(jīng)發(fā)現(xiàn)一種非常簡易的通過采用無機堿或羧酸鹽的懸浮液，在非質(zhì)子溶劑中， 自新型中間體進(jìn)行HCl的β-消除(elimination)，用于制備(甲基)丙烯酸酯化光引發(fā)劑 的方法。所述制備得到具有高純度的(甲基)丙烯酸酯化光引發(fā)劑并且避免了使用高反應(yīng) 性、不穩(wěn)定的和毒性的(甲基)丙烯酰氯。本發(fā)明的目的已經(jīng)用如權(quán)利要求1定義的中間體得以實現(xiàn)。
本發(fā)明的目的也已經(jīng)用制備如由權(quán)利要求8定義的中間體的方法得以實現(xiàn)。本發(fā)明的目的也已經(jīng)用制備如由權(quán)利要求9定義的(甲基)丙烯酸酯化光引發(fā)劑 的方法得以實現(xiàn)。本發(fā)明的另外的優(yōu)點和實施方案將自以下描述變得顯而易見。紅在本申請的公開中，術(shù)語“UV”用作紫外輻射的縮寫。如在本申請的公開中使用的術(shù)語“光化輻射”意指能夠引發(fā)光化學(xué)反應(yīng)的電磁輻射。術(shù)語“烷基”意指在烷基中對每一種數(shù)目的碳原子的所有可能的變體，即對于三個 碳原子正丙基和異丙基；對于四個碳原子正丁基、異丁基和叔丁基；對于五個碳原子正 戊基、1，1- 二甲基_丙基、2，2_ 二甲基丙基和2-甲基丁基等。如在本申請的公開中使用的使用的術(shù)語“取代的”意指脂族基團(tuán)(例如烷基、烯 烴基團(tuán)和炔烴基團(tuán))、芳族基團(tuán)(例如芳烷基和烷芳基)或者脂環(huán)烴基中的一個或更多個 碳原子和/或碳原子的一個或更多個氫原子被氧原子、氮原子、磷原子、硅原子、硫原子、 鹵原子、硒原子或碲原子，或者含有一個或更多個這些所述碳與氫替代原子的基團(tuán)替代。 這樣的取代基包括羥基、硫醇基、氨基甲酸酯基團(tuán)、脲基團(tuán)、醚基、硫醚基團(tuán)、羧酸基團(tuán)、酯 基團(tuán)、磺酸酯基團(tuán)、磺酰胺基團(tuán)、膦酸酯基團(tuán)、膦酰胺(phosphonamide)基團(tuán)、氨基磷酸酯 (phosphonamidate)基團(tuán)、酰胺基團(tuán)和胺基團(tuán)。術(shù)語“雜芳基”意指其中至少一個環(huán)共軛的(cyclic conjugated)碳原子被硫原 子、氧原子、硒原子、氮原子或磷原子替代的芳族基團(tuán)。雜芳族基團(tuán)認(rèn)為是雜芳基的同義詞。M^ffen^ (甲基)mmmi^mmm^i丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯可采用不同的合成路線制備。通常，采用丙烯酸或甲基 丙烯酸與所要求的醇進(jìn)行酸催化酯化作用。該方法不適合于例如在幾個a-羥基酮光引發(fā) 劑中的酸敏感性官能團(tuán)。在本發(fā)明中，如通過以下合成流程1舉例說明的那樣，采用無機堿，在非質(zhì)子溶劑 中進(jìn)行消除被用作制備包含酸敏感性官能團(tuán)的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯化光引發(fā)劑 的合成方法。然而，該方法也適合于制備缺乏酸敏感性官能團(tuán)的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯 化光引發(fā)劑。合成流程1
R1R1其中X選自CI、Br、I和磺酸酯；R1表示氫或甲基；和R2為包含酸敏感性官能團(tuán)的光引發(fā)部分。在(甲基)丙烯酸酯類的制備中，W0 95/07879 (ALLIEDC0LL0IDS)公開了叔胺作 為優(yōu)選的鹵化氫接受體。進(jìn)一步的公開可在EP 133164A(CIBA)中發(fā)現(xiàn)，其中在實施例中公開了三乙胺的使用。在US 5916987 (MITSUI CHEMICALS)中公開了含氮堿性化合物或無機 氫氧化物通過消除在制備含硫(甲基)丙烯酸酯類中的用途。包含酸敏感性官能團(tuán)或水解不穩(wěn)定官能團(tuán)的可共聚光引發(fā)劑可通過采用如合成 流程1的起始化合物，依據(jù)式(I)的中間體制備。
