可共聚光引发剂的制备方法

专利名称：可共聚光引发剂的制备方法
技术领域：
本发明涉及用于制备(甲基)丙烯酸酯化光引发剂((meth) acrylatedphotoinitiators)的新中间体和用于制备(甲基)丙烯酸酯化光引发剂的方法。
背景技术：
自由基光引发剂为当暴露于通过形成自由基产生的光化辐射时引发单体聚合的 化合物。光引发剂通常用于UV固化的组合物，例如UV固化的喷墨打印机油墨。为了在食品包装材料上涂布或印刷，由于光引发剂及其降解产物的可能的或者已 知的毒性，可能必须使用可共聚的光引发剂。US 4922004(MERCK)公开了丙烯酰氧基苯基羟基丙基酮及其它类型的可共聚的光 引发剂。这些光引发剂采用(甲基)丙烯酰氯制备。通常已知(甲基)丙烯酰氯是高度反应活性的并且稳定性有限。其通常混杂有环 状二聚体，需要在使用前蒸馏(destination)。结合(甲基)丙烯酰氯的高毒性性质、市场 上可获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适合于以工 业规模制备(甲基)丙烯酸酯化光引发剂。丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯通常可采用不同的合成策略制备。典型地，采用丙烯酸 或甲基丙烯酸与所要求的醇的酸催化酯化作用。然而，该方法不适合于例如在几个α-羟 基酮光引发剂中的酸敏感性官能团(acid sensitive functional groups)，需要不同的合 成策略。高度合乎需要的是能够按照与本领域方法现状相比较简化了的方法，得到具有高 纯度的(甲基)丙烯酸酯化光引发剂，避免其高度反应性、不稳定性和毒性。发明公开本发明的目的本发明的一个目的是提供用于制备(甲基)丙烯酸酯化光引发剂的新的通用中间 体。本发明的另一个目的是提供用于按照简易方法，以工业规模制备(甲基)丙烯酸 酯化光引发剂的方法。本发明的另一个目的是提供用于按照不需要(甲基)丙烯酰氯的方法制备(甲 基)丙烯酸酯化光引发剂的方法。本发明的这些和其它目的自下文的描述将变得显而易见。发明概述已经发现一种非常简易的通过采用无机碱或羧酸盐的悬浮液，在非质子溶剂中， 自新型中间体进行HCl的β-消除(elimination)，用于制备(甲基)丙烯酸酯化光引发剂 的方法。所述制备得到具有高纯度的(甲基)丙烯酸酯化光引发剂并且避免了使用高反应 性、不稳定的和毒性的(甲基)丙烯酰氯。本发明的目的已经用如权利要求1定义的中间体得以实现。
本发明的目的也已经用制备如由权利要求8定义的中间体的方法得以实现。本发明的目的也已经用制备如由权利要求9定义的(甲基)丙烯酸酯化光引发剂 的方法得以实现。本发明的另外的优点和实施方案将自以下描述变得显而易见。紅在本申请的公开中，术语“UV”用作紫外辐射的缩写。如在本申请的公开中使用的术语“光化辐射”意指能够引发光化学反应的电磁辐射。术语“烷基”意指在烷基中对每一种数目的碳原子的所有可能的变体，即对于三个 碳原子正丙基和异丙基；对于四个碳原子正丁基、异丁基和叔丁基；对于五个碳原子正 戊基、1，1- 二甲基_丙基、2，2_ 二甲基丙基和2-甲基丁基等。如在本申请的公开中使用的使用的术语“取代的”意指脂族基团(例如烷基、烯 烃基团和炔烃基团)、芳族基团(例如芳烷基和烷芳基)或者脂环烃基中的一个或更多个 碳原子和/或碳原子的一个或更多个氢原子被氧原子、氮原子、磷原子、硅原子、硫原子、 卤原子、硒原子或碲原子，或者含有一个或更多个这些所述碳与氢替代原子的基团替代。 这样的取代基包括羟基、硫醇基、氨基甲酸酯基团、脲基团、醚基、硫醚基团、羧酸基团、酯 基团、磺酸酯基团、磺酰胺基团、膦酸酯基团、膦酰胺(phosphonamide)基团、氨基磷酸酯 (phosphonamidate)基团、酰胺基团和胺基团。术语“杂芳基”意指其中至少一个环共轭的(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团。杂芳族基团认为是杂芳基的同义词。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线制备。