羥基萘二甲酸醯肼及其衍生物和製備它們的方法
2023-06-02 15:27:21 1
專利名稱：羥基萘二甲酸醯肼及其衍生物和製備它們的方法
技術領域：
本發明涉及一種新的羥基萘二甲酸醯肼及其衍生物和製備它們的方法。
背景技術：
羥基萘羧酸例如2-羥基-3-萘甲酸、2-羥基-6-萘甲酸和2-羥基萘-3，6-二甲酸已被廣泛用於多種製品如有機著色物質和合成樹脂的合成。
已將一些2-羥基-3-萘甲酸化合物及其醯肼衍生物用作偶氮化合物(其用作電子照相導體的充電材料)的偶聯組分的合成原材料(見日本專利申請特許公開號平6-95403)、用作輪胎的橡膠添加劑或其合成中間體(見日本專利申請特許公開號平4-136048和平11-292834)，以及用作環氧樹脂的固化劑或硬化促進劑(見日本專利申請特許公開號平9-67466)。這些引用文獻通過參考而併入進來。
迄今為止，2-羥基萘-3，6-二甲酸醯肼或其衍生物都不是已知的。2-羥基萘-3，6-二醯肼或其衍生物可用作新型偶氮化合物的偶聯組分，並可用作新型橡膠添加劑的合成原材料。
發明公開本發明的目的是提供新的羥基萘二甲酸醯肼及其衍生物，以及製備它們的方法。
本發明提供了式(1)所示的羥基萘二甲酸醯肼或其衍生物 其中X1為選自羧基、式(2)所示基團和式(3)所示基團的基團-CO-NH-Z (2)-CO-NHNH2(3)其中Z為選自具有1-20個碳原子的任選支鏈、任選取代、飽和或不飽和的脂族基、任選取代的芳基和具有共軛雙鍵的任選取代的雜環基中的基團；Y1為選自羧基、氨基甲醯基、式(2)所示基團、式(3)所示基團和式(4)所示基團中的基團-CO-O-A (4)其中A為具有1-6個碳原子的烷基；條件是式(1)中的X1和Y1中的至少一個為式(3)所示基團；R選自氫原子，具有1-20個碳原子的任選支鏈的烷基，該烷基可任選被羥基和/或滷素原子所取代，和具有7-11個碳原子的芳烷基；Q選自具有1-6個碳原子的烷基、具有1-6個碳原子的烷氧基、滷素原子、硝基和羥基；1表示0-5的整數；條件是當1為2-5時，Q可相同或不同。
在說明書和其所附的權利要求中，術語「芳基」表示6-元單環芳基或最多由4個稠合芳環構成的稠合環基。
「具有共軛雙鍵的雜環基」表示具有至少一個選自N、S和O的雜原子和共軛雙鍵的5-或6-元單環基或稠合環基。當其構成稠合環基時，所述基團最多可具有6個環。
在其中X1和Y1中的至少一個由式(2)表示的本發明式(1)所示的羥基萘二甲酸醯肼或其衍生物中，X1和Y1的實例包括烷基氨基羰基、萘基氨基羰基、苯基氨基羰基等。
在其中式(2)中的Z為具有1-20個碳原子的任選支鏈、任選取代、飽和或不飽和的脂族基的本發明化合物中，Z的實例包括甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、正己基、正辛基、正壬基、正癸基、正十二烷基、正十六烷基、正十八烷基、2-氯乙基、乙烯基、烯丙基等。
在其中式(2)中的Z為任選取代的芳基的本發明化合物中，Z的實例包括苯環、萘環、蒽醌環等。在其中式(2)中的Z為具有共軛雙鍵的任選取代的雜環基的本發明化合物中，Z的實例包括噻吩、呋喃、吡咯、咪唑、吡唑、異噻唑、異唑、吡啶、吡嗪、嘧啶、噠嗪、三唑、四唑、吲哚、1H-吲唑、嘌呤、4H-喹嗪、異喹啉、喹啉、酞嗪、萘啶、喹喔啉、喹唑啉、噌啉、蝶啶、苯並呋喃等。