式(I)其中Rl選自氫和甲基；A表示包含至少一個光引發(fā)部分的基團(tuán)；L表示包含至少一個碳原子的η+ο-價連接基團(tuán)；η和ο各自獨立地表示1-4的整數(shù)；ρ 等于 0 或 1 ；X表示選自Cl、Br、I和R2SO3的基團(tuán)；禾口R2表示選自烷基、烯基、炔基、烷芳基、芳烷基、芳基和雜芳基的任選取代的基團(tuán)。通過采用無機堿或羧酸鹽的懸浮液，在非質(zhì)子溶劑中，使依據(jù)式(II)的起始原料 與依據(jù)式(III)的酰氯反應(yīng)，可制備依據(jù)式(I)的中間體 其中Rl選自氫或甲基；A表示包含至少一個光引發(fā)部分的基團(tuán)；L表示包含至少一個碳原子的η+ο-價連接基團(tuán)；η和ο各自獨立地表示1-4的整數(shù)；ρ 等于 0 或 1 ；X表示選自Cl、Br、I和R2SO3的基團(tuán)；禾口R2表示選自烷基、烯基、炔基、烷芳基、芳烷基、芳基和雜芳基的任選取代的基團(tuán)。在一個優(yōu)選的實施方案中，通過采用選自碳酸鹽、碳酸氫鹽、硼酸鹽、磷酸鹽和磷 酸氫鹽的羧酸鹽或無機堿的懸浮液，在非質(zhì)子溶劑中，使依據(jù)式(II)的起始原料與依據(jù)式 (III)的酰氯反應(yīng)，并在相同條件下直接轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的(甲基)丙烯酸酯，而不須分離依據(jù) 式⑴的中間體，制備依據(jù)式⑴的中間體。依據(jù)式(I)的中間體的連接基團(tuán)L優(yōu)選地不包含多于20個碳原子。在依據(jù)式⑴的中間體的另一個優(yōu)選實施方案中，11和ο兩者為1。結(jié)果，L優(yōu)選 地表示二價連接基團(tuán)。
在依據(jù)式(I)的中間體的另一個優(yōu)選實施方案中，L通過選自酯、酰胺、醚、硫醚和 胺的官能團(tuán)將A連接至0。在依據(jù)式(I)的中間體的最優(yōu)選實施方案中，L選自取代或未取代的亞烷基、取代 或未取代的亞芳基、取代或未取代的亞雜芳基，亞烷基為尤其優(yōu)選的。光引發(fā)部分A在式(I)中間體中的光引發(fā)部分A可衍生自諾里什I型或諾里什II型引發(fā)劑。在一個優(yōu)選的實施方案中，光引發(fā)部分A選自安息香醚、苯偶?？s酮(benzil ketals)、a，a _ 二烷氧基苯乙酮、a _羥基烷基苯基酮、a -氨基烷基苯基酮、?；⒀趸?物、雙_?；⒀趸铩Ⅴ；⒘蚧?、a “鹵代酮、a “鹵代砜(halosulfones)、苯酰甲酸 酯(phenylglyoxalates)、二苯甲酮、噻噸酮、1，2_ 二酮類和蒽醌類。光引發(fā)部分A的典型實例通過表1給出并且不限于此表 1 虛線表示與依據(jù)式(I)的中間體中L的鍵合位點。當(dāng)P等于0時，光引發(fā)部分A 上的氧原子為式(I)中酯的部分和式(II)中的羥基。在一個甚至更優(yōu)選的實施方案中，依據(jù)式(I)的中間體中的X選自Cl和Br，Cl為 尤其優(yōu)選的。中間體依據(jù)本發(fā)明的典型中間體通過表2給出并且不限于此。表2 依據(jù)式(I)的中間體對于制備(甲基)丙烯酸酯化光引發(fā)劑具有重要意義。然而， 依據(jù)式(I)的中間體對于合成廣泛種類的如在以下流程中對INT-1闡述的光引發(fā)劑衍生物 是非常通用的起始原料。 無機堿和羧酸鹽在通過于非質(zhì)子溶劑中，從依據(jù)式(I)的中間體進(jìn)行HX的β-消除，制備(甲基) 丙烯酸酯化光引發(fā)劑的方法中，必需使用無機堿或羧酸鹽。無機堿或羧酸鹽優(yōu)選地以懸浮 液的形式存在。無機堿或羧酸鹽的懸浮液可自商品級的不同無機堿或羧酸鹽制備，而無須進(jìn)一步 減小粒度。常規(guī)的碾磨和分散技術(shù)可用于減小無機堿或羧酸鹽懸浮液的粒度，以進(jìn)一步最 優(yōu)化如通過本發(fā)明公開的合成方法，例如增加反應(yīng)速度。無機堿優(yōu)選地選自碳酸鹽、碳酸氫鹽、硼酸鹽、磷酸鹽和磷酸氫鹽。在一個優(yōu)選的實施方案中，無機堿或羧酸鹽為鉀鹽，即具有鉀平衡離子。在最優(yōu)選的實施方案中，碳酸鉀用作無機堿。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)鉀鹽的使用與例如鈉鹽相比較，在得到高轉(zhuǎn)化率、縮短反應(yīng)時間方面是 有利的。頻繁用于其它類型消除反應(yīng)的有機堿例如三乙胺導(dǎo)致未完全的轉(zhuǎn)化和/或更 難以通過更加復(fù)雜的分離方法以工業(yè)規(guī)模實現(xiàn)。非質(zhì)子溶劑在用于通過結(jié)合使用無機堿或羧酸鹽，從依據(jù)式(I)的中間體進(jìn)行HX的β-消 除，制備(甲基)丙烯酸酯化光引發(fā)劑的方法中，必需使用非質(zhì)子溶劑。