通常，采用丙烯酸或甲基 丙烯酸与所要求的醇进行酸催化酯化作用。该方法不适合于例如在几个a-羟基酮光引发 剂中的酸敏感性官能团。在本发明中，如通过以下合成流程1举例说明的那样，采用无机碱，在非质子溶剂 中进行消除被用作制备包含酸敏感性官能团的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯化光引发剂 的合成方法。然而，该方法也适合于制备缺乏酸敏感性官能团的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯 化光引发剂。合成流程1
R1R1其中X选自CI、Br、I和磺酸酯；R1表示氢或甲基；和R2为包含酸敏感性官能团的光引发部分。在(甲基)丙烯酸酯类的制备中，W0 95/07879 (ALLIEDC0LL0IDS)公开了叔胺作 为优选的卤化氢接受体。进一步的公开可在EP 133164A(CIBA)中发现，其中在实施例中公开了三乙胺的使用。在US 5916987 (MITSUI CHEMICALS)中公开了含氮碱性化合物或无机 氢氧化物通过消除在制备含硫(甲基)丙烯酸酯类中的用途。包含酸敏感性官能团或水解不稳定官能团的可共聚光引发剂可通过采用如合成 流程1的起始化合物，依据式(I)的中间体制备。
式(I)其中Rl选自氢和甲基；A表示包含至少一个光引发部分的基团；L表示包含至少一个碳原子的η+ο-价连接基团；η和ο各自独立地表示1-4的整数；ρ 等于 0 或 1 ；X表示选自Cl、Br、I和R2SO3的基团；禾口R2表示选自烷基、烯基、炔基、烷芳基、芳烷基、芳基和杂芳基的任选取代的基团。通过采用无机碱或羧酸盐的悬浮液，在非质子溶剂中，使依据式(II)的起始原料 与依据式(III)的酰氯反应，可制备依据式(I)的中间体 其中Rl选自氢或甲基；A表示包含至少一个光引发部分的基团；L表示包含至少一个碳原子的η+ο-价连接基团；η和ο各自独立地表示1-4的整数；ρ 等于 0 或 1 ；X表示选自Cl、Br、I和R2SO3的基团；禾口R2表示选自烷基、烯基、炔基、烷芳基、芳烷基、芳基和杂芳基的任选取代的基团。在一个优选的实施方案中，通过采用选自碳酸盐、碳酸氢盐、硼酸盐、磷酸盐和磷 酸氢盐的羧酸盐或无机碱的悬浮液，在非质子溶剂中，使依据式(II)的起始原料与依据式 (III)的酰氯反应，并在相同条件下直接转化为相应的(甲基)丙烯酸酯，而不须分离依据 式⑴的中间体，制备依据式⑴的中间体。依据式(I)的中间体的连接基团L优选地不包含多于20个碳原子。在依据式⑴的中间体的另一个优选实施方案中，11和ο两者为1。结果，L优选 地表示二价连接基团。
在依据式(I)的中间体的另一个优选实施方案中，L通过选自酯、酰胺、醚、硫醚和 胺的官能团将A连接至0。在依据式(I)的中间体的最优选实施方案中，L选自取代或未取代的亚烷基、取代 或未取代的亚芳基、取代或未取代的亚杂芳基，亚烷基为尤其优选的。光引发部分A在式(I)中间体中的光引发部分A可衍生自诺里什I型或诺里什II型引发剂。在一个优选的实施方案中，光引发部分A选自安息香醚、苯偶酰缩酮(benzil ketals)、a，a _ 二烷氧基苯乙酮、a _羟基烷基苯基酮、a -氨基烷基苯基酮、酰基膦氧化 物、双_酰基膦氧化物、酰基膦硫化物、a “卤代酮、a “卤代砜(halosulfones)、苯酰甲酸 酯(phenylglyoxalates)、二苯甲酮、噻吨酮、1，2_ 二酮类和蒽醌类。光引发部分A的典型实例通过表1给出并且不限于此表 1 虚线表示与依据式(I)的中间体中L的键合位点。当P等于0时，光引发部分A 上的氧原子为式(I)中酯的部分和式(II)中的羟基。在一个甚至更优选的实施方案中，依据式(I)的中间体中的X选自Cl和Br，Cl为 尤其优选的。中间体依据本发明的典型中间体通过表2给出并且不限于此。表2 依据式(I)的中间体对于制备(甲基)丙烯酸酯化光引发剂具有重要意义。然而， 依据式(I)的中间体对于合成广泛种类的如在以下流程中对INT-1阐述的光引发剂衍生物 是非常通用的起始原料。 