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TWI428321B - 用於製備空間位阻硝醯基醚類之方法 - Google Patents

用於製備空間位阻硝醯基醚類之方法 Download PDF

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TWI428321B
TWI428321B TW096124199A TW96124199A TWI428321B TW I428321 B TWI428321 B TW I428321B TW 096124199 A TW096124199 A TW 096124199A TW 96124199 A TW96124199 A TW 96124199A TW I428321 B TWI428321 B TW I428321B
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Kai-Uwe Schoening
Walter Fischer
Abdel-Ilah Basbas
Alexander Dichtl
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Ciba Sc Holding Ag
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Description

用於製備空間位阻硝醯基醚類之方法
本發明係關於一種用於製備空間位阻硝醯基醚之新穎方法，其是經由將相對應之空間位阻硝醯基與羰基化合物及過氧化氫反應而從相對應之空間位阻硝醯基製備的。以該方法所製備的化合物有效作為聚合物對抗有害的光、氧及/或熱效應的穩定劑，作為聚合物之阻燃劑、作為流變改性劑及作為聚合調節劑。
在本發明所使用的術語空間位阻硝醯基為空間位阻硝基氧的同義字，其也常用在文獻中。因此，在本發明所使用的術語空間位阻硝醯基醚被當作空間位阻硝基氧醚或空間位阻烷氧基胺的同義字使用。
因為空間位阻硝醯基醚類具有相當大的工業利益，所以曾提出許多嘗試來發展用於彼等製造之工業上可應用的方法。
例如，WO 01/92228敘述用於製備硝醯基醚類，例如，經N－烴氧基取代之位阻胺化合物之方法，其係藉由對應之N－氧基中間物與烴在有機過氧化氫及銅催化劑的存在下反應。
WO 03/045919敘述用於製備硝醯基醚類，例如，經N－烴氧基取代之位阻胺化合物之方法，其係藉由對應之N－氧基中間物與烴在有機過氧化氫及碘化物催化劑的存在下反應。
氯化2,2,6,6－四甲基－1－酮基六氫哌啶鎓鹽與攜帶α－H原子之酮類反應係由例如T.Ren等人於Bull.Chem.Soc.Jpn.,69,2935－2941(1996)及由Y.－C.Liu等人於Chinese Journal of Chemistry,14(3),252－258(1996)中所述。
驚訝地發現空間位阻硝醯基醚類可藉由空間位阻硝醯基化合物與含有羰基之化合物，如酮或醛在過氧化氫及金屬催化劑的存在下反應而製備。
在許多例子中，於短的反應時間內達成非常高的產率。此外，可以選擇非常高的原料濃度，因此得到極佳的體積時間產率。與其它的先前技藝方法相比較，具有溫和的反應條件，並且反應非常具選擇性，不伴隨形成二聚物、三聚物或寡聚物副產物。此外，本發明的方法允許形成空間位阻硝醯基醚類，其具有明確的烷氧化物殘餘物代替在其它的先前技藝方法中的異構物混合物。
此外，本發明的方法允許空間位阻硝醯基醚類之製備，其無法使用先前技藝方法或者只可能製得具不夠充分之產率。
本發明的一個觀點是一種用於製備空間位阻硝醯基醚之方法，其包含將相對應之具有烷基之空間位阻硝醯基(彼等是在酮、醛、二酮或二醛寡酮或寡醛的反應中所形成)與過氧化氫在金屬催化劑的存在下反應，其先決條件是如果空間位阻硝醯基為2,2,6,6－四甲基六氫吡啶－1－氧基(TEMPO)時，則該酮不為丙酮。
烷基應不限於自由基，但是也包含在反應組份之間的過渡態，其中電子被分離。
通常金屬催化劑應存在於反應中，以便達成所欲之高產率。然而，具有反應可不以金屬催化劑進行的例子。
例如，酮、醛、二酮或二醛具有式(Ia)或(Ib)，，其中R101 及R102 獨立為氫、直鏈或支鏈C1 －C24 烷基、直鏈或支鏈C2 －C18 烯基、C2 －C18 炔基、C5 －C12 環烷基、C5 －C12 環烯基、苯基、萘基或C7 －C15 苯烷基；或該直鏈或支鏈C1 －C24 烷基、直鏈或支鏈C2 －C24 烯基、C5 －C12 環烷基、C5 －C12 環烯基、C2 －C18 炔基可被一或多個鹵素、－OH、－OR122 、－NH2 、－NHR122 、－N(R122 )2 、－NHCOR122 、－NR122 COR122 、－OCOR122 、－COR122 、－SO2 R122 、－SR122 、－SOR122 、－P(OR122 )3 、－P(O)(OR122 )2 、P(R122 )3 取代；或該直鏈或支鏈之未經取代或經取代之C1 －C24 烷基、直鏈或支鏈之未經取代或經取代之C2 －C24 烯基、C5 －C12 環烷基、C5 －C12 環烯基或C2 －C18 炔基也可被一或多個－O－、－NH－或－NR122 －基團或彼之組合間斷；或該苯基、萘基或C7 －C15 苯烷基也可被一或多個鹵素、－CN、－CF3 、－NO2 、、－NHR122 、－N(R122 )2 、－OH、－OR122 、－COR122 取代；其先決條件係R101 及R102 中至少一者不為氫；其中＊ 代表連接點；R122 為直鏈或支鏈C1 －C18 烷基、直鏈或支鏈C2 －C18 烯基、C5 －C10 環烷基、苯基、萘基或C7 －C15 苯烷基；及R103 為直接鍵、C1 －C24 伸烷基、C5 －C12 －伸環烷基、伸苯基、C1 －C6 伸烷基－伸苯基、伸苯基－C1 －C6 伸烷基或C1 －C6 伸烷基－伸苯基－C1 －C6 伸烷基。