Z上取代基的實例包括滷素原子、滷代C1-6烷基、硝基、C1-6烷基、C1-6烷氧基(例如甲氧基)、氰基、苯氧基、苯基氨基、苯甲醯基氨基、苯基氨甲醯基、烷基氨基磺醯基和任選具有芳基的C2-6烯基等。當Z上的取代基包含芳環時，所述環可具有一個或多個另外的取代基，如滷素原子、C1-6烷基、C1-6烷氧基、苯基、氰基等。
在其中Y1為式(4)所示基團的本發明式(1)所示化合物中，Y1的實例包括甲氧羰基、乙氧羰基、正丁氧羰基等。
在本發明式(1)所示的羥基萘二甲酸醯肼或其衍生物中，R選自氫原子，具有1-20個碳原子的任選支鏈烷基，其可任選被羥基和/或滷素原子取代，和具有7-11個碳原子的芳烷基。
在其中R為可任選被羥基和/或滷素原子取代的具有1-20個碳原子的任選支鏈的烷基的本發明化合物中，R的實例包括乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、叔丁基、正戊基、正己基、正辛基、正壬基、正十二烷基、正十六烷基、正十八烷基、2-羥乙基、2-氯乙基、4-羥丁基等。在其中R為具有7-11個碳原子的芳烷基的本發明化合物中，R的實例包括苄基、苯乙基、苯丙基、1-萘基甲基、2-萘基甲基等。
在本發明式(1)所示的羥基萘二甲酸醯肼或其衍生物中，Q表示萘環上的取代基。Q的實例包括C1-6烷基、C1-6烷氧基、滷素原子、硝基和羥基。在本發明式(1)中，l表示0-5的整數，其為萘環上的取代基數目。當l表示2-5時，即萘環被2個或多個取代基取代時，Q可相同或不同。
在本發明式(1)所示羥基萘二甲酸醯肼或其衍生物的合成中，可通過任何已知方法製備為式(5)所示的起始原料羥基萘二甲酸衍生物 其中X2和Y2獨立地選自式(2)所示基團、式(3)所示基團、式(4)所示基團、氨基甲醯基和羧基；條件是X2和Y2中的至少一個是式(4)所示的基團或氨基甲醯基；R、Q和l如式(1)中所定義。
例如，可根據下面的反應方案1來製備其中X2和Y2均為式(4)所示基團的式(5)化合物-CO-O-A (4)其中A為具有1-6個碳原子的烷基或氨基甲醯基。
具體來說，式(6)所示的2-羥基萘-3，6-二甲酸或其衍生物與亞硫醯氯在例如四氫呋喃的溶劑中進行反應，得到式(7)所示的醯氯，然後其與A-OH所示的C1-6醇反應得到式(8)所示的羥基萘二甲酸的酯衍生物。當式(7)所示的醯氯與氨進行反應時，可得到式(9)所示的具有氨基甲醯基的羥基萘二甲酸的衍生物。
(反應方案1) 其中式(6)-(9)中的R、Q和l與式(1)中的定義相同；A-OH表示C1-6醇。
式(8)所示化合物還可通過使式(6)所示的化合物與A-OH，即C1-6醇在例如硫酸、對甲苯磺酸等的酸的存在下反應而製備。
在其中式(6)所示化合物為2-羥基萘-3，6-二甲酸的情況下，該化合物可根據WO 98/17621公開的方法製備(引用文獻通過參考而併入進來)。可根據常規方法製得式(6)所示2-羥基萘-3，6-二甲酸衍生物，該方法包括將2-羥基萘-3，6-二甲酸的2-羥基進行烷基化或芳烷基化並在萘環上引入一個或多更取代基。
在本發明中，可根據反應方案2-1-2-4的任一個製得式(5)所示的羥基萘二甲酸衍生物，其中X2和Y2中的一個為羧基，且另一個為式(4)所示的基團或氨基甲醯基，以得到式(13)、(16)、(19)或(22)所示的化合物。
在本發明中，可根據反應方案2-3或2-4製得式(5)所示的羥基萘二甲酸衍生物，其中X2和Y2中的一個為式(4)代表的基團，且另一個是氨基甲醯基，以得到式(18)或(21)所示的化合物。