非質(zhì)子溶劑優(yōu)選地選自脂肪酮例如丙酮和2- 丁酮、脂肪腈例如乙腈、環(huán)狀醚例如 四氫呋喃和二氧六環(huán)、脂肪族酯例如乙酸乙酯和乙酸異丙酯、脂肪族醚例如乙醚和叔丁基 甲基醚、乙二醇醚、乙二醇酯、來自Dow的Proglyde DMM 、來自Dow的Dowanol ΡΜΑ 、二甲 基乙酰胺、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲亞砜、環(huán)丁砜、內(nèi)酯例如Y-丁內(nèi)酯、鹵代 烴例如二氯甲烷、芳烴例如甲苯和脂肪族烴例如環(huán)己烷?？墒褂脙煞N或更多種不同的非質(zhì)子有機溶劑的混合物?？晒簿鄣墓庖l(fā)劑可按照用于制備依據(jù)本發(fā)明的(甲基)丙烯酸酯化光引發(fā)劑的方法制備的典型引 發(fā)劑通過表3給出并且不限于此。表 3 實施例MM用于以下實施例的所有原料可自Aldrich Chemical公司(比利時)易于得到，除 非另外指明。MEK為甲乙酮。Darocur 2959 為可得自 CIBA SPECIALTY CHEMICALS 的光引發(fā)劑。 Darocur 1173 為可得自 CIBA SPECIALTY CHEMICALS 的光引發(fā)劑。 C-羥基甲基安息香可按照 Hageman H.，Makromol. Chem.，RapidCommun. 2， 517-521 (1981)制備。 實施例1該實施例舉例說明了當(dāng)使用懸浮的無機堿替代氮堿時優(yōu)良的選擇性和分離方法 的簡便性。這通過4-(2-丙烯酰氧基乙氧基)苯基-2-羥基-2-丙基酮的合成舉例說明。 中間體INT-1的合成如下制備INT-1或4- (2- (3-氯丙酰氧基)乙氧基)苯基-2-羥基_2_丙基-酮將40. 4g(0. 18mol)4-(2-羥基乙氧基)苯基-2-羥基-2-丙基-酮(Darocur 2959)溶于560ml丙酮中并加入29. lml (28. 5g，0. 36mol)吡啶。使反應(yīng)混合物冷卻至_10°C 并經(jīng)40分鐘加入34. 4ml (45. 7g，0. 36mol)3-氯丙酰氯，同時溫度保持在_10°C。在室溫下 使反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行24小時。加入400ml水和450ml乙酸乙酯并攪拌混合物，直到所有沉淀的 鹽溶解。分離有機部分，經(jīng)MgS04干燥并減壓蒸發(fā)。向殘余物中加入400ml己烷并攪拌混合 物2小時。經(jīng)過濾分離自介質(zhì)中沉淀的粗品4-(2-(3_氯丙酰氧基)乙氧基)苯基-2-羥 基-2-丙基-酮，用己烷洗滌并干燥。分離到48.3g(96%)的4-(2-(3-氯丙酰氧基)乙氧 基)苯基-2-羥基-2-丙基-酮。產(chǎn)物無須進(jìn)一步純化即可用于研究消除。分離方法的詵擇件和簡便件的評價所制備的中間體用于制備可共聚光引發(fā)劑INI-1。消除反應(yīng)的選擇性和最終 產(chǎn)物分離的簡便性采用不同的堿與反應(yīng)條件進(jìn)行評價。堿的類型與基于中間體所使用的當(dāng)量數(shù)通過表4顯示。反應(yīng)以lOmmol規(guī)模進(jìn)行并向每一反應(yīng)混合物中加入lmol%的BHT以 避免聚合作用。所使用的合成方法目前例證性用于反應(yīng)INV-2，即采用K2C03在丙酮中的分散液進(jìn) 行中間體INT-1的消除。 使7g(22mmol)的4-(2-(3-氯丙酰氧基)乙氧基)苯基-2-羥基-2-丙基-酮 溶于70ml丙酮中。加入4. 6g(33mmol)K2C03* 50mg 2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚。使混 合物回流3小時。在冷卻至室溫后，經(jīng)過濾除去無機鹽并減壓除去熔劑。用75ml正己烷 處理殘余物。自介質(zhì)中結(jié)晶4-(2_丙烯酰氧基乙氧基)苯基-2-羥基-2-丙基酮。分離 4. 2g(67.7%)的4-(2-丙烯酰氧基乙氧基)苯基-2-羥基-2-丙基酮。表 4 反應(yīng)結(jié)果概述于表5中。％轉(zhuǎn)化率采用GC方法測量。用lmlCH2Cl2稀釋200 ill的 每一個樣品。注射1 P 1的每一個樣品。采用Alltech EconocapEC5柱(30x0. 32 025 u m)， 流速為2. 0ml/分鐘的He和分流比為50 1。初始溫度為60°C，保持1分鐘，隨后每分鐘 溫度上升35°C，直到最高溫度達(dá)320°C，保持1分半鐘。FID (火焰離子化檢測器)用于檢 測。表5 對于反應(yīng)C0MP-1和C0MP-4觀察到中間體未完全地轉(zhuǎn)化為可共聚光引發(fā)劑INI-1， 因此未處理。