无机碱和羧酸盐在通过于非质子溶剂中，从依据式(I)的中间体进行HX的β-消除，制备(甲基) 丙烯酸酯化光引发剂的方法中，必需使用无机碱或羧酸盐。无机碱或羧酸盐优选地以悬浮 液的形式存在。无机碱或羧酸盐的悬浮液可自商品级的不同无机碱或羧酸盐制备，而无须进一步 减小粒度。常规的碾磨和分散技术可用于减小无机碱或羧酸盐悬浮液的粒度，以进一步最 优化如通过本发明公开的合成方法，例如增加反应速度。无机碱优选地选自碳酸盐、碳酸氢盐、硼酸盐、磷酸盐和磷酸氢盐。在一个优选的实施方案中，无机碱或羧酸盐为钾盐，即具有钾平衡离子。在最优选的实施方案中，碳酸钾用作无机碱。已经发现钾盐的使用与例如钠盐相比较，在得到高转化率、缩短反应时间方面是 有利的。频繁用于其它类型消除反应的有机碱例如三乙胺导致未完全的转化和/或更 难以通过更加复杂的分离方法以工业规模实现。非质子溶剂在用于通过结合使用无机碱或羧酸盐，从依据式(I)的中间体进行HX的β-消 除，制备(甲基)丙烯酸酯化光引发剂的方法中，必需使用非质子溶剂。非质子溶剂优选地选自脂肪酮例如丙酮和2- 丁酮、脂肪腈例如乙腈、环状醚例如 四氢呋喃和二氧六环、脂肪族酯例如乙酸乙酯和乙酸异丙酯、脂肪族醚例如乙醚和叔丁基 甲基醚、乙二醇醚、乙二醇酯、来自Dow的Proglyde DMM 、来自Dow的Dowanol ΡΜΑ 、二甲 基乙酰胺、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲亚砜、环丁砜、内酯例如Y-丁内酯、卤代 烃例如二氯甲烷、芳烃例如甲苯和脂肪族烃例如环己烷。可使用两种或更多种不同的非质子有机溶剂的混合物。可共聚的光引发剂可按照用于制备依据本发明的(甲基)丙烯酸酯化光引发剂的方法制备的典型引 发剂通过表3给出并且不限于此。表 3 实施例MM用于以下实施例的所有原料可自Aldrich Chemical公司(比利时)易于得到，除 非另外指明。MEK为甲乙酮。Darocur 2959 为可得自 CIBA SPECIALTY CHEMICALS 的光引发剂。 Darocur 1173 为可得自 CIBA SPECIALTY CHEMICALS 的光引发剂。 C-羟基甲基安息香可按照 Hageman H.，Makromol. Chem.，RapidCommun. 2， 517-521 (1981)制备。 实施例1该实施例举例说明了当使用悬浮的无机碱替代氮碱时优良的选择性和分离方法 的简便性。这通过4-(2-丙烯酰氧基乙氧基)苯基-2-羟基-2-丙基酮的合成举例说明。 中间体INT-1的合成如下制备INT-1或4- (2- (3-氯丙酰氧基)乙氧基)苯基-2-羟基_2_丙基-酮将40. 4g(0. 18mol)4-(2-羟基乙氧基)苯基-2-羟基-2-丙基-酮(Darocur 2959)溶于560ml丙酮中并加入29. lml (28. 5g，0. 36mol)吡啶。使反应混合物冷却至_10°C 并经40分钟加入34. 4ml (45. 7g，0. 36mol)3-氯丙酰氯，同时温度保持在_10°C。在室温下 使反应继续进行24小时。加入400ml水和450ml乙酸乙酯并搅拌混合物，直到所有沉淀的 盐溶解。分离有机部分，经MgS04干燥并减压蒸发。向残余物中加入400ml己烷并搅拌混合 物2小时。经过滤分离自介质中沉淀的粗品4-(2-(3_氯丙酰氧基)乙氧基)苯基-2-羟 基-2-丙基-酮，用己烷洗涤并干燥。分离到48.3g(96%)的4-(2-(3-氯丙酰氧基)乙氧 基)苯基-2-羟基-2-丙基-酮。产物无须进一步纯化即可用于研究消除。分离方法的诜择件和简便件的评价所制备的中间体用于制备可共聚光引发剂INI-1。消除反应的选择性和最终 产物分离的简便性采用不同的碱与反应条件进行评价。碱的类型与基于中间体所使用的当量数通过表4显示。反应以lOmmol规模进行并向每一反应混合物中加入lmol%的BHT以 避免聚合作用。所使用的合成方法目前例证性用于反应INV-2，即采用K2C03在丙酮中的分散液进 行中间体INT-1的消除。 使7g(22mmol)的4-(2-(3-氯丙酰氧基)乙氧基)苯基-2-羟基-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小时。