以下進一步描述了製備式(13)、(16)、(19)、(22)、(18)和(21)代表的化合物的方法，但這些方法並非限制本發明的範圍。
1)式(13)(反應方案2-1)如果希望，根據常規方法將取代基Q引入到2-羥基萘-3，6-二甲酸的萘環上。然後，在例如N，N-二甲基甲醯胺的溶劑中，將萘環3-位上的羧基進行選擇性酯化。可選擇地，如上所述將在2-羥基萘-3，6-二甲酸的3-位上的羧基進行選擇性酯化，然後在萘環上引入取代基Q以得到式(12)所示的化合物。能夠完成3-位上的羧基的選擇性酯化的原因是萘環2-位上的羥基的影響使得3-位上的反應活性比6-位上高。
然後，如果希望，根據常規方法將2-位的羥基進行烷基化或芳烷基化，以得到式(5)所示的化合物，其中X2為式(4)所示的基團並且Y2為羧基(式(13))。2)式(16)(反應方案2-2)例如，將式(10)化合物與A-OH所示的C1-6醇在酸的存在下反應，將可具有取代基Q的2-羥基萘-3，6-二甲酸(式(10))進行酯化，得到式(14)所示的化合物。
然後，通過如碳酸氫鈉的弱鹼化合物將在式(14)化合物3-位上的酯基進行選擇性水解，然後向反應中加入酸以得到式(15)所示的化合物。由於上述的相同原因實現了3-位酯基的選擇性水解。
然後，如果希望，根據常規方法將2-位的羥基進行烷基化或芳烷基化，以得到式(5)所示的化合物，其中X2為羧基且Y2為式(4)所示的基團(式(16))。3)式(18)、(19)、(21)和(22)(反應方案2-3和2-4)根據反應方案2-1得到的化合物(式(13))或根據反應方案2-2得到的化合物(式(16))與亞硫醯氯在例如四氫呋喃的溶劑中進行反應，得到醯氯(式(17)或式(20))，其與氨進行反應得到式(5)所示的化合物，其中X2和Y2中的一個為氨基甲醯基且另一個為式(4)所示基團(式(18)或式(21))。然後，所得式(5)所示化合物(式(18)或(21))在水溶劑中用鹼性化合物如氫氧化鈉進行水解，得到式(5)代表的化合物，其中X2和Y2中的一個為氨基甲醯基且另一個為羧基(式(19)或式(22))。
反應方案2-1 反應方案2-2 反應方案2-3 反應方案2-4 在式(10)-(22)中，R、Q和1如式(1)中所定義。A-OH表示C1-6醇，且A-Hal表示C1-6滷代烷基。
根據常規方法，可用Z-NH2表示的胺將式(13)、(16)、(19)或(22)所示的化合物的羧基進行醯胺化，而得到式(5)代表的化合物，其中X2和Y2中的一個為式(2)所示的基團。
將如上所得的式(5)代表的羥基萘二甲酸衍生物與肼化合物進行反應，得到羥基萘二甲酸醯肼或其衍生物，所述肼選自一水合肼、硫酸肼、硫酸二肼、單鹽酸肼、二鹽酸肼和氫溴酸肼。
在上述肼化合物中，優選使用一水合肼，這是因為其副產物是可容易除去的水。
相對於式(5)所示的羥基萘二甲酸衍生物中存在的每1摩爾式(4)所示基團和氨基甲醯基的總量，用於反應的肼化合物的量優選為1.2-5.0摩爾，更優選為2.0-2.5摩爾。
為了高反應速率和更少的副產物，式(5)所示羥基萘二甲酸衍生物與肼化合物的反應溫度優選為20-110℃，更優選為80-100℃。
用於醯肼化反應的溶劑沒有限定，只要它們對反應無活性即可。該溶劑的實例包括醇，例如甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇和2-乙基己醇。