對于反應(yīng)C0MP-2和C0MP-3觀察到光引發(fā)劑INI-1水解為起始原料Darocur 2959。對于反應(yīng)C0MP-2，基于氣相色譜分析觀察到高達(dá)50%的水解。在反應(yīng)C0MP-3中，不 可能除去所有的四甲基胍鹽。盡管自反應(yīng)C0MP-5中分離到具有適當(dāng)純度的產(chǎn)物，但是分離方法不是真正適合 于以工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)。在反應(yīng)C0MP-6中，確立了中間體的完全轉(zhuǎn)化，但是發(fā)現(xiàn)在最終產(chǎn)物中存在一些另 外的副產(chǎn)物，并且也觀察到不完全提取除去的DBU鹽。
在反應(yīng)INV-1和INV-2中，觀察到幾乎完全或完全的轉(zhuǎn)化并且最終產(chǎn)物非常易于 處理。在通過反應(yīng)INV-2制備的光引發(fā)劑中可檢測出沒有副產(chǎn)物。作為得自表5的一般性結(jié)論，很顯然，采用無機堿在非質(zhì)子溶劑中的細(xì)分散液導(dǎo) 致在消除期間完全轉(zhuǎn)化和易于分離的方法，而沒有形成副產(chǎn)物，而使用含氮的有機堿在等 當(dāng)量使用時，導(dǎo)致未完成轉(zhuǎn)化或者更加繁復(fù)的提取分離程序以除去經(jīng)使最終產(chǎn)物水解為 Darocur 2959或形成副產(chǎn)物通常伴隨的要求的過量。實施例2該實施例舉例說明了所使用的無機堿類型對于實施例1的反應(yīng)INV-2的影響。誠%轉(zhuǎn)化率的反應(yīng)與測定以與實施例1中描述的相同方法實施，除了在表6和表7 的反應(yīng)混合物中使用不同類型的無機堿以外。所用組分的量以g給出，除了丙酮以ml給出 外。對于1當(dāng)量的中間體INT-1使用1. 5當(dāng)量的無機堿，在RS10平行反應(yīng)器中(Barstead STEM )進(jìn)行反應(yīng)。表6 表 7 ml采用GC方法測定轉(zhuǎn)化率。用1ml CH2C12稀釋200 u 1的每一個樣品。注射1 yl 的每一個樣品。采用 Alltech EconocapEC5 柱(30x0. 32025 u m)，流速為 2. 0ml/ 分鐘的 He 和分流比為50 1。初始溫度為60°C，保持1分鐘，隨后每分鐘溫度上升35°C，直到最高溫 度達(dá)320°C，保持1分半鐘。FID(火焰離子化檢測器)用于檢測。
%轉(zhuǎn)化率定義為通過以上描述的GC方法測定的4_(2_丙烯酰氧基乙氧基)苯 基-2-羥基-2-丙基酮的峰面積與4- (2-丙烯酰氧基乙氧基)苯基-2-羥基-2-丙基酮和 4-(2-(3-氯丙酰氧基)乙氧基)苯基-2-羥基-2-丙基-酮的峰面積總和的比率乘以100。表8 從表8顯而易見的是廣泛范圍的不同無機堿給出適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)化率。具有兩個鈉和鉀 平衡離子的堿選擇性地產(chǎn)生4-(2-丙烯酰氧基乙氧基)苯基-2-羥基-2-丙基酮，但是鉀 平衡離子是尤其優(yōu)選的，因為它們慣常地導(dǎo)致較高的轉(zhuǎn)化率。如通過實施例1舉例說明的那樣，當(dāng)使用含氮有機堿時，通常在分離期間形成起 始原料Darocur 2959。因此，自反應(yīng)Rl、R2、R3、R5、R8和R9分離4-(2-丙烯酰氧基乙氧 基)苯基-2-羥基-2-丙基酮。在分離期間另外形成的Darocur 2959采用GC分析測量。 如下分離4-(2-丙烯酰氧基乙氧基)苯基-2-羥基-2-丙基酮。經(jīng)過濾除去無機鹽并減壓 蒸發(fā)溶劑。用10ml正己烷處理殘余物并再次分離。采用以上描述的GC方法分析這些樣品。 結(jié)果概述在表9中。表9 從表8和表9中應(yīng)該顯而易見的是，通過避免繁復(fù)的提取以除去對于3-氯丙酸酯 完全轉(zhuǎn)化為丙烯酸酯要求的過量的含氮有機堿，依據(jù)本發(fā)明的合成方法慣常地導(dǎo)致簡化的 合成方法。在分離期間形成Darocur 2959也被有效地減少，從而避免用含氮有機堿在消 除和之后的分離期間通常遇到的問題。實施例3該實施例舉例說明了依據(jù)本發(fā)明的方法可適用于其它的引發(fā)劑。制備要求的中間 體而無須最優(yōu)化反應(yīng)條件。4-丙烯酰氧基二苯甲酮(INI-3)的合成 使6. 7g(35mmol)的4-羥基-二苯甲酮溶于100ml甲乙酮中。