在冷却至室温后，经过滤除去无机盐并减压除去熔剂。用75ml正己烷 处理残余物。自介质中结晶4-(2_丙烯酰氧基乙氧基)苯基-2-羟基-2-丙基酮。分离 4. 2g(67.7%)的4-(2-丙烯酰氧基乙氧基)苯基-2-羟基-2-丙基酮。表 4 反应结果概述于表5中。％转化率采用GC方法测量。用lmlCH2Cl2稀释200 ill的 每一个样品。注射1 P 1的每一个样品。采用Alltech EconocapEC5柱(30x0. 32 025 u m)， 流速为2. 0ml/分钟的He和分流比为50 1。初始温度为60°C，保持1分钟，随后每分钟 温度上升35°C，直到最高温度达320°C，保持1分半钟。FID (火焰离子化检测器)用于检 测。表5 对于反应C0MP-1和C0MP-4观察到中间体未完全地转化为可共聚光引发剂INI-1， 因此未处理。对于反应C0MP-2和C0MP-3观察到光引发剂INI-1水解为起始原料Darocur 2959。对于反应C0MP-2，基于气相色谱分析观察到高达50%的水解。在反应C0MP-3中，不 可能除去所有的四甲基胍盐。尽管自反应C0MP-5中分离到具有适当纯度的产物，但是分离方法不是真正适合 于以工业规模生产。在反应C0MP-6中，确立了中间体的完全转化，但是发现在最终产物中存在一些另 外的副产物，并且也观察到不完全提取除去的DBU盐。
在反应INV-1和INV-2中，观察到几乎完全或完全的转化并且最终产物非常易于 处理。在通过反应INV-2制备的光引发剂中可检测出没有副产物。作为得自表5的一般性结论，很显然，采用无机碱在非质子溶剂中的细分散液导 致在消除期间完全转化和易于分离的方法，而没有形成副产物，而使用含氮的有机碱在等 当量使用时，导致未完成转化或者更加繁复的提取分离程序以除去经使最终产物水解为 Darocur 2959或形成副产物通常伴随的要求的过量。实施例2该实施例举例说明了所使用的无机碱类型对于实施例1的反应INV-2的影响。诚%转化率的反应与测定以与实施例1中描述的相同方法实施，除了在表6和表7 的反应混合物中使用不同类型的无机碱以外。所用组分的量以g给出，除了丙酮以ml给出 外。对于1当量的中间体INT-1使用1. 5当量的无机碱，在RS10平行反应器中(Barstead STEM )进行反应。表6 表 7 ml采用GC方法测定转化率。用1ml CH2C12稀释200 u 1的每一个样品。注射1 yl 的每一个样品。采用 Alltech EconocapEC5 柱(30x0. 32025 u m)，流速为 2. 0ml/ 分钟的 He 和分流比为50 1。初始温度为60°C，保持1分钟，随后每分钟温度上升35°C，直到最高温 度达320°C，保持1分半钟。FID(火焰离子化检测器)用于检测。
%转化率定义为通过以上描述的GC方法测定的4_(2_丙烯酰氧基乙氧基)苯 基-2-羟基-2-丙基酮的峰面积与4- (2-丙烯酰氧基乙氧基)苯基-2-羟基-2-丙基酮和 4-(2-(3-氯丙酰氧基)乙氧基)苯基-2-羟基-2-丙基-酮的峰面积总和的比率乘以100。表8 从表8显而易见的是广泛范围的不同无机碱给出适当的转化率。具有两个钠和钾 平衡离子的碱选择性地产生4-(2-丙烯酰氧基乙氧基)苯基-2-羟基-2-丙基酮，但是钾 平衡离子是尤其优选的，因为它们惯常地导致较高的转化率。如通过实施例1举例说明的那样，当使用含氮有机碱时，通常在分离期间形成起 始原料Darocur 2959。因此，自反应Rl、R2、R3、R5、R8和R9分离4-(2-丙烯酰氧基乙氧 基)苯基-2-羟基-2-丙基酮。在分离期间另外形成的Darocur 2959采用GC分析测量。 如下分离4-(2-丙烯酰氧基乙氧基)苯基-2-羟基-2-丙基酮。经过滤除去无机盐并减压 蒸发溶剂。用10ml正己烷处理残余物并再次分离。采用以上描述的GC方法分析这些样品。 结果概述在表9中。表9 从表8和表9中应该显而易见的是，通过避免繁复的提取以除去对于3-氯丙酸酯 完全转化为丙烯酸酯要求的过量的含氮有机碱，依据本发明的合成方法惯常地导致简化的 合成方法。