专利名称：通过液相色谱法分离不对称二亚胺的制作方法
技术领域：
含有极性基团的新型不对称二亚胺和两种对称二亚胺的混合物得到了制备，并且所述二亚胺通过液相色谱法得到了分离。
背景技术：
各种类型的二亚胺都可以用作化学中间体，并且特别是用作属于烯烃聚合催化剂系统的过渡金属配合物的配体，例如参见美国专利5,955,555、6,103,658、6,200,925和6,579,823。在多数情况下这些二亚胺是对称的，即通过单键连接到二亚胺中两个亚氨基氮原子的有机基团是相同的。由于亚胺基通常主要通过羰基(酮或者醛)与伯胺反应形成，在这样的合成中，一种对称二亚胺可以通过使与上述二亚胺相同的化合物中的两个羰基进行反应而得到合成。
基于种种原因，有时优选不对称的二亚胺，即通过单键连接在亚氨基氮原子上的各个基团彼此不同时形成的二亚胺。虽然这些化合物有时可以通过两种不同的伯胺与二羰基化合物顺序反应形成，但是通常会形成对称和不对称二亚胺的混合物，它们难以分离。在有些情况下，在不对称二亚胺中，通过单键连接在亚氨基氮原子上的有机基团可以合宜地含有极性基团，参见例如国际专利申请02/79276，其全文在此引入作为参考。已经发现，如果两种不同的伯胺同时或者顺序与二羰基化合物反应以形成不对称二亚胺时，通常会产生对称和不对称二亚胺的混合物，但是这些二亚胺(一种是含有两个极性基团的对称二亚胺，一种是不含有极性基团的对称二亚胺，和另一种是含有一个极性基团的不对称二亚胺)可以通过应用某种形式的液相色谱法轻易得到分离。由此，不对称二亚胺可以以纯形式得到分离，以及另外两种对称二亚胺可以随后进行应用或者循环以另外形成不对称二亚胺。
发明概述本发明涉及制备不对称二亚胺的方法，该方法包括形成不对称二亚胺和两种对称二亚胺的混合物，然后使所述混合物经过液相色谱法和分离所述不对称二亚胺，条件是所述不对称二亚胺具有连接在通过单键键接到亚氨基碳原子上的基团上的极性基团。
在此还公开了下式的不对称二亚胺 其中R1各自独立地为氢、杂原子连接的一价自由基、烃基或者取代烃基，Y为共价键或者二价桥接基团；R2为烃基或者取代烃基；和R3为含有极性基团的取代烃基；和条件是两个R1可以连接起来形成环；和R2和R3不同。
发明详述在此应用了某些术语，其中一些定义如下“二亚胺”是指下式化合物 其中R1各自独立地为氢、杂原子连接的一价自由基、烃基或者取代烃基，Y为共价键或者二价桥接基团；和R2和R3各自独立地为烃基或者取代烃基；条件是两个R1可以连接起来形成环。
“α-二亚胺”是指其中Y为共价键的式(I)化合物。
“不对称二亚胺”是指其中R2和R3不同的式(I)二亚胺。
“含有极性基团的不对称二亚胺”是指其中R2含有至少一个极性基团并且R3不含有极性基团或者一个或多个较低极性基团的二亚胺。
“液相色谱法”是指任何将含有两种或者更多种不同化合物的溶质溶解于液体中，和使所得溶液经过分离两种或者更多种溶质化合物的吸附剂的方法。溶质化合物一般通过用液体(溶剂)洗脱而从吸附剂上除去。这些方法是人们熟知的方法，参见例如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，主编，Techniquesin Liquid Chromatography，John Wiley & Sons，Chichester，1982，它们的全部内容在此引入作为参考。
“烃基”是指仅仅含有碳和氢的一价基团。如果不另行说明，在此优选烃基含有1～约30个碳原子。
在此“取代烃基”是指含有一个或多个取代基的烃基基团，所述取代基在含有这些基团的化合物所经受的处理条件下是惰性的(例如，惰性官能团，参见下文)。所述取代基还基本上不会不利地妨碍聚合过程或者聚合催化剂系统的操作。如果不另行说明，优选在此所述的取代烃基含有1～约30个碳原子。“取代”的含义包括含有一个或多个杂原子(比如氮、氧和/或硫)的链或者环，并且取代烃基的自由价可以在杂原子上。在取代烃基中，所有氢都可以如三氟甲基中一样被取代。