在各種取代基中的烷基可為直鏈或支鏈。含有1至24個碳原子之烷基的實例為甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、2－丁基、異丁基、第三丁基、戊基、2－戊基、己基、庚基、辛基、2－乙基己基、第三辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十六烷基及十八烷基。
C5 －C12 環烷基典型地為環戊基、甲基環戊基、二甲基環戊基、環己基、甲基環己基。
C5 －C12 環烯基為例如環戊烯基、環己烯基、環庚烯基、環辛烯基、雙環[2.2.1]庚－2－烯基，包括彼之異構物。
C2 －C18 烯基為例如丙烯基、丁烯基、戊烯基、己烯基、庚烯基、辛烯基、十二烯基，包括彼之異構物。
被至少一個O原子間斷之C2 －C18 烷基為例如－CH2 －CH2 －O－CH2 －CH3 、－CH2 －CH2 －O－CH3 或－CH2 －CH2 －O－CH2 －CH2 －CH2 －O－CH2 －CH3 。其較佳地衍生自聚乙二醇。通用敘述為－((CH2 )a －O)b －H/CH3 ，其中a為從1至6之數字及b為從2至10之數字。
任何C2 －C24 伸烷基為例如伸乙基、伸丙基、2,2－二甲基伸丙基、伸丁基、伸己基、伸辛基、伸癸基或伸十二烷基。
經羥基－、氰基－、烷氧羰基－或脲－取代之C1 －C24 烷基可為例如2－羥乙基、2－羥丙基、2－氰乙基、甲氧羰基甲基、2－乙氧羰基乙基、2－胺羰基丙基或2－(二甲胺基羰基)乙基。
當使用二酮或二醛時，則可獲得以式(Ib)之基團R3 連接的二聚合硝醯基醚類。可製備類型N－O－R3 －O－N之化學結構圖式上的產物，特別是當R3 為長鏈烷基間隔基時。當R3 為直接鍵時，則可獲得N－O－醯基化合物。
特別地，酮或醛具有式(Ia)，其中R101 及R102 為氫、直鏈或支鏈C1 －C24 烷基、直鏈或支鏈C2 －C18 烯基、C2 －C18 炔基、C5 －C12 環烷基、C5 －C12 環烯基、苯基、萘基或C7 －C15 苯烷基，彼等可未經取代或被1至3個OH基團取代。
較佳地，R101 及R102 為氫、直鏈或支鏈C1 －C12 烷基，該烷基可未經取代或被1個OH基團取代。
在本發明的方法中特別有用的各個醛類及酮類為乙醛、丙醛、丁醛、戊醛、己醛、2－乙基己醛、環己基甲醛、環己烯基甲醛、壬醛、三甲基乙醛、2－苯基丙醛、苯基乙醛、甲氧基乙醛、丙酮醛、丙酮、甲基乙酮、二乙酮、3,3－二甲基－2,4－戊二酮、二異丙酮、甲基異丙酮、甲基正丙酮、甲基環己酮、具有不同的異構物之甲基辛酮、2－甲基丙乙醯乙酸酯、甲氧基丙酮、乙醯基乙醛二甲縮醛、乙醯基丙酮、乙醯基乙酸甲酯、二甲基(2－酮丙基)膦酸酯、甲烷磺醯基丙酮、羥基－2－甲基戊酮及丙酮酸甲酯。
原則上，當不對稱酮被用在反應中時，則具有較高的穩定性之基被優先形成，並與硝醯基再組合。例如，當使用甲基異丙酮時，則形成具有高選擇性的硝醯基異丙醚，典型係具有1：10之比。
酮或醛也可當場製備及反應。例如，將對應之醇以過量過氧化氫在適合的催化劑存在下氧化，並將所得醛或酮與過氧化氫及相同或第二種催化劑當場反應，得到可被硝醯基捕捉之烷基。在一些例子中，醇與酮或醛之混合物可具有作為原料的優點。
例如，過氧化氫具有式(II)，其中R104 為氫、C5 －C12 環烷基、C1 －C24 烷基、苯基或被1－4個C1 －C4 烷基取代之苯基。
較佳地，過氧化氫為第三丁基過氧化氫、異丙苯基過氧化氫或H2 O2 。
特別佳的是H2 O2 。
過氧化氫及特別是H2 O2 典型地被溶解在水中，並可使用以總溶液重量為基準計從1至90重量%之濃度。較佳地，濃度係介於20至70重量%之間。
過氧化氫及特別是H2 O2 也可當場製備，例如，以電解法。
金屬催化劑也可選自過渡金屬催化劑之群組或選自具有路易士(Lewis)酸特性的金屬催化劑之群組或水溶性離子化合物之群組，並且較佳地選自由鈧、鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、鎵、鍺、釔、鋯、鈮、鉬、釕、銠、鈀、銀、鎘、銦、錫、鑭、鈰、鉿、鉭、鎢、錸、鋨、銥、鉑、金、汞、鉈、鉛、鉍、鋁、鎂、鈣、鋰、鋇、硼、鈉、鉀、銫、鍶或其組合物所組成的群組。
金屬催化劑也可與有機或無機聚合物主鏈結合，提供均勻或不均勻的催化劑系統。
上述金屬催化劑可包括在過渡金屬之錯合物化學中常見已知的陰離子配位基，如衍生自無機或有機酸之陰離子，實例為鹵化物，例如，F－ 、Cl－ 、Br－ 或I－ ；類型BF4 － 、PF6 － 、SbF6 － 或AsF6 － 之氟基錯合物；含氧酸、醇化物之陰離子；或環戊二烯或氧化物之陰離子。