在分离期间形成Darocur 2959也被有效地减少，从而避免用含氮有机碱在消 除和之后的分离期间通常遇到的问题。实施例3该实施例举例说明了依据本发明的方法可适用于其它的引发剂。制备要求的中间 体而无须最优化反应条件。4-丙烯酰氧基二苯甲酮(INI-3)的合成 使6. 7g(35mmol)的4-羟基-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却至-10 °C。滴加5. 3g(42mmol)3-氯-丙酰氯，同时保持温度低 于_5°C。使反应在0°C下继续30分钟，并在室温下继续进行3小时。经过滤除去沉淀的盐 并减压蒸发溶剂。经在Prochrom LC80柱上的制备型柱层析法分离3-氯-丙酸4-苯甲酰 基苯基酯，采用正己烷/乙酸乙酯75/25作为洗脱剂，流速为150ml/分钟和Kromasil 60A 10微米作为二氧化硅。分离到1. 2g的3-氯-丙酸4-苯甲酰基苯基酯。使1.2g(4. 75mmol)的3-氯-丙酸4-苯甲酰基苯基酯溶于12ml丙酮中。加入 10mg BHT禾口 lg(7. 13mmol)的无水K2C03。使混合物回流2 小时。TLC分析(Merck Kieselgel 60F254，洗脱剂乙酸乙酯/正己烷30/70)表明3-氯-丙酸4-苯甲酰基苯基酯完全转化为 2_丙烯酸4-苯甲酰基苯基酯。经过滤除去无机盐并减压蒸发溶剂。分离到0.8g的2-丙 烯酸4-苯甲酰基苯基酯。基于TLC分析，没有表明形成副产物。该分析经1H-NMR光谱证 实。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-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(Darocur 1173)溶 于60ml四氢呋喃中。加入6. lg(60mmol)的三乙胺并使反应混合物冷却至-10°C。加入 7. 6g(60mmol)的3-氯-丙酰氯，同时保持温度低于_5°C。使反应在0°C下继续30分钟，并 在40°C下继续反应72小时。经过滤除去沉淀的盐并减压蒸发溶剂。经在Prochrom LC80 柱上的制备型柱层析法纯化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作为洗脱剂，流速为150ml/分钟和Kromasil 60A 10微米作为二氧化 硅。分离到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)的无水K2C03并使混合物回流2小时。TLC分析 (Merck Kieselgel 60F254，洗脱剂乙酸乙酯/正己烷30/70)表明3_氯-丙酸1，1_ 二甲 基-2-氧代-2-苯基乙基酯完全转化为2-丙烯酸1，1- 二甲基-2-氧代-2-苯基乙基酯。 经过滤除去无机盐并减压除去溶剂。分离为0. 7g(77. 8% )为白色结晶固体的2-丙烯酸1， 1-二甲基-2-氧代-2-苯基乙基酯。基于TLC分析，没有表明形成副产物。该分析经1H-NMR 光谱证实。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_羟基乙氧基)二苯甲酮和1.8g(18mm0l)的三乙胺溶于 40ml 2- 丁酮中。使混合物冷却至-10°C并滴加2. 3g(18mmol)的3-氯-丙酰氯，同时保持 温度低于_5°C。使反应首先在0°C下继续30分钟，随后在室温下继续反应16小时。经过 滤除去沉淀的盐并减压除去溶剂。经在Prochrom LC80柱上的制备型柱层析法纯化粗品 3_氯-丙酸2- (4-苯甲酰基苯氧基)乙基酯，采用正己烷/乙酸乙酯70/30作为洗脱剂，流 速为50ml/分钟和Kromasil 60A 10微米作为二氧化硅。分离到1.9g(32%)的3-氯-丙 酸2-(4-苯甲酰基苯氧基)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)的无水K2C03并使混合物回流3小时。