加入4. 2g (42mmol) 三乙胺并使混合物冷卻至-10 °C。滴加5. 3g(42mmol)3-氯-丙酰氯，同時保持溫度低 于_5°C。使反應(yīng)在0°C下繼續(xù)30分鐘，并在室溫下繼續(xù)進(jìn)行3小時。經(jīng)過濾除去沉淀的鹽 并減壓蒸發(fā)溶劑。經(jīng)在Prochrom LC80柱上的制備型柱層析法分離3-氯-丙酸4-苯甲酰 基苯基酯，采用正己烷/乙酸乙酯75/25作為洗脫劑，流速為150ml/分鐘和Kromasil 60A 10微米作為二氧化硅。分離到1. 2g的3-氯-丙酸4-苯甲?；交?。使1.2g(4. 75mmol)的3-氯-丙酸4-苯甲?；交ト苡?2ml丙酮中。加入 10mg BHT禾口 lg(7. 13mmol)的無水K2C03。使混合物回流2 小時。TLC分析(Merck Kieselgel 60F254，洗脫劑乙酸乙酯/正己烷30/70)表明3-氯-丙酸4-苯甲?；交ネ耆D(zhuǎn)化為 2_丙烯酸4-苯甲酰基苯基酯。經(jīng)過濾除去無機鹽并減壓蒸發(fā)溶劑。分離到0.8g的2-丙 烯酸4-苯甲?；交ァ；赥LC分析，沒有表明形成副產(chǎn)物。該分析經(jīng)1H-NMR光譜證 實。2-丙烯酸1,1-二甲某-2-氧代-2-苯某乙某酯(INI-6)的合成 使9. 9g(60mmol)的 2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(Darocur 1173)溶 于60ml四氫呋喃中。加入6. lg(60mmol)的三乙胺并使反應(yīng)混合物冷卻至-10°C。加入 7. 6g(60mmol)的3-氯-丙酰氯，同時保持溫度低于_5°C。使反應(yīng)在0°C下繼續(xù)30分鐘，并 在40°C下繼續(xù)反應(yīng)72小時。經(jīng)過濾除去沉淀的鹽并減壓蒸發(fā)溶劑。經(jīng)在Prochrom LC80 柱上的制備型柱層析法純化3-氯-丙酸1，1- 二甲基-2-氧代-2-苯基乙基酯，采用正己 烷/乙酸乙酯80/20作為洗脫劑，流速為150ml/分鐘和Kromasil 60A 10微米作為二氧化 硅。分離到lg的3-氯-丙酸1，1- 二甲基-2-氧代-2-苯基乙基酯。使lg(3. 93mmol)的3_氯-丙酸1，1_ 二甲基_2_氧代_2_苯基乙基酯溶于10ml 丙酮中。加入9mg BHT和0. 8g(5. 9mmol)的無水K2C03并使混合物回流2小時。TLC分析 (Merck Kieselgel 60F254，洗脫劑乙酸乙酯/正己烷30/70)表明3_氯-丙酸1，1_ 二甲 基-2-氧代-2-苯基乙基酯完全轉(zhuǎn)化為2-丙烯酸1，1- 二甲基-2-氧代-2-苯基乙基酯。 經(jīng)過濾除去無機鹽并減壓除去溶劑。分離為0. 7g(77. 8% )為白色結(jié)晶固體的2-丙烯酸1， 1-二甲基-2-氧代-2-苯基乙基酯?；赥LC分析，沒有表明形成副產(chǎn)物。該分析經(jīng)1H-NMR 光譜證實。2-丙烯酸2-(4-苯甲酰某苯氧,某)乙某酯(INI-7)的合成 使3.6g(15mmol)的4_(2_羥基乙氧基)二苯甲酮和1.8g(18mm0l)的三乙胺溶于 40ml 2- 丁酮中。使混合物冷卻至-10°C并滴加2. 3g(18mmol)的3-氯-丙酰氯，同時保持 溫度低于_5°C。使反應(yīng)首先在0°C下繼續(xù)30分鐘，隨后在室溫下繼續(xù)反應(yīng)16小時。經(jīng)過 濾除去沉淀的鹽并減壓除去溶劑。經(jīng)在Prochrom LC80柱上的制備型柱層析法純化粗品 3_氯-丙酸2- (4-苯甲?；窖趸?乙基酯，采用正己烷/乙酸乙酯70/30作為洗脫劑，流 速為50ml/分鐘和Kromasil 60A 10微米作為二氧化硅。分離到1.9g(32%)的3-氯-丙 酸2-(4-苯甲?；窖趸?乙基酯。使1.9g(5. 7mmol)的3_氯-丙酸2_(4_苯甲酰基苯氧基)乙基酯溶于19ml丙 酮中。加入10mg BHT和1. 2g(8. 55mmol)的無水K2C03并使混合物回流3小時。TLC分析 (Merck Kieselgel 60F254，洗脫劑乙酸乙酯/正己烷30/70)表明3_氯-丙酸2_(4_苯甲?；窖趸?乙基酯完全轉(zhuǎn)化為2-丙烯酸2-(4-苯甲?；窖趸?乙基酯。經(jīng)過濾除去 無機鹽并減壓除去溶劑。分離到1.4g(82.4%)的2-丙烯酸2-(4-苯甲酰基苯氧基)乙基 酯。基于TLC分析，沒有表明形成副產(chǎn)物。該分析經(jīng)1H-NMR光譜證實。