更多的實例為：硫酸鹽、磷酸鹽、過氯酸鹽、過溴酸鹽、過碘酸鹽、銻酸鹽、砷酸鹽、硝酸鹽、碳酸鹽；C1 －C30 羧酸之陰離子，如甲酸鹽、乙酸鹽、三氟乙酸鹽、三氯乙酸鹽、丙酸鹽、丁酸鹽、苯甲酸鹽、硬脂酸鹽、苯基乙酸鹽、單－、二－或三－氯基－或三氟基乙酸鹽、磺酸鹽，例如，甲基磺酸鹽、乙基磺酸鹽、丙基磺酸鹽、丁基磺酸鹽、三氟甲基磺酸鹽(三氟甲基磺酸鹽(triflate))、未經取代或經C1 －C4 烷基－、C1 －C4 烷氧基－或鹵基－，尤其為氟基－、氯基－或溴基－取代之苯基磺酸鹽或苯甲基磺酸鹽、羧酸鹽，例如，甲苯磺酸鹽、甲磺酸鹽、對－溴苯磺酸鹽、對－甲氧基－或對－乙氧基苯基磺酸鹽、五氟苯基磺酸鹽或2,4,6－三異丙基磺酸鹽、膦酸鹽，例如，甲基膦酸鹽、乙基膦酸鹽、丙基膦酸鹽、丁基膦酸鹽、苯基膦酸鹽、對－甲苯基膦酸鹽或苯甲基膦酸鹽，以及也為C1 －C12 －醇化物，如直鏈或支鏈C1 －C12 －醇化物，例如，甲醇化物或乙醇化物。
陰離子及中性配位基也可以至多金屬催化劑之較佳的錯合陽離子的配位數存在，尤其為4、5或6個。額外的負電荷係以陽離子平衡，尤其為單價陽離子，如Na＋ 、K＋ 、NH4 ＋ 或(C1 －C4 烷基)4 N＋ 。這些陰離子及中性配位基可用於調整對應之過渡金屬的反應性，例如，以便削弱催化劑活性。
中性配位基為過渡金屬之錯合物化學中常見已知的。適合的無機配位基係選自由水(H2 O)、胺基、氮、一氧化碳及硝醯基所組成的群組。適合的有機配位基係選自由膦，例如，(C6 H5 )3 P、(i－C3 H7 )3 P、(C5 H9 )3 P或(C6 H11 )3 P；二－、三－、四－及羥胺，如乙二胺、乙二胺四乙酸鹽(EDTA)、N,N－二甲基－N’,N’－雙(2－二甲胺基乙基)－乙二胺(Me6 TREN)、兒茶酚、N’,N’－二甲基－1,2－苯二胺、2－(甲胺基)酚、3－(甲胺基)－2－丁醇或N’,N’－雙(1,1－二甲基乙基)－1,2－乙烷二胺、N,N,N’,N”,N”－五亞甲基二乙基三胺(PMDETA)、C1 －C8 －乙二醇或甘油酯，例如，乙二醇或丙二醇或其衍生物，例如，二－、三－或四乙二醇二甲醚，及單牙或雙牙雜環族e－ 予體配位基所組成的群組。
金屬催化劑，特別為過鍍金屬催化劑可進一步包括雜環族e－ 予體配位基，其係衍生自例如未經取代或經取代之由呋喃、噻吩、吡咯、吡啶、雙－吡啶、甲基吡啶亞胺、二氮雜菲、嘧啶、雙－嘧啶、吡、吲哚、二水楊醛縮乙二胺(salen)、香豆酮、苯并噻吩、咔唑、二苯并呋喃、二苯并噻吩、吡唑、咪唑、苯并咪唑、唑、噻唑、雙－噻唑、異唑、異噻唑、喹啉、雙－喹啉、異喹啉、雙－異喹啉、吖啶、色烯、吩、吩、吩噻、三、噻嗯、嘌呤、雙－咪唑及雙唑所組成的群組之雜芳烴。
例如，金屬催化劑為具有任何氧化態之Ag、Mn、Fe、Cu、Zr、Na、Mg、Ca、Al、Pd、In、Bi或Ce的鹽或錯合物。
例如，金屬催化劑為具有任何氧化態之Fe、Cu、Mn、Na、Mg、Pd、In、Zr或Bi的鹽或錯合物。
較佳地，金屬催化劑為Fe2＋ 或Fe3＋ 、Cu＋ 或Cu2＋ 、Na＋ 或Ca2＋ 鹽。
在Na＋ 的例子中，使用鹵化物(路鹽、牛奶鹽)可能有利。
金屬催化劑典型地以0.0005至10.0莫耳當量之量存在，其依據金屬而定。例如，Cu較佳地使用以空間位阻硝醯基之莫耳當量為基準計從0.0005至0.2莫耳當量之量，而更佳地從0.005至0.05莫耳當量。例如，Na較佳地使用以空間位阻硝醯基之莫耳當量為基準計從0.005至3.0莫耳當量之量，而更佳地從0.01至2.0莫耳當量。
本方法典型地在正常大氣壓力下進行。在具有非常低沸點的醛或酮的例子中，可能有利的是在反應期間施予壓力。
反應時間通常為短時間，其係依據所使用的空間位阻硝醯基而定。例如，反應時間從0.5小時改變至20小時，例如，其係從1小時至7小時。
反應典型地在介於0°至100℃之間的溫度下進行，其係依據所使用的催化劑而定。例如，如果使用Cu，則反應溫度特別介於10°至60℃之間，而較佳地介於25°至50℃之間。如果使用Na，則反應溫度較佳地介於25至120℃之間，更佳地介於60至100℃之間。
pH值可從1改變至10。較佳的是中性至微酸性，例如，pH 4至6。在酮的例子中，pH較佳地介於2.5至4之間。
各種無機及有機酸可用於維持pH值在較佳的範圍內，無機及有機酸的實例已說明於上。典型的實例為HCl、H2 SO4 、H3 PO4 、CH3 COOH、CH3 SO3 H或例如以H3 PO4 或CH3 COOH為主之緩衝系統。
反應可以或不以額外的溶劑進行。在一些例子中，當反應在兩相系統中進行，例如，一相為水時，則可能有利。兩相系統也可在其中醛或酮不完全溶於水相中的那些例子中有優勢。空間位阻硝醯基可在水相或在有機相中，而酮或醛在其它各自的相中。在不可互溶的相之例子中，可能有利的是使用相轉移催化劑，典型為兩親分子，或適合的惰性共溶劑。典型的相轉移催化劑為含有陰離子的鹽類，如四烷基銨及烷芳基鏻化合物之鹵化物、氫氧化物、硫酸氫鹽、磷酸鹽。相轉移法的通用實例可在例如Chemistry Industry Digest(2005),18(7),49－62,Topics in Catalysis(2004),29(3－4),145－161或在Interfacial Catalysis(2003),159－201中發現。