TLC分析 (Merck Kieselgel 60F254，洗脱剂乙酸乙酯/正己烷30/70)表明3_氯-丙酸2_(4_苯甲酰基苯氧基)乙基酯完全转化为2-丙烯酸2-(4-苯甲酰基苯氧基)乙基酯。经过滤除去 无机盐并减压除去溶剂。分离到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，没有表明形成副产物。该分析经1H-NMR光谱证实。2，3-二苯某-2-羟某-3-氧,代丙某丙烯酸酯(INI-15)的合成 (2，3-二苯基-2-羟基-3-氧代丙基)-3-氯-丙酸酯(INI-16)的合成使10. 2g(42mmol)的2，3_ 二羟基-1，2-二苯基-1-丙酮溶于130ml丙酮中。加 A 6. 6g(84mmol)的吡啶并使反应混合物冷却至_10°C。滴加10. 7g (84mmol)的3-氯丙酰 氯，同时保持温度低于0°C。使反应在0°C下继续30分钟，随后在室温下继续反应5小时。 向反应混合物中加入150ml乙酸乙酯和200ml水。分离有机部分并用200ml乙酸乙酯第二 次提取含水部分。经MgS04干燥合并的有机部分并减压蒸发。经在Prochorm LC80柱上的 制备型柱层析法分离(2，3- 二苯基-2-羟基-3-氧代丙基)-3-氯-丙酸酯，采用Kromasil Si60A 10 u和二氯甲烷作为洗脱剂，流速为150ml/分钟。分离到8g为白色结晶产物的(2， 3-二苯基-2-羟基-3-氧代丙基)-3-氯-丙酸酯(60%)。(TLC 在Merck Kieselgel254F60 上进行，洗脱剂为二氯甲烷，Rf 0. 19)。2，3-二苯基-2-羟基-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_羟基_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小时。经过滤 除去无机盐并减压蒸发溶剂。用50ml正己烷处理残余物，经过滤分离2，3-二苯基-2-羟 基-3-氧代丙基丙烯酸酯并干燥。分离到6. 3g的2，3- 二苯基-2-羟基-3-氧代丙基丙烯 酸酯(91 % )。基于t-NMR分析证明转化率为98%。3-氯,-丙酸9-氧,代-9H- _吨-2-某酯(INI-4)的合成 2-羟基-9H-噻吨-9-酮的合成将150ml浓硫酸加入到16g(0. 103mol)硫代水杨酸中。分批加入60g(0. 44mol) 苯酚。在加入期间温度升至50°C。使混合物冷却至室温并在室温下搅拌30分钟。将混合 物加热至80°C反应48小时。使混合物冷却至室温并在75°C下经1小时小心加入到31水。 在60°C下搅拌混合物另外1小时并使之冷却至室温。经过滤分离2-羟基-9H-噻吨-9-酮 并干燥。分离到12. 9g的2-羟基-9H-噻吨-9-酮(55% )。2-羟基-9H-噻吨-9-酮纯度 足以使用而无须进一步纯化。3-氯-丙酸9-氧代-9H-噻吨-2-基酯的合成使5g (22mmol)的2_羟基-9H-噻吨_9_酮溶于200ml的回流丙酮中。加入
吡啶 两酮合成:
苯基(2，4，6-三甲基苯甲酰基)-次膦酸2-羟基乙基酯可按照0￡10706097(8八5朽 的实施例3制备。使0. 22g(0.66mmol)的苯基(2，4，6_三甲基苯甲酰基)-次膦酸2_羟基乙基酯溶 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小时。经过滤除去沉淀的盐并加入15ml乙酸乙酯。用20ml的0. IN HC1溶液提取混 合物。经MgS04干燥有机部分并减压蒸发溶剂。经在Prochrom LC80柱上的制备型柱层析 法分离苯基(2，4，6_三甲基苯甲酰基)-次膦酸2-(3_氯丙酰氧基)乙基酯，采用Kromasil 60A 10微米作为二氧化硅和二氯甲烷/乙酸乙酯90/10作为洗脱剂，流速为150ml/分钟。 分离到0.045g的苯基(2，4，6_三甲基苯甲酰基)-次膦酸2-(3_氯丙酰氧基)乙基酯。实施例4该实施例举例说明了不仅氯可用作离去基团。这通过在4_(2_丙烯酰氧基乙氧 基)苯基-2-羟基-2-丙基酮的合成中采用3-溴-丙酰氯得到例证性说明。4-(2-丙烯酰氧,某乙氧,某)苯某-2-羟某-2-丙某酮(INI-1)的合成 步骤1 :INT_15的合成