2，3-二苯某-2-羥某-3-氧,代丙某丙烯酸酯(INI-15)的合成 (2，3-二苯基-2-羥基-3-氧代丙基)-3-氯-丙酸酯(INI-16)的合成使10. 2g(42mmol)的2，3_ 二羥基-1，2-二苯基-1-丙酮溶于130ml丙酮中。加 A 6. 6g(84mmol)的吡啶并使反應(yīng)混合物冷卻至_10°C。滴加10. 7g (84mmol)的3-氯丙酰 氯，同時保持溫度低于0°C。使反應(yīng)在0°C下繼續(xù)30分鐘，隨后在室溫下繼續(xù)反應(yīng)5小時。 向反應(yīng)混合物中加入150ml乙酸乙酯和200ml水。分離有機部分并用200ml乙酸乙酯第二 次提取含水部分。經(jīng)MgS04干燥合并的有機部分并減壓蒸發(fā)。經(jīng)在Prochorm LC80柱上的 制備型柱層析法分離(2，3- 二苯基-2-羥基-3-氧代丙基)-3-氯-丙酸酯，采用Kromasil Si60A 10 u和二氯甲烷作為洗脫劑，流速為150ml/分鐘。分離到8g為白色結(jié)晶產(chǎn)物的(2， 3-二苯基-2-羥基-3-氧代丙基)-3-氯-丙酸酯(60%)。(TLC 在Merck Kieselgel254F60 上進(jìn)行，洗脫劑為二氯甲烷，Rf 0. 19)。2，3-二苯基-2-羥基-3-氧代丙基丙烯酸酯(INI-1)的合成使7.8g(23.4mmol)的(2，3_ 二苯基_2_羥基_3_氧代丙基)_3_氯-丙酸酯溶 于75ml丙酮中。加入4. 9g(35. 1讓01)1(20)3和50mg BHT并使混合物回流5小時。經(jīng)過濾 除去無機鹽并減壓蒸發(fā)溶劑。用50ml正己烷處理殘余物，經(jīng)過濾分離2，3-二苯基-2-羥 基-3-氧代丙基丙烯酸酯并干燥。分離到6. 3g的2，3- 二苯基-2-羥基-3-氧代丙基丙烯 酸酯(91 % )?；趖-NMR分析證明轉(zhuǎn)化率為98%。3-氯,-丙酸9-氧,代-9H- _噸-2-某酯(INI-4)的合成 2-羥基-9H-噻噸-9-酮的合成將150ml濃硫酸加入到16g(0. 103mol)硫代水楊酸中。分批加入60g(0. 44mol) 苯酚。在加入期間溫度升至50°C。使混合物冷卻至室溫并在室溫下攪拌30分鐘。將混合 物加熱至80°C反應(yīng)48小時。使混合物冷卻至室溫并在75°C下經(jīng)1小時小心加入到31水。 在60°C下攪拌混合物另外1小時并使之冷卻至室溫。經(jīng)過濾分離2-羥基-9H-噻噸-9-酮 并干燥。分離到12. 9g的2-羥基-9H-噻噸-9-酮(55% )。2-羥基-9H-噻噸-9-酮純度 足以使用而無須進(jìn)一步純化。3-氯-丙酸9-氧代-9H-噻噸-2-基酯的合成使5g (22mmol)的2_羥基-9H-噻噸_9_酮溶于200ml的回流丙酮中。加入
吡啶 兩酮合成:
苯基(2，4，6-三甲基苯甲酰基)-次膦酸2-羥基乙基酯可按照0￡10706097(8八5朽 的實施例3制備。使0. 22g(0.66mmol)的苯基(2，4，6_三甲基苯甲?；?-次膦酸2_羥基乙基酯溶 于5ml丙酮中。加入0. 11ml (1. 33mmol)吡啶和0. 17g (1. 33mmol) 3-氯丙酰氯并使混合物回 流16小時。經(jīng)過濾除去沉淀的鹽并加入15ml乙酸乙酯。用20ml的0. IN HC1溶液提取混 合物。經(jīng)MgS04干燥有機部分并減壓蒸發(fā)溶劑。經(jīng)在Prochrom LC80柱上的制備型柱層析 法分離苯基(2，4，6_三甲基苯甲?；?-次膦酸2-(3_氯丙酰氧基)乙基酯，采用Kromasil 60A 10微米作為二氧化硅和二氯甲烷/乙酸乙酯90/10作為洗脫劑，流速為150ml/分鐘。 分離到0.045g的苯基(2，4，6_三甲基苯甲?；?-次膦酸2-(3_氯丙酰氧基)乙基酯。實施例4該實施例舉例說明了不僅氯可用作離去基團(tuán)。這通過在4_(2_丙烯酰氧基乙氧 基)苯基-2-羥基-2-丙基酮的合成中采用3-溴-丙酰氯得到例證性說明。4-(2-丙烯酰氧,某乙氧,某)苯某-2-羥某-2-丙某酮(INI-1)的合成 步驟1 :INT_15的合成
3.6ml (3. 5g,44mmol)吡啶，隨后加入5. 6g (44mmol) 3-氯丙酰氯。使混合物回流5小時。在 冷卻至室溫后減壓除去溶劑并使殘余物溶于200ml 二氯甲烷中。用150ml的1M Na2C03溶 液和150ml的0. 1N鹽酸溶液提取二氯甲烷。經(jīng)MgS04干燥有機部分并減壓蒸發(fā)。經(jīng)在SVP D40Merck NP柱上的制備型柱層析法分離3-氯-丙酸9-氧代-9H-噻噸-2-基酯，經(jīng)30分 鐘使用二氯甲烷(20分鐘等度洗脫)-二氯甲烷/乙酸乙酯80/20的梯度洗脫并且流速為 50ml/分鐘。分離到0. 414g為白色結(jié)晶化合物的3-氯-丙酸9-氧代-9H-噻噸-2-基酯 (6% )。 苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)_次膦酸2_(3_氯丙酰氧基)乙基酯(INT-18)的