典型的惰性溶劑為例如水、烷烴、甲苯、二甲苯、硝苯、乙酸、酯類，如乙酸乙酯、醇類，如乙醇或第三丁醇、鹵化溶劑類，如二氯甲烷或氯苯、離子液體、醚類，如四氫呋喃或第三丁基甲醚、NMP或超臨界二氧化碳。基本上，所有過氧化氫穩定的(例如，過氧化氫(hydrogen peroxide)穩定的)溶劑可用於該方法中。如上所述，醇在本發明方法中可作為共溶劑，特別為那些在氧化時形成所使用的醛或酮之溶劑。例如，乙醇可用在該方法中，其中基形成種類為乙醛。
醛或酮及過氧化氫可以廣泛的濃度範圍使用。與空間位阻硝醯基相比，彼等典型地以過量使用。醛或酮典型地具有以空間位阻硝醯基之莫耳量為基準計1.05至20莫耳當量的過量，例如，1.25至5莫耳當量。過氧化氫典型地使用以空間位阻硝醯基之莫耳量為基準計1至10莫耳當量的過量，例如，1.5至3莫耳當量。
反應可以許多方式進行。例如，將空間位阻硝醯基溶解在醛或酮中。若必要時，加入惰性共溶劑。將過氧化氫水溶液加入該溶液中，並在攪拌一段短時間之後，加入溶解在水中或在適當溶劑中的金屬催化劑，或例如以粉末形式直接加入。將混合物攪拌及經適當的時間反應。在本方法的另一具體實例中，有可能將醛或酮溶解在適當的溶劑中及接著加入過氧化氫。在特定的時間之後，加入溶解在適當溶劑或純的位阻硝基氧基團，接著加入催化劑。也有可能將位阻硝醯基溶解在適當的溶劑中，加入催化劑及接著經一段時間同時地或一個接著一個地加入醛(或酮)及過氧化氫。較佳地將氧化劑經一段時間加入在適當溶劑中的位阻硝醯基和醛或酮及金屬催化劑之溶液中，或將氧化劑及醛或酮經一段時間加入位阻硝醯基及金屬催化劑之溶液中。
有可能在開始時使用全部或只用一部分的醛/酮量。接著可將剩餘的量經所欲之時間送入反應混合物中。過氧化氫及金屬催化劑也可在初期完全加入反應混合物中或經特定的時間分批加入。
例如，空間位阻硝醯基包括式(Xa)之結構或具有式(Xb)， 其中G1 、G2 、G3 及G4 獨立為1至4個碳原子之烷基，或G1 及G2 及/或G3 及G4 一起為伸丁基或伸戊基及＊ 表示價；
其中R201 彼此各自獨立為氫、鹵素、NO2 、氰基、P(O)(OC2 H5 )2 、－CONR205 R206 、－(R209 )COOR204 、－C(O)－R207 、－OR208 、－SR208 、－NHR208 、－N(R208 )2 、胺甲醯基、二(C1 －C18 烷基)胺甲醯基、－C(＝NR205 )(NHR206 )；未經取代之C1 －C18 烷基、C2 －C18 烯基、C2 －C18 炔基、C7 －C9 苯烷基、C3 －C12 環烷基或C2 －C12 雜環烷基；或C1 －C18 烷基、C2 －C18 烯基、C2 －C18 炔基、C7 －C9 苯烷基、C3 －C12 環烷基或C2 －C12 雜環烷基，彼等被NO2 、鹵素、胺基、羥基、氰基、羧基、C1 －C4 烷氧基、C1 －C4 烷硫基、C1 －C4 烷胺基或二(C1 －C4 烷基)胺基取代；或苯基、萘基，彼等未經取代或被C1 －C4 烷基、C1 －C4 烷氧基、C1 －C4 烷硫基、鹵素、氰基、羥基、羧基、C1 －C4 烷胺基或二(C1 －C4 烷基)胺基取代；R204 為氫、C1 －C18 烷基、苯基、鹼金屬陽離子或四烷基銨陽離子；R205 及R206 為氫、C1 －C18 烷基、被至少一個羥基取代之C2 －C18 烷基，或在一起形成C2 －C12 伸烷基橋或被至少一個O或/或NR207 原子間斷之C2 －C12 伸烷基橋；R207 為氫、C1 －C18 烷基或苯基；R208 為氫、C1 －C18 烷基或被至少一個羥基取代之C2 －C18 烷基；R209 為C1 －C12 伸烷基或直接鍵；或所有的R201 一起形成具有至少一個二－或三－價氮原子之多環族環脂肪族環系統或多環族雜環脂肪族環系統的殘基。
通常含有式(Xa)之結構的空間位阻硝醯基較佳。
例如，空間位阻硝醯基具有式(Xb)或(Xc)
其中R201 彼此各自獨立為氫、鹵素、NO2 、氰基、P(O)(OC2 H5 )2 、－CONR205 R206 、－(R209 )COOR204 、－C(O)－R207 、－OR208 、－SR208 、－NHR208 、－N(R208 )2 、胺甲醯基、二(C1 －C18 烷基)胺甲醯基、－C(＝NR205 )(NHR206 )；未經取代之C1 －C18 烷基、C2 －C18 烯基、C2 －C18 炔基、C7 －C9 苯烷基、C3 －C12 環烷基或C2 －C12 雜環烷基；或C1 －C18 烷基、C2 －C18 烯基、C2 －C18 炔基、C7 －C9 苯烷基、C3 －C12 環烷基或C2 －C12 雜環烷基，彼等被NO2 、鹵素、胺基、羥基、氰基、羧基、C1 －C4 烷氧基、C1 －C4 烷硫基、C1 －C4 烷胺基或二(C1 －C4 烷基)胺基取代；或苯基、萘基，彼等未經取代或被C1 －C4 烷基、C1 －C4 烷氧基、C1 －C4 烷硫基、鹵素、氰基、羥基、羧基、C1 －C4 烷胺基或二(C1 －C4 烷基)胺基取代；R204 為氫、C1 －C18 烷基、苯基、鹼金屬陽離子或四烷基銨陽離子；R205 