3.6ml (3. 5g,44mmol)吡啶，随后加入5. 6g (44mmol) 3-氯丙酰氯。使混合物回流5小时。在 冷却至室温后减压除去溶剂并使残余物溶于200ml 二氯甲烷中。用150ml的1M Na2C03溶 液和150ml的0. 1N盐酸溶液提取二氯甲烷。经MgS04干燥有机部分并减压蒸发。经在SVP D40Merck NP柱上的制备型柱层析法分离3-氯-丙酸9-氧代-9H-噻吨-2-基酯，经30分 钟使用二氯甲烷(20分钟等度洗脱)-二氯甲烷/乙酸乙酯80/20的梯度洗脱并且流速为 50ml/分钟。分离到0. 414g为白色结晶化合物的3-氯-丙酸9-氧代-9H-噻吨-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_羟基-1_[4_ (2_羟基乙氧基)苯基]_2_甲基丙 酮溶于140ml丙酮中。加入7. lg(90mmol)的吡啶并使反应混合物冷却至-10°C。滴加 16. 2g(90mmol)的3-溴丙酰氯，同时保持温度低于0°C。使反应在0°C下继续30分钟，随 后在室温下继续反应5小时。向反应混合物中加入200ml水和150ml乙酸乙酯。分离有机 部分并用200ml乙酸乙酯提取含水部分。经MgS04干燥合并的有机部分并减压蒸发。经在 Prochrom LC80柱上的制备型柱层析法分离4-(2-(3-溴代丙酰氧基)乙氧基)苯基_2_羟 基-2-丙基酮，采用Kromasil 60A 10 u作为二氧化硅和正己烷/乙酸乙酯72/28作为洗 脱剂，流速为150ml/分钟。分离到5. 4g为白色结晶产物的4-(2-(3-溴代丙酰氧基)乙氧 基)苯基-2-羟基-2-丙基酮(33% ) (TLC在Merck Kieselgel 254F6(1上进行，洗脱剂为 正己烷/乙酸乙酯40/60，Rf 0. 25)。步骤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-羟基_2_丙基 酮溶于45ml丙酮中。加入30mg BHT和3. 0g(21. 75mmol)K2C03并使反应混合物回流5小 时。使反应混合物冷却至室温并经过滤除去无机盐。减压除去溶剂并用50ml正己烷处理 残余物。经过滤分离4-(2_丙烯酰氧基乙氧基)苯基-2-羟基-2-丙基酮。分离到3g为 白色结晶化合物的4-(2_丙烯酰氧基乙氧基)苯基-2-羟基-2-丙基酮(75% )。实施例5该实施例举例说明了采用无机碱在非质子溶剂中的细分散液，用3-氯丙酰氯酰 化羟基取代的光引发剂，随后在相同的条件下直接消除为相应的丙烯酸酯，而无须首先分 离中间体的可行性。该“一反应釜”方法对于以工业规模制备可共聚光引发剂是尤其有利 的。4-(2-丙烯酰氧,某乙氧,某)苯某-2-羟某-2-丙某酮(INI-1)的合成 使5.6g(25mmol)的2_羟基-1_[4_(2-羟基乙氧基)苯基]-2-甲基-1-丙酮和 60mg BHT溶于100ml丙酮中。加入19g(0. 1375mol) K2C03并使反应混合物冷却至_5°C。经 30分钟加入9. 5ml(12. 7g，0. lmol)的3-氯丙酰氯。使反应混合物回流10小时并经如以上 公开的GC测定2-羟基-l-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-2-甲基-1-丙酮转化为4-(2-丙 烯酰氧基乙氧基)苯基-2-羟基-2-丙基酮的转化率。10小时后，证实转化率为94.3%。 常规分离方法可用于分离4-(2-丙烯酰氧基乙氧基)苯基-2-羟基-2-丙基酮。2-丙烯酸9-氧,代-9H- _吨-2-某酯(INI-4)的合成