使10. lg(45mmol)的2_羥基-1_[4_ (2_羥基乙氧基)苯基]_2_甲基丙 酮溶于140ml丙酮中。加入7. lg(90mmol)的吡啶并使反應(yīng)混合物冷卻至-10°C。滴加 16. 2g(90mmol)的3-溴丙酰氯，同時保持溫度低于0°C。使反應(yīng)在0°C下繼續(xù)30分鐘，隨 后在室溫下繼續(xù)反應(yīng)5小時。向反應(yīng)混合物中加入200ml水和150ml乙酸乙酯。分離有機 部分并用200ml乙酸乙酯提取含水部分。經(jīng)MgS04干燥合并的有機部分并減壓蒸發(fā)。經(jīng)在 Prochrom LC80柱上的制備型柱層析法分離4-(2-(3-溴代丙酰氧基)乙氧基)苯基_2_羥 基-2-丙基酮，采用Kromasil 60A 10 u作為二氧化硅和正己烷/乙酸乙酯72/28作為洗 脫劑，流速為150ml/分鐘。分離到5. 4g為白色結(jié)晶產(chǎn)物的4-(2-(3-溴代丙酰氧基)乙氧 基)苯基-2-羥基-2-丙基酮(33% ) (TLC在Merck Kieselgel 254F6(1上進(jìn)行，洗脫劑為 正己烷/乙酸乙酯40/60，Rf 0. 25)。步驟2:INI_1的合成使5. 2g(14. 5mmol)的4_ (2_ (3_溴代丙酰氧基)乙氧基)苯基-2-羥基_2_丙基 酮溶于45ml丙酮中。加入30mg BHT和3. 0g(21. 75mmol)K2C03并使反應(yīng)混合物回流5小 時。使反應(yīng)混合物冷卻至室溫并經(jīng)過濾除去無機鹽。減壓除去溶劑并用50ml正己烷處理 殘余物。經(jīng)過濾分離4-(2_丙烯酰氧基乙氧基)苯基-2-羥基-2-丙基酮。分離到3g為 白色結(jié)晶化合物的4-(2_丙烯酰氧基乙氧基)苯基-2-羥基-2-丙基酮(75% )。實施例5該實施例舉例說明了采用無機堿在非質(zhì)子溶劑中的細(xì)分散液，用3-氯丙酰氯酰 化羥基取代的光引發(fā)劑，隨后在相同的條件下直接消除為相應(yīng)的丙烯酸酯，而無須首先分 離中間體的可行性。該“一反應(yīng)釜”方法對于以工業(yè)規(guī)模制備可共聚光引發(fā)劑是尤其有利 的。4-(2-丙烯酰氧,某乙氧,某)苯某-2-羥某-2-丙某酮(INI-1)的合成 使5.6g(25mmol)的2_羥基-1_[4_(2-羥基乙氧基)苯基]-2-甲基-1-丙酮和 60mg BHT溶于100ml丙酮中。加入19g(0. 1375mol) K2C03并使反應(yīng)混合物冷卻至_5°C。經(jīng) 30分鐘加入9. 5ml(12. 7g，0. lmol)的3-氯丙酰氯。使反應(yīng)混合物回流10小時并經(jīng)如以上 公開的GC測定2-羥基-l-[4-(2-羥基乙氧基)苯基]-2-甲基-1-丙酮轉(zhuǎn)化為4-(2-丙 烯酰氧基乙氧基)苯基-2-羥基-2-丙基酮的轉(zhuǎn)化率。10小時后，證實轉(zhuǎn)化率為94.3%。 常規(guī)分離方法可用于分離4-(2-丙烯酰氧基乙氧基)苯基-2-羥基-2-丙基酮。2-丙烯酸9-氧,代-9H- _噸-2-某酯(INI-4)的合成
使5g(22mmol)的2-羥基-9H-噻噸-9-酮溶于100ml丙酮中。加入50mg BHT、 10. 6g(77mmol)K2C03* 5. 6g (44mmol) 3-氯丙酰氯。使混合物回流3小時。在冷卻至室溫后 經(jīng)過濾除去鹽并減壓除去溶劑。用100ml水處理殘余物并經(jīng)過濾分離粗品2-丙烯酸9-氧 代-9H-噻噸-2-基酯。采用Prochrom LC80柱上的制備型柱層析法進(jìn)一步純化2-丙烯酸 9_氧代-9H-噻噸-2-基酯，采用Kromasil Si60A 10 u作為二氧化硅和二氯甲烷作為洗脫 劑，流速為150ml/分鐘。分離到1. 16g 2-丙烯酸9-氧代-9H-噻噸-2-基酯(19% )0所 分離的化合物具有99 %的純度。該分析經(jīng)t-NMR光譜證實。
權(quán)利要求