進行醯肼化反應，直到作為起始物料的式(5)所示羥基萘二甲酸衍生物的不少於80mol％，優選不少於90mol％，更優選不少於95mol％轉化為醯肼衍生物。可用HPLC等確定轉化率。
反應時間可依賴於反應溫度和所用溶劑進行變化，且其通常為5-100小時。
可使用技術人員已知的任何方式，且可使用間歇反應或連續反應來實施醯肼化反應。
醯肼化反應完成後，例如，通過冷卻、濃縮或加入弱溶劑如水，將式(1)所示的羥基萘二甲酸醯肼或其衍生物沉澱出來。然後，通過任何已知的方式如離心和壓濾將沉澱物從反應混合物中分離出來，並然後乾燥。
如果希望，可通過重結晶或用有機溶劑和/或水進行洗滌來純化所得式(1)所示的羥基萘二甲酸醯肼或其衍生物。當一個或多個選自C1-6烷基、C1-6烷氧基、滷素原子、硝基和羥基的取代基可被引入到萘環上時，可根據常規方法引入這些取代基。
通過本發明方法得到的羥基萘二甲酸醯肼或其衍生物可合適地用作偶氮化合物的偶合劑組分、用於輪胎的橡膠添加劑和用於環氧樹脂的固化劑/固化促進劑，或用於這些製品的合成原材料。
附圖簡述
圖1是實施例1中得到的式(I)化合物的紅外吸收光譜。
圖2是實施例2中得到的式(II)化合物的紅外吸收光譜。
圖3是實施例3中得到的式(III)化合物的紅外吸收光譜。
圖4是實施例5中得到的式(IV)化合物的紅外吸收光譜。
圖5是實施例6中得到的式(V)化合物的紅外吸收光譜。
參考下面實施例進一步描述本發明。實施例用來解釋本發明，而不能認為是限制本發明的範圍。
實施例1 將通過已知方法得到的36.0g(125mmol)2-羥基-3-羥基羰基-6-正丁氧基羰基萘懸浮在100g正丁醇中，並在室溫下向該混合物中滴加加入17.3g(275mmol)一水合肼。
在1小時內將反應混合物從室溫加熱到100℃，並在攪拌下保持在該溫度。在該溫度下，進行醯肼化反應72小時並用HPLC分析所得的反應混合物，其證實2-羥基-3-羥基羰基-6-正丁氧基羰基萘的轉化率不小於95mol％。將反應混合物冷卻到室溫並完成醯肼化反應。
通過抽吸過濾從反應混合物中分離出沉澱物，得到2-羥基-3-羥基羰基-6-萘甲酸醯肼的粗晶體。通過將所得的粗晶體懸浮在80g冷甲醇中進行洗滌，過濾並乾燥，得到28.0g(113.7mmol)2-羥基-3-羥基羰基-6-萘甲酸醯肼(式(I))的白色晶體。
質譜m/z(-)245，m/z(+)247(MW 246.2)分解點376℃所得2-羥基-3-羥基羰基-6-萘甲酸醯肼的紅外吸收光譜(KBr法)示於圖1中。
實施例2 除使用30.7g 2-羥基-6-羥基羰基-3-甲氧基羰基萘代替2-羥基-3-羥基羰基-6-正丁氧基羰基萘外，根據實施例1中的相同方式，得到了25.2g(102.5mmol)2-羥基-6-羥基羰基-3-萘甲酸醯肼(式(II))的白色晶體。
質譜m/z(-)245，m/z(+)247(MW246.2)分解點348℃所得2-羥基-6-羥基羰基-3-萘甲酸醯肼的紅外吸收光譜(KBr法)示於圖2中。
實施例3 除使用21.5g 2-羥基-3，6-二(正丁氧基羰基)萘代替2-羥基-3-羥基羰基-6-正丁氧基羰基萘外，根據實施例1中的相同方式，得到了12.7g(48.8mmol)2-羥基-3，6-二(肼基羰基)萘(式III)的白色晶體。
質譜m/z(-)259，m/z(+)260(MW 260.3)熔點245℃，分解點294℃所得2-羥基-3，6-二(肼基羰基)萘的紅外吸收光譜(KBr法)示於圖3中。