在此“(惰性)基团”是指不是烃基或者取代烃基的基团，该基团在含有此基团的化合物所经受的处理条件下是惰性的。所述官能团还基本上不会妨碍在此所述的含有它们的化合物可能参与的任何方法。所述官能团的实例包括卤素(氟、氯、溴和碘)、醚(比如-OR25)、-CO2R22、-NO2和-NR222，其中R22各自独立地为烃基或者取代烃基。在所述官能团可以接近过渡金属原子的情形中，所述官能团与金属原子的配位不能强于化合物中被表明与金属原子配位的的基团，即这些官能团不能置换期望的配位基团。
“芳基”是指其中自由价在芳环碳原子上的一价芳基。芳基可以具有一个或者多个可以进行稠合、通过单键连接或者通过其它基团连接的芳环，比如9-蒽基或者1-萘基。除非另有说明，优选芳基含有5～30个碳原子。
“取代芳基”是指如上“取代烃基”定义中所述被取代的一价芳基。适合的取代基包括烷基、芳基(比如苯基)、卤素、烷氧基、酯、二烷基氨基和硝基。与芳基类似，取代芳基可以具有一个或多个可以稠合、通过单键连接或者通过其它基团连接的芳环；然而，当取代芳基具有杂芳环时，取代芳基中的自由价可以在杂芳环的杂原于(比如氮)上，而非在碳上。除非另作说明，取代芳基含有5～约30个碳原子。
“烷基”和“取代烷基”具有它们通常的含义(参见上述取代烃基的取代含义)。除非另作说明，优选烷基和取代烷基具有1～约30个碳原子。
“杂原子连接的一价自由基”是指为通过杂原子(不是C和H的原子)的价键连接化合物其它部分的取代烃基，其为一价自由基或者一价基团。如果所述基团是通过桥接基团连接的环部分，那么它可以高于一价。
在含有式(I)不对称二亚胺的二亚胺混合物的形成中，二羰基化合物(II)可以与两种伯胺R2NH2(III)和R3NH2(IV)反应，反应如下 可以应用由羰基化合物形成亚胺的一般方法，比如加热、使用催化剂和除去副产物水从而推动反应完成。一般的催化剂包括Bronsted酸，比如对甲苯磺酸和硫酸。水可以通过共沸蒸馏得到除去，或者通过与水反应形成水合物，经化学消除得到除去，例如与CaO反应。通常得自于反应方程式(I)中的三种二亚胺以反映二亚胺随机统计形成的相对量存在。
在方程式(1)中，与(II)和(IV)进行的反应可以同时进行或者以任何次序顺序进行。如果顺序进行反应并且对称二亚胺在第一步骤中优先形成，那么第二步骤应当在至少部分使R2和R3随机连接在形成的二亚胺上的条件下进行。因为所有形成亚胺基团的反应事实上都是平衡的，因此这通常可以轻易得到实现。
方程式1中的反应通常在溶剂或者液体介质中进行。在反应结束时，可以将溶剂除去，例如通过蒸发将溶剂除去，或者可以对溶液(假定产品可溶于其中)直接应用液相色谱法，假定所述溶剂适用于色谱法中。在开始进行色谱法之前，可以通过除去部分溶剂对二亚胺进行浓缩。如果溶剂得到了完全消除，则可以将二亚胺再溶解于另一溶剂中，所得溶液可以用来进行液相色谱法。
可用于本发明方法中的液相色谱法的形式包括柱色谱法、急骤层析法和高压液相色谱法，优选急骤层析法。一般而言，在液相色谱法中，溶质被吸附到通常称为固定相的吸附剂上，和溶质组分由于它们较强烈或者较差吸附在固定相上而得到分离。溶剂用于在固定相上分离和“移动”所述多种溶质化合物，并且最终将这些分离的溶质化合物从固定相上洗脱下来。有时化合物由于它们具有不同的极性进行分离，在这些情形中，通过使用适当的溶剂和溶剂混合物，有时逐渐改变溶剂的极性，例如从较低的极性到较高的极性，化合物可以得到分离。优选固定相为硅胶和氧化铝。
如果我们假定在方程式(I)中，在化合物(V)、(VI)和(VII)中仅仅R2具有极性基团，那么(VI)是极性最高的二亚胺，(V)极性较差，和(VII)极性最低。因此，如果二亚胺按照最低极性到最高极性的顺序进行洗脱，那么(VI)将首先得到洗脱，(V)其次得到洗脱，和(VII)第三得到洗脱。取决于固定相和溶剂以及进行色谱分离的二亚胺，可以不必总是遵循上述顺序。然而，由于这三种类型的二亚胺的极性差异，虽然可能需要进行少量试验，但是它们的分离通常可以实现。