及R206 為氫、C1 －C18 烷基、被至少一個羥基取代之C2 －C18 烷基，或在一起形成C2 －C12 伸烷基橋或被至少一個O或/或NR8 原子間斷之C2 －C12 伸烷基橋；R207 為氫、C1 －C18 烷基或苯基；R208 為氫、C1 －C18 烷基或被至少一個羥基取代之C2 －C18 烷基；R209 為C1 －C12 伸烷基或直接鍵；或所有的R201 一起形成具有至少一個二－或三－價氮原子之多環族環脂肪族環系統或多環族雜環脂肪族環系統的殘基；G1 、G2 、G3 及G4 獨立為1至4個碳原子之烷基，或G1 及G2 及/或G3 及G4 一起為伸丁基或伸戊基；及A為形成環族或雜環族5－、6－或7－員環所必需之二價基團，其未經取代或被－OH、＝O或被一或兩個含有總共1－500個碳原子及視需要1－200個雜原子之有機殘基取代。
以符合式(Xc)之空間位阻硝醯基較佳。
在較佳的方法中，空間位阻硝醯基具有式(A)至(O)
其中G1 、G2 、G3 及G4 獨立為C1 －C4 烷基及G5 為氫或甲基；R1 為H及R2 為OH；m為0或1；R3 為氫、羥基或羥甲基、C1 －C22 烷醯基、C1 －C22 烷氧羰基、C1 －C22 烷醯氧基；R4 為氫、具1至12個碳原子之烷基或具2至12個碳原子之烯基；n為1至4；當n為1時，則R5 為氫、1至18個碳原子之烷基、4至18個碳原子之烷氧羰基伸烷基羰基、2至18個碳原子之烯基、環氧丙基、2,3－二羥丙基、經2－羥基或2－(羥甲基)取代之3至12個碳原子之烷基(該烷基被氧間斷)、含有2至18個碳原子之脂肪族或不飽和脂肪族羧酸或胺甲酸之醯基、含有7至12個碳原子之環脂肪族羧酸或胺甲酸之醯基、或含有7至15個碳原子之芳香酸之醯基；當n為2時，則R5 為2至18個碳原子之伸烷基、含有2至18個碳原子之脂肪族或不飽和脂肪族二羧酸或二胺甲酸之二價醯基、含有7至12個碳原子之環脂肪族二羧酸或二胺甲酸之二價醯基、或含有8至15個碳原子之芳香族二羧酸之二價醯基；當n為3時，則R5 為含有6至18個碳原子之脂肪族或不飽和脂肪族三羧酸之三價醯基、或含有9至15個碳原子之芳香族三羧酸之三價醯基；當n為4時，則R5 為脂肪族或不飽和脂肪族四羧酸之四價醯基，尤其為1,2,3,4－丁烷四羧酸、1,2,3,4－丁－2－烯四羧酸、1,2,3,5－戊烷四羧酸及1,2,4,5－戊烷四羧酸，或R5 為含有10至18個碳原子之芳香族四羧酸之四價醯基；p為1至3；R6 為氫、1至18個碳原子之烷基或2至6個碳原子之醯基或苯基；當p為1時，則R7 為氫、苯基、具有1至18個碳原子之烷基、含有2至18個碳原子之脂肪族或不飽和脂肪族羧酸或胺甲酸之醯基、含有7至12個碳原子之環脂肪族羧酸或胺甲酸之醯基、或含有7至15個碳原子之芳香族羧酸之醯基，或R6 與R7 一起為－(CH2 )5 CO－、鄰苯二甲醯基或馬來酸之二價醯基；當p為2時，則R7 為2至12個碳原子之伸烷基、含有2至18個碳原子之脂肪族或不飽和脂肪族二羧酸或二胺甲酸之二價醯基、含有7至12個碳原子之環脂肪族二羧酸或二胺甲酸之二價醯基、或含有8至15個碳原子之芳香族二羧酸之二價醯基；當p為3時，則R7 為含有6至18個碳原子之脂肪族或不飽和脂肪族三羧酸之三價醯基、或含有9至15個碳原子之芳香族三羧酸之三價醯基；r為1至4；當r為1時，則R8 為1至18個碳原子之烷氧基、2至18個碳原子之烯氧基、1至18個碳原子之－NH烷基或2至36個碳原子之－N(烷基)2 ；當r為2時，則R8 為2至18個碳原子之伸烷二氧基、2至18個碳原子之伸烯二氧基、2至18個碳原子之－NH－伸烷基－NH－、或2至18個碳原子之－N(烷基)－伸烷基－N－(烷基)－，或R8 為4－甲基－1,3－苯二胺基；當r為3時，則R8 為含有3至18個碳原子之飽和或不飽和脂肪族三元醇之三價烷氧基；當r為4時，則R8 為含有4至18個碳原子之飽和或不飽和脂肪族四元醇之四價烷氧基；R9 及R10 獨立為氯、1至18個碳原子之烷氧基、－O－T1 、被2－羥乙基取代之胺基、1至18個碳原子之－NH(烷基)、具有1至18個碳原子之烷基的－N(烷基)T1 、或2至36個碳原子之－N(烷基)2 ；R11 為氧，或R11 為被氫、1至12個碳原子之烷基或T1 取代之氮；T1 為；R12 為氫或甲基；q為2至8；R13 及R14 獨立為氫或基團T2 ；T2 為；R15 為氫、苯基、1至12個碳原子之直鏈或支鏈烷基、1至12個碳原子之烷氧基、被苯基取代之1至4個碳原子之直鏈或支鏈烷基、5至8個碳原子之環烷基、5至8個碳原子之環烯基、2至12個碳原子之烯基、環氧丙基、烯丙氧基、1至4個碳原子之直鏈或支鏈羥烷基、或獨立被氫、苯基、1至4個碳原子之烷基或1至4個碳原子之烷氧基取代三次之矽烷基或矽烷氧基；R16 為氫或獨立被氫、苯基、1至4個碳原子之烷基或1至4個碳原子之烷氧基取代三次之矽烷基；d為0或1；h為0至4；k為0至5；x為3至6；y為1至10；z為使得化合物具有1000至4000 amu之分子量的整數，例如，z可在從3－10之範圍內；R17 為嗎啉基、六氫吡啶基、1－六氫吡基、1至8個碳原子之烷胺基，尤其為3至8個碳原子之支鏈烷胺基，如第三辛胺基、具有1至8個碳原子之烷基的－N(烷基)T1 或2至16個碳原子之－N(烷基)2 ；R18 為氫、2至4個碳原子之醯基、被1至4個碳原子之烷基取代之胺甲醯基、被氯取代一次及被R17 取代一次之s－三基或被R17 取代兩次之s－三基，其條件為兩個R17 取代基可以不相同；R19 為氫、被1至8個碳原子之烷基或T1 取代之胺基、具有1至8個碳原子之烷基的－N(烷基)T1 、2至16個碳原子之－N(烷基)2 或基團T3 ；T3 為；及R21 為氫、2至4個碳原子之醯基、被1至4個碳原子之烷基取代之胺甲醯基、被2至16個碳原子之－N(烷基)2 取代兩次之s－三基或被具有1至8個碳原子之烷基的－N(烷基)T1 取代兩次之s－三基。