使5g(22mmol)的2-羟基-9H-噻吨-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小时。在冷却至室温后 经过滤除去盐并减压除去溶剂。用100ml水处理残余物并经过滤分离粗品2-丙烯酸9-氧 代-9H-噻吨-2-基酯。采用Prochrom LC80柱上的制备型柱层析法进一步纯化2-丙烯酸 9_氧代-9H-噻吨-2-基酯，采用Kromasil Si60A 10 u作为二氧化硅和二氯甲烷作为洗脱 剂，流速为150ml/分钟。分离到1. 16g 2-丙烯酸9-氧代-9H-噻吨-2-基酯(19% )0所 分离的化合物具有99 %的纯度。该分析经t-NMR光谱证实。
权利要求
一种用于制备依据式(I)的(甲基)丙烯酸酯化光引发剂的中间体式(I)其中R1选自氢和甲基；A表示包含至少一个选自苯偶酰缩酮、α，α-二烷氧基苯乙酮、α-羟基烷基苯基酮、α-氨基烷基苯基酮、酰基膦氧化物、双-酰基膦氧化物、酰基膦硫化物、α-卤代酮、α-卤代砜、苯酰甲酸酯、二苯甲酮、噻吨酮和1，2-二酮的光引发部分的基团；L表示包含至少一个碳原子的n+o-价连接基团；n和o各自独立地表示1-4的整数；p等于0或1；X表示选自Cl、Br、I和R2SO3的基团；和R2表示选自烷基、烯基、炔基、烷芳基、芳烷基、芳基和杂芳基的任选取代的基团。FPA00001143599600011.tif
2.依据权利要求1的中间体，其中连接基团L包含不多于20个碳原子。
3.依据权利要求1或2的中间体，其中η和ο等于1。
4.依据权利要求1-3中任何一项的中间体，其中L通过选自酯、酰胺、醚、硫醚和胺的官 能团将光引发部分A连接于氧原子。
5.依据权利要求1-4中任何一项的中间体，其中连接基团L选自取代或未取代的亚烷 基、取代或未取代的亚芳基、取代或未取代的亚杂芳基。
6.依据权利要求5的中间体，其中连接基团L为亚烷基。
7.一种用于通过在非质子溶剂中，采用无机碱或羧酸盐，使依据式(II)的起始原料与 依据式(III)的酰氯反应，制备如通过权利要求1-6中任何一项定义的式(I)中间体的方 法 式⑴ 其中Rl选自氢和甲基；A表示包含至少一个光引发部分的基团； L表示包含至少一个碳原子的η+ο-价连接基团； η和ο各自独立地表示1-4的整数； P等于0或1 ；X表示选自Cl、Br、I和R2SO3的基团；和R2表示选自烷基、烯基、炔基、烷芳基、芳烷基、芳基和杂芳基的任选取代的基团。
8.一种用于在非质子溶剂中，采用无机碱或羧酸盐，通过从如由权利要求1-6中任何 一项定义的式(I)中间体进行HX的β-消除制备(甲基)丙烯酸酯化光引发剂的方法。
9.依据权利要求7或8的方法，其中A表示包含至少一个具有酸敏感性官能团的光引 发部分的基团。
10.依据权利要求7-9中任何一项的方法，其中无机碱选自碳酸盐、碳酸氢盐、硼酸盐、 磷酸盐和磷酸氢盐。
11.依据权利要求9或11的方法，其中无机碱或羧酸盐为钾盐。
12.依据权利要求11的方法，其中无机碱为碳酸钾。
13.依据权利要求7-12中任何一项的方法，其中非质子溶剂选自脂肪酮、脂肪腈、环状 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、二甲亚砜、环丁砜、内酯、卤代烃、芳烃和脂肪族烃。
14.用于制备依据权利要求8的(甲基)丙烯酸酯化光引发剂的方法，其中根据方法7 制备的中间体被直接转化为相应的(甲基)丙烯酸酯而无须分离该中间体。
全文摘要
一种用于制备依据式(I)的(甲基)丙烯酸酯化光引发剂的中间体，其中R1选自氢和甲基；A表示包含至少一个光引发部分的基团，所述光引发部分选自苯偶酰缩酮、α，α-二烷氧基苯乙酮、α-羟基烷基苯基酮、α-氨基烷基苯基酮、酰基膦氧化物、双-酰基膦氧化物、酰基膦硫化物、α-卤代酮、α-卤代砜、苯酰甲酸酯、二苯甲酮、噻吨酮和1，2-二酮；L表示包含至少一个碳原子的n+o-价连接基团；n和o各自独立地表示1-4的整数；p等于0或1；X表示选自Cl、Br、I和R2SO3的基团；和R2表示选自烷基、烯基、炔基、烷芳基、芳烷基、芳基和杂芳基的任选取代的基团。一种用于通过自依据式(I)的中间体进行HX的β-消除制备(甲基)丙烯酸酯化光引发剂的方法也得到公开。
文档编号C07F9/53GK101878191SQ200880118893
公开日2010年11月3日 申请日期2008年11月27日 优先权日2007年11月29日
发明者J·洛库菲尔 申请人:爱克发印艺公司