已经发现，当这些二亚胺中不存在极性基团时，通过色谱法进行分离通常将更为困难。由于这些二亚胺可能会彼此平衡，因此上述分离会变得复杂，特别是如果存在水时。不论极性基团存在与否，都优选避免使用有利于二亚胺再平衡的色谱条件，比如强酸性条件和/或高温。
在(I)以及制备它的相应伯胺和二羰基化合物中，优选两个R1都为烷基，更优选为甲基，或者为连接起来可以形成环的杂原子连接的一价自由基，或者两个R1连接在一起为 和/或Y为共价键或者-(CH2)n-，其中n为1、2或者3，更优选其为共价键，或者 和/或R2是取代芳基；和/或R3为芳基或者取代芳基，优选除了可以任选含有卤紊之外不含有极性基团。
极性基团为与载体(或者连接到载体上的化合物)反应的基团，或者为可以与第二种化合物反应形成与载体反应的第三种化合物的基团。为了说明多种极性基团和它们的补充活性基团，参见美国专利申请2002187892，其在此引入作为参考。优选的极性基团类型是可以形成氢键的基团，比如羟基、氨基(特别是伯胺和仲胺)、硫醇和羧基。另外优选的极性基团的类型是pKa(在水中)为约0～约15的酸，更优选为约3～约13。
一种优选的为R2一部分的极性基团是可以用来将过波金属配合物键接(优选共价连接)到载体上的基团，在过渡金属配合物中不对称二亚胺为配体。由此，含有过渡金属配合物的不对称二亚胺就成为了催化剂体系的组分，优选催化剂体系为负载在载体上的聚合催化剂体系。这种体系通常为人们所熟知的体系，并且对于二亚胺而言明确已知，参见国际专利申请02/79276。上述优选的极性基团包括羟基、氨基(特别是伯胺和仲胺)、硫醇和羧基，并且特别优选羟基。形成上述过渡金属配合物同样是本领域所熟知的，参见例如美国专利5,955,555、6,103,658、6,200,925和6,579,823，它们都在此引入作为参考。
如上所述，通常将得到不对称二亚胺和两种对称二亚胺的混合物。在将它们分离之后，所得对称二亚胺可以用于其它应用。然而，在一些情形中，优选对其进行回收和将其进一步转化为期望的不对称二亚胺。这可以通过以下方法实现，将两种对称二亚胺(优选等摩尔量)置入相同反应中，并且通过例如加热、加入催化剂和加入一些水使它们再平衡。这将再次形成不对称二亚胺和对称二亚胺的混合物，通过液相色谱法可以将它们分离。
这种再平衡也可以在以下反应中进行，其中对称二亚胺被加入到两种不同的伯胺与二羰基化合物的混合物中。如果只将这两种对称二亚胺中的一种加入到该反应中，那么就应当对该反应的化学计量进行调节，使得加入的两种“伯胺”(为伯胺或者二亚胺的一部分)的量大约等摩尔。
以下说明了总体上稍微不同的合成不对称二亚胺的方法。可以分别制备两种适当的对称二亚胺[通过与方程式(1)中反应类似的方法制备]，其中一种带有适当的极性基团而另外一种未带有极性基团，然后使其平衡，从而形成两种对称二亚胺和不对称二亚胺的混合物。其中不对称二亚胺可以通过应用液相色谱法得到纯化。
由此，如果两种对称二亚胺中的一种或者全部都没有其它用途，可以将它们循环在该工艺中以形成不对称二亚胺。当二羰基化合物和/或两种伯胺中的一种或者两种价格特别昂贵时，上述工艺是特别有价值的。