在定義中，術語烷基包含在既定之碳原子限制範圍內的例如甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、第二丁基、異丁基、第三丁基、2－乙基丁基、正戊基、異戊基、1－甲基戊基、1,3－二甲基丁基、正己基、1－甲基己基、正庚基、2－甲基庚基、1,1,3,3－四甲基丁基、1－甲基庚基、3－甲基庚基、正辛基、2－乙基己基、1,1,3－三甲基己基、1,1,3,3－四甲基戊基、壬基、癸基、十一烷基、1－甲基十一烷基或十二烷基。
烯基的實例為在既定之碳原子限制範圍內的例如乙烯基、烯丙基及丁烯基、戊烯基、己烯基、庚烯基、辛烯基、壬烯基、癸烯基、十一烯基及十二烯基之支鏈及非支鏈異構物。術語烯基也包含具有一個以上可共軛或未共軛之雙鍵的殘基，例如，可包含一個雙鍵。
炔基的實例為在既定之碳原子限制範圍內的例如乙炔基和丙炔基及丁炔基、戊炔基、己炔基、庚炔基、辛炔基、壬炔基、癸炔基、十一炔基及十二炔基之支鏈及非支鏈異構物。術語炔基也包含具有一個以上可共軛或未共軛之參鍵的殘基及具有至少一個參鍵與至少一個雙鍵的殘基，例如，包含具有一個參鍵的殘基。
伸烷基的實例為在既定之碳原子限制範圍內的伸乙烯基、伸烯丙基、伸丁基、伸戊基、伸己基、伸庚基、伸辛基、伸壬基、伸癸基、伸十一烷基及伸十二烷基之支鏈及非支鏈異構物。
環烷基的一些實例為環戊基、環己基、甲基環戊基、二甲基環戊基及甲基環己基。
環烯基的一些實例為環戊烯基、環己烯基、甲基環戊烯基、二甲基環戊烯基及甲基環己烯基。環烯基可包含一個以上可共軛或未共軛之雙鍵的殘基，例如，可包含一個雙鍵。
芳基為例如苯基或萘基。
芳烷基為例如苯甲基或α,α－二甲基苯甲基。
術語烷氧基包含在既定之碳原子數限制範圍內的例如甲氧基和乙氧基及丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、庚氧基、辛氧基、壬氧基、癸氧基、十一烷氧基、十二烷氧基、十三烷氧基、十四烷氧基、十五烷氧基、十六烷氧基、十七烷氧基及十八烷氧基之支鏈及非支鏈異構物。
術語鹵素可包含氯、溴及碘，例如，鹵素為氯。
術語鹵化物可包含氟化物、氯化物、溴化物或碘化物。
例如，鹼金屬包含Li、Na、K、Rb或Cs。
例如，鹼土金屬包含Be、Mg、Ca、Sr或Ba。
單羧酸之醯基為在定義範圍內的式－CO－R”之殘基，其中R”尤其可代表如定義之烷基、烯基、環烷基或芳基。較佳的醯基包括乙醯基、苯甲醯基、丙烯醯基、甲基丙烯醯基、丙醯基、丁醯基、戊醯基、己醯基、庚醯基、辛醯基、壬醯基、癸醯基、十一烷醯基、十二烷醯基、十五烷醯基、硬脂醯基。多價酸之多醯基具有式(－CO)n －R”，其中n為價數，例如，2、3或4。
脂肪族羧酸的一些實例為乙酸、丙酸、丁酸、硬脂酸。環脂肪族羧酸的實例為環己酸。芳香族羧酸的實例為苯甲酸。脂肪族二羧酸的實例為丙二醯基、順丁烯二醯基或琥珀醯基，或癸二酸。芳香族二羧酸之殘基實例為鄰苯二甲醯基。
較佳地，G1 及G3 為乙基，以及G2 、G4 及G5 為甲基，或G1 及G2 為甲基，G3 及G4 為乙基及G5 為氫，或G1 、G2 、G3 及G4 為甲基及G5 為氫。
更佳地，G1 、G2 、G3 及G4 為甲基及G5 為氫。
較佳地，空間位阻硝醯基具有式(A)、(B)、(B’)、(C)、(C’)、(G)、(N)或(O)，更佳的是式(C)、(G)或(N)。
在較佳的具體實例中，本發明的方法得到含有式(XI)之結構的空間位阻硝醯基醚，
其中G1 、G2 、G3 及G4 如上述所定義，以及E具有如上述所定義之R101 或R102 之意義。
可以本發明的方法製備的各個化合物為例如： 其中n為從1至10之數字；
空間位阻硝醯基為所屬技術領域中廣為已知；彼等可藉由對應之N－H空間位阻胺以適合的氧予體氧化而製備，例如，藉由對應之N－H空間位阻胺與過氧化氫及鎢酸鈉反應，如E.G.Rozantseu等人在Synthesis,1971,192中所述；或與第三丁基過氧化氫及鉬(VI)反應，如在美國專利第4,691,015號中所指導，或以類似方式獲得。