實施例4也可如下合成實施例3中得到的2-羥基-3，6-二(肼基羰基)萘。
除了使用18.0g 2-羥基-3-氨基羰基-6-正丁氧基羰基萘代替2-羥基-3-羥基羰基6-正丁氧基羰基萘，並使用100g 2-乙基己醇代替正丁醇外，得到了14.0g(53.7mmol)2-羥基-3，6-二(肼基羰基)萘(式(III))的白色晶體。
質譜m/z(-)259，m/z(+)261(MW260.3)
熔點248℃，分解點294℃實施例5 除使用18.8g 2-甲氧基-3-氨基羰基-6-正丁氧基羰基萘代替2-羥基-3-羥基羰基-6-正丁氧基羰基萘，並使用100g 2-乙基己醇代替正丁醇外，根據實施例1中的相同方式，得到了13.9g(50.6mm0l)2-甲氧基-3，6-二(肼基羰基)萘(式IV))的白色晶體。
質譜m/z(+)275(MW 274.3)熔點230℃，分解點256℃所得2-甲氧基-3，6-二(肼基羰基)萘的紅外吸收光譜(KBr法)示於圖4中。
實施例6 除使用62.2g 2-羥基-3-甲氧基羰基-6-十八烷基氨基羰基萘代替2-羥基-3-羥基羰基-6-正丁氧基羰基萘，並使用200g正丁醇代替100g正丁醇外，根據實施例1中的相同方式，得到了56.9g(112.5mmol)2-羥基-6-十八烷基氨基羰基-3-萘甲酸醯肼(式(V)的白色晶體。
質譜m/z(-)497，m/z(+)499(MW497.7)熔點216℃，分解點359℃所得2-羥基-6-十八烷基氨基羰基-3-萘甲酸醯肼的紅外吸收光譜(KBr法)示於圖5中。
權利要求
1.一種式(1)所示的羥基萘二甲酸醯肼或其衍生物 其中X1為選自羧基、式(2)所示基團和式(3)所示基團的基團-CO-NH-Z (2)-CO-NHNH2(3)其中Z為選自具有1-20個碳原子的任選支鏈、任選取代、飽和或不飽和的脂族基、任選取代的芳基和具有共軛雙鍵的任選取代的雜環基的基團；Y1為選自羧基、氨基甲醯基、式(2)所示基團、式(3)所示基團和式(4)所示基團的基團-CO-O-A (4)其中A為具有1-6個碳原子的烷基；條件是式(1)中的X1和Y1中的至少一個為式(3)所示的基團；R選自氫原子，具有1-20個碳原子的任選支鏈的烷基，該烷基可任選被羥基和/或滷素原子所取代，和具有7-11個碳原子的芳烷基；Q選自具有1-6個碳原子的烷基、具有1-6個碳原子的烷氧基、滷素原子、硝基和羥基；1表示0-5的整數；條件是當1為2-5時，Q可相同或不同。
2.製備根據權利要求1的羥基萘二甲酸醯肼或其衍生物的方法，其包括在20-110℃下，將式(5)所示的羥基萘二甲酸衍生物與一種或多種肼化合物進行反應，所述肼化合物選自一水合肼、硫酸肼、硫酸二肼、單鹽酸肼、二鹽酸肼和氫溴酸肼 其中X2和Y2獨立地選自式(2)所示基團、式(3)所示基團、式(4)所示基團、氨基甲醯基和羧基；條件是X2和Y2中的至少一個為式(4)代表的基團或氨基甲醯基；R、Q和1如權利要求1中所定義。
3.根據權利要求2的方法，其中所述肼化合物為一水合肼。
全文摘要
本發明提供了式(1)所示的羥基萘二甲酸醯肼或其衍生物其中X
文檔編號C07C241/00GK1847218SQ20061008418
公開日2006年10月18日 申請日期2006年4月13日 優先權日2005年4月14日
發明者若森浩之 申請人:株式會社上野製藥應用研究所