一種用于制備依據(jù)式(I)的(甲基)丙烯酸酯化光引發(fā)劑的中間體式(I)其中R1選自氫和甲基；A表示包含至少一個選自苯偶酰縮酮、α，α-二烷氧基苯乙酮、α-羥基烷基苯基酮、α-氨基烷基苯基酮、?；⒀趸?、雙-?；⒀趸?、?；⒘蚧?、α-鹵代酮、α-鹵代砜、苯酰甲酸酯、二苯甲酮、噻噸酮和1，2-二酮的光引發(fā)部分的基團(tuán)；L表示包含至少一個碳原子的n+o-價連接基團(tuán)；n和o各自獨立地表示1-4的整數(shù)；p等于0或1；X表示選自Cl、Br、I和R2SO3的基團(tuán)；和R2表示選自烷基、烯基、炔基、烷芳基、芳烷基、芳基和雜芳基的任選取代的基團(tuán)。FPA00001143599600011.tif
2.依據(jù)權(quán)利要求1的中間體，其中連接基團(tuán)L包含不多于20個碳原子。
3.依據(jù)權(quán)利要求1或2的中間體，其中η和ο等于1。
4.依據(jù)權(quán)利要求1-3中任何一項的中間體，其中L通過選自酯、酰胺、醚、硫醚和胺的官 能團(tuán)將光引發(fā)部分A連接于氧原子。
5.依據(jù)權(quán)利要求1-4中任何一項的中間體，其中連接基團(tuán)L選自取代或未取代的亞烷 基、取代或未取代的亞芳基、取代或未取代的亞雜芳基。
6.依據(jù)權(quán)利要求5的中間體，其中連接基團(tuán)L為亞烷基。
7.一種用于通過在非質(zhì)子溶劑中，采用無機堿或羧酸鹽，使依據(jù)式(II)的起始原料與 依據(jù)式(III)的酰氯反應(yīng)，制備如通過權(quán)利要求1-6中任何一項定義的式(I)中間體的方 法 式⑴ 其中Rl選自氫和甲基；A表示包含至少一個光引發(fā)部分的基團(tuán)； L表示包含至少一個碳原子的η+ο-價連接基團(tuán)； η和ο各自獨立地表示1-4的整數(shù)； P等于0或1 ；X表示選自Cl、Br、I和R2SO3的基團(tuán)；和R2表示選自烷基、烯基、炔基、烷芳基、芳烷基、芳基和雜芳基的任選取代的基團(tuán)。
8.一種用于在非質(zhì)子溶劑中，采用無機堿或羧酸鹽，通過從如由權(quán)利要求1-6中任何 一項定義的式(I)中間體進(jìn)行HX的β-消除制備(甲基)丙烯酸酯化光引發(fā)劑的方法。
9.依據(jù)權(quán)利要求7或8的方法，其中A表示包含至少一個具有酸敏感性官能團(tuán)的光引 發(fā)部分的基團(tuán)。
10.依據(jù)權(quán)利要求7-9中任何一項的方法，其中無機堿選自碳酸鹽、碳酸氫鹽、硼酸鹽、 磷酸鹽和磷酸氫鹽。
11.依據(jù)權(quán)利要求9或11的方法，其中無機堿或羧酸鹽為鉀鹽。
12.依據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中無機堿為碳酸鉀。
13.依據(jù)權(quán)利要求7-12中任何一項的方法，其中非質(zhì)子溶劑選自脂肪酮、脂肪腈、環(huán)狀 醚、脂肪族酯、脂族醚、乙二醇醚、乙二醇酯、二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷 酮、二甲亞砜、環(huán)丁砜、內(nèi)酯、鹵代烴、芳烴和脂肪族烴。
14.用于制備依據(jù)權(quán)利要求8的(甲基)丙烯酸酯化光引發(fā)劑的方法，其中根據(jù)方法7 制備的中間體被直接轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的(甲基)丙烯酸酯而無須分離該中間體。
全文摘要
一種用于制備依據(jù)式(I)的(甲基)丙烯酸酯化光引發(fā)劑的中間體，其中R1選自氫和甲基；A表示包含至少一個光引發(fā)部分的基團(tuán)，所述光引發(fā)部分選自苯偶?？s酮、α，α-二烷氧基苯乙酮、α-羥基烷基苯基酮、α-氨基烷基苯基酮、?；⒀趸?、雙-酰基膦氧化物、?；⒘蚧?、α-鹵代酮、α-鹵代砜、苯酰甲酸酯、二苯甲酮、噻噸酮和1，2-二酮；L表示包含至少一個碳原子的n+o-價連接基團(tuán)；n和o各自獨立地表示1-4的整數(shù)；p等于0或1；X表示選自Cl、Br、I和R2SO3的基團(tuán)；和R2表示選自烷基、烯基、炔基、烷芳基、芳烷基、芳基和雜芳基的任選取代的基團(tuán)。一種用于通過自依據(jù)式(I)的中間體進(jìn)行HX的β-消除制備(甲基)丙烯酸酯化光引發(fā)劑的方法也得到公開。
文檔編號C07F9/53GK101878191SQ200880118893
公開日2010年11月3日 申請日期2008年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月29日
發(fā)明者J·洛庫菲爾 申請人:愛克發(fā)印藝公司