空間位阻硝醯基(空間位阻NH化合物)之前驅體化合物基本上為已知的，而且部分為市售商品。所有的該化合物可以已知的方法製備。彼等的製備揭示在例如：美國專利－5,679,733、美國專利－3,640,928、美國專利－4,198,334、美國專利－5,204,473、美國專利－4,619,958、美國專利－4,110,306、美國專利－4,110,334、美國專利－4,689,416、美國專利－4,408,051、美國專利－768,175(Derwent 88－138,751/20)、美國專利－5,049,604、美國專利－4,769,457、美國專利－4,356,307、美國專利－4,619,956、美國專利－5,182,390、德國專利－2,269,819、美國專利－4,292,240、美國專利－5,026,849、美國專利－5,071,981、美國專利－4,547,538、美國專利－4,976,889、美國專利－4,086,204、美國專利－6,046,304、美國專利－4,331,586、美國專利－4,108,829、美國專利－5,051,458、WO－A－94/12,544(Derwent 94－177,274/22)、DD－A－262,439(Derwent 89－122,983/17)、美國專利－4,857,595、美國專利－4,529,760、美國專利－4,477,615、CAS 136,504－96－6、美國專利－4,233,412、美國專利－4,340,534、WO－A－98/51,690及EP－A－1,803中，特別為美國專利4 442 250或美國專利－6,046,304。
氧化可以類似於以過氧化氫氧化在US 5,654,434中所述之4－羥基－2,2,6,6－四甲基六氫吡啶而進行。另一種也適合的氧化法敘述在使用過乙酸的WO 00/40550中。氧化氮(硝醯基)化學的詳盡敘述可在例如L.B.Volodarsky,V.A.Reznikov,V.I.Ovcharenko.：“Synthetic Chemistry of Stable Nitroxides”,CRC Press,1994中發現。
本發明的進一步觀點包含從對應之六氫吡啶開始當場產生硝醯基化合物。例如，這可藉由使用過量過氧化氫在適合的酸及酮/醛的存在下形成過酸中間物，如過乙酸或間－氯基過苯甲酸而達成。另一選擇係首先可使用適合的過酸產生硝醯基化合物，接著直接加入酮/醛。加入更多能夠促進六氫吡啶在適合的氧化劑，如過氧化氫及酮/醛的存在下氧化成對應之硝醯基的金屬催化劑及酮/醛為另一種執行實際方法的可能性。另一選擇係可執行2－步驟/單罐反應，例如，藉由執行六氫吡啶以過氧化氫及適合的催化劑，如鎢酸鈉或碳酸鈉，接著加入醛、適合的催化劑及若必需時額外的過氧化氫氧化成對應之硝醯基。
空間位阻硝醯基醚類可用作光與熱穩定劑、阻燃劑及聚合引發劑/調節劑。
本發明的進一步觀點為下列化合物：
1-環己烯氧基-2,2,6,6-四甲基-六氫吡啶-4-醇， 1-環己烯氧基-2,2,6,6-四甲基-六氫吡啶-4-酮， 1-(3-庚基-氧基)-2,2,6,6-四甲基-六氫吡啶-4-酮，及 1-(2-戊基-氧基)-2,2,6,6-四甲基-六氫吡啶-4-酮。
下列的實施例說明本發明。
製備實施例
實施例1：1-乙氧基-2,2,6,6-四甲基-六氫吡啶-4-醇，化合物101之製備
將25.1公克(145.1毫莫耳)1-氧基-2,2,6,6-四甲基-六氫吡啶-4-醇(Prostab 5198，Ciba Specialty Chemicals Inc.之市售產品)溶解在105毫升甲基乙酮中，並經10分鐘時間加入50毫升(~3當量)30%過氧化氫水溶液。在冷卻至5℃時，加入0.71公克(5莫耳%)CuCl，並使反應混合物的溫度維持在介於5至50℃之間。在15-30分鐘之後，將反應混合物的pH調整至~3.5及將棕色溶液在室溫下攪拌隔夜。獲得綠色均勻溶液。加入250毫升乙酸乙酯及將水相分開。將有機相連續以10%抗壞血酸溶液、水、碳酸鈉稀釋溶液、氯化鈉稀釋溶液及氯化鈉飽和溶液清洗。過氧化物試驗只有少量殘餘的過氧化氫。將有機相經硫酸鈉乾燥及最終在真空下蒸發至完全乾燥。
產量：22.9公克(114毫莫耳，78%)，綠色固體。產物包括~9：1之比的以乙基及甲基取代之產物。
1 H－NMR(CDCl3 ),δ(ppm)：1.12(t,3H),1.15(s,3H),1.19(s,3H),1.42(m,4H),1.80(dd,2H),3.78(dt,2H),3.95(dddd,1H)。
13 C－NMR(CDCl3 ),δ(ppm)：14.0,21.4,33.5,48.7,60.2,63.8,72.7。
實施例2：化合物102之製備
其中n為從1至10之數字。
化合物102a)硝醯基前驅體之製備將化合物100的5.3公克對應之NH化合物(Chimasorb 2020，Ciba Specialty Chemicals Inc.之市售產品)溶解在25毫升乙酸乙酯中。將10毫升水及5.5公克固體碳酸氫鈉加入該溶液中。在徹底攪拌下，經20分鐘加入4.5毫升在乙酸中的40%過乙酸溶液，同時使溶液維持在約25℃之溫度。在數分鐘之後，反應混合物轉變成紅色，並攪拌3小時。隨即將兩相分開及將水相棄置。將有機相以50毫升乙酸乙酯稀釋，並連續以水、碳酸鈉稀釋溶液及食鹽水清洗。將有機相經硫酸鈉乾燥及在真空下蒸發至完全乾燥。產量：2.9公克，對應之硝醯基的紅色油。
b)硝醯基丙醚，化合物102之製備將在步驟a)中所製備獲得的0.8公克硝醯基溶解在10毫升2－戊酮中，並在室溫下加入4毫升50%水性過氧化氫。將混合物攪拌15分鐘，加入30毫克CuCl及將反應混合物在室溫下攪拌隔夜(22小時)。將兩相分開及將含銅之水相棄置。將有機相以50毫升甲苯稀釋，並連續以10%抗壞血酸、0.5N氫氧化鈉溶液及氯化鈉飽和溶液清洗。將有機相經硫酸鈉乾燥及在真空下(60℃，0.1毫巴)蒸發至完全乾燥。