实施例1 向1.00g苊醌(acenaphtenequinone)(5.48mmol/1当量)的50ml甲苯悬浮液中加入0.83g 2-(4-氨基苯基)乙醇(6.02mmol/1.1当量)、1.94g 2，4，6-三苯基苯胺(6.02mmol/1.1当量)和0.06g对甲苯磺酸一水合物(0.06mol％)。将上述反应混合物回流7天。通过共沸蒸馏将水除去。随后在二氧化硅上，使用Whatman 250μm层，TLC挠性板，PE SIL G/UV(Whatman plc，Kent ME16 OLS，UK)对该反应进行薄层色谱分析，以确保反应完成。不对称二亚胺通过急骤层析法(乙酸乙酯∶己烷/1∶1体积)进行纯化，以30％的产率(1.0g)分离得到为深红色固体的产品。急骤层析法在标准条件下，使用W.C.Still等人，J.Org.Chem.，vol.43，p.2923-2925(1978)中所述的程序进行，该文献在此引入作为参考。其中使用长36cm×直径4.5cm的柱，并且该柱填充有约2/3的硅胶(Scientific Adsorbents #2826-25，粒径22～63μm，孔径60埃，Scientific Adsorbents，Inc.，Atlanta，GA 30340，USA)。通过急骤层析法对两种产物-不含有羟基的对称二亚胺1(Rf＝0.83)和含有一个羟基的不对称二亚胺2(Rf＝0.36)进行分离。在真空下将溶剂除去。由此得到了为深红色固体的二亚胺1和2，相应的产率为8.5％(0.37g)和30％(1g)。含有两个羟基的二亚胺3显然仍然吸附在柱上，可能可以通过使用极性更高的溶剂(混合物)得到洗脱。
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(数个m，∑27H，Ar).
权利要求
1.一种制备不对称二亚胺的方法，包括形成不对称二亚胺和两种对称二亚胺的混合物，然后对所述混合物进行液相色谱分离，从而分离所述不对称二亚胺，条件是所述不对称二亚胺具有连接在通过单键键接到亚氨基碳原子上的基团上的极性基团。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述不对称二亚胺具有下式 其中R1各自独立地为氢、杂原子连接的一价自由基、烃基或者取代烃基，Y为共价键或者二价桥接基团；R2为烃基或者取代烃基；和R3为含有极性基团的取代烃基；和条件是两个R1可以连接起来形成环；和R2和R3不同。
3.如权利要求1或者2所述的方法，其中R1各自为甲基或者两个R1连接起来形成
4.如权利要求1、2或者3所述的方法，其中Y为共价键、-(CH2)n-或者 其中n为1、2或者3。
5.如权利要求1～4任一项所述的方法，其中R2为取代芳基，和R3为芳基或者取代芳基。
6.如权利要求1～5任一项所述的方法，其中所述极性基团选自羟基、氨基、硫醇和羧基。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述极性基团为羟基。
8.如权利要求1～7任一项所述的方法，其中所述固定相为硅胶或者氧化铝。
9.下式的不对称二亚胺 其中R1各自独立地为氢、杂原子连接的一价自由基、烃基或者取代烃基，Y为共价键或者二价桥接基团；R2为烃基或者取代烃基；和R3为含有极性基团的取代烃基；和条件是两个R1可以连接起来形成环；和R2和R3不同。
10.如权利要求9所述的不对称二亚胺，其中R1各自为甲基或者两个R1连接起来形成
11.如权利要求9或者10所述的不对称二亚胺，其中Y为共价键、-(CH2)n-或者 其中n为1、2或者3。
12.如权利要求9、10或者11所述的不对称二亚胺，其中R2为取代芳基，和R3为芳基或者取代芳基。
13.如权利要求9～12任一项所述的不对称二亚胺，其中所述极性基团选自羟基、氨基、硫醇和羧基。
14.如权利要求13所述的不对称二亚胺，其中所述极性基团为羟基。
全文摘要
含有极性基团的新型不对称二亚胺通过制备不对称二亚胺和两种对称二亚胺的混合物得到形成，例如通过使二羰基化合物与两种伯胺反应形成。然后，所述不对称二亚胺通过液相色谱法得到纯化。所述不对称二亚胺可以用作烯烃聚合催化剂的配体。
文档编号C07C249/02GK1942433SQ200580011872
公开日2007年4月4日 申请日期2005年4月27日 优先权日2004年4月27日
发明者M·S·布鲁哈特, V·科托夫 申请人:北卡罗来纳查佩尔山大学