產量：~500毫克(約60%)；淡黃色泡沫。
實施例3：2－氯基－4,6－雙[N－[(1－(環己氧基)－2,2,6,6－四甲基－六氫吡啶－4－基)丁胺基]－s－三 ，化合物103之製備 a)2－氯基－4,6－雙[N－(1－氧基－2,2,6,6－四甲基六氫吡啶－4－基)丁胺基]－s－三前驅體之製備將5.4公克(10.1毫莫耳)N,N’－二丁基－6－氯基－N,N’－雙(2,2,6,6－四甲基－4－六氫吡啶基)－1,3,5－三－2,4－二胺溶解在25毫升乙酸乙酯中。接著在0℃下加入10毫升水、3.5公克碳酸氫鈉及3.8公克(10.0毫莫耳)在乙酸中的40%過乙酸溶液。在0℃下4小時之後，加入另外1.9公克過乙酸溶液及將反應混合物在0℃下攪拌隔夜。將混合物以甲苯/己烷稀釋，並連續以水、碳酸鈉稀釋溶液及食鹽水清洗。將有機相經硫酸鈉乾燥及蒸發至完全乾燥，得到4.0公克(70%)紅色固體。
b)將以a)所製備的1.0公克(1.8毫莫耳)2－氯基－4,6－雙[N－(1－氧基－2,2,6,6－四甲基六氫吡啶－4－基)丁胺基]－s－三溶解在15毫升環己基甲酮中，並加入5毫升(147毫莫耳)50%過氧化氫溶液。在室溫下加入30毫克CuCl及將反應混合物在室溫下攪拌48小時。加入50毫升乙酸乙酯及將水相分開。將有機相連續以10%抗壞血酸、水、碳酸鈉稀釋溶液、氯化鈉稀釋溶液及氯化鈉飽和溶液清洗。將有機相經硫酸鈉乾燥及最終在真空下乾燥至完全乾燥，得到紅色油。將產物以管柱層析法(49：1之己烷/乙酸乙酯)純化，提供100毫克(8%)純產物。
1 H－NMR(CDCl3 ),δ(ppm)：0.94(m,6H),1.15－1.40(m,39H),1.49－1.61(m,10H),1.62－1.82(m,8H),2.05(m,4H),3.32(m,4H),3.61(m,2H),5.00(m,2H)。
13 C－NMR(CDCl3 ),δ(ppm)：13.9,14.0,20.3,20.5,20.6,20.8,25.1,25.9,31.8,31.9,32.9,34.6,42.3,42.5,43.0,43.5,46.0,46.1,46.3,60.2,60.3,81.9,82.0,164.6,164.8,168.9。
實施例4：1－環己氧基－2,2,6,6－四甲基－六氫吡啶－4－醇，化合物104之製備 將1.0公克1－氧基－2,2,6,6－四甲基－六氫吡啶－4－醇(Prostab 5198，Ciba Specialty Chemicals Inc.之市售產品)溶解在7毫升環己烷甲醛中，並加入5毫升30%過氧化氫水溶液。將乳液冷卻至10℃時及加入50毫克CuCl。將反應混合物在室溫下攪拌隔夜，得到綠色乳液。將兩相分開，並將有機相以10%抗壞血酸溶液、水、碳酸鈉稀釋溶液、氯化鈉稀釋溶液及氯化鈉飽和溶液清洗。將有機相經硫酸鈉乾燥及最終在真空下蒸發至完全乾燥。將產物以管柱層析法(15：1之己烷/乙酸乙酯)純化，以供應1.1公克(71%)純產物。
1 H－NMR(CDCl3 ),δ(ppm)：1.20(m,18H),1.51(m,3H),1.81(m,4H),2.06(brs,2H),3.63(m,1H),3.98(m,1H)。
13 C－NMR(CDCl3 ),δ(ppm)：21.0,25.1,25.9,32.8,34.8,48.3,48.8,60.3,62.9,82.0。
實施例5：1－甲氧基－2,2,6,6－四甲基－六氫吡啶－4－醇，化合物105之製備 將1.5公克1－氧基－2,2,6,6－四甲基－六氫吡啶－4－醇(8.71毫莫耳)(Prostab 5198，Ciba Specialty Chemicals Inc.之市售產品)溶解在20毫升乙醇與15毫升30%過氧化氫之混合物中。加入50毫克CuCl及將混合物在50℃下維持18小時。在加入10毫升乙酸乙酯之後，將有機相以10%抗壞血酸溶液及接著以水和食鹽水清洗。將有機相經硫酸鈉乾燥及蒸發至完全乾燥，得到幾乎純的產物。產量：540毫克(2.89毫莫耳，33%)，微綠色固體。
1 H－NMR(CDCl3 ),δ(ppm)：1.15(t,3H),1.23(s,3H),1.48(dd,2H),1.84(dd,2H),3.63(s,3H),3.97(dddd,1H)。
13 C－NMR(CDCl3 ),δ(ppm)：21.3,33.6,48.7,60.4,63.5,65.9。
以類似方式，使用丙醇得到17%產量之1－乙氧基－2,2,6,6－四甲基－六氫吡啶－4－醇，使用1－丁醇得到15%產量之1－丙氧基－2,2,6,6－四甲基－六氫吡啶－4－醇。
實施例6：1－丙氧基－2,2,6,6－四甲基－六氫吡啶－4－醇，化合物106之製備 將2.0公克1－氧基－2,2,6,6－四甲基－六氫吡啶－4－醇(Prostab 5198，Ciba Specialty Chemicals Inc.之市售產品)加入由5毫升丁醛與3毫升30%水性過氧化氫所組成的混合物中。在攪拌下加入5毫升甲苯。將乳液冷卻至5℃及加入50毫克CuCl。將反應混合物在室溫下攪拌隔夜，得到綠色乳液。將兩相分開，並將有機相以10%抗壞血酸溶液、水、碳酸鈉稀釋溶液、氯化鈉稀釋溶液及氯化鈉飽和溶液清洗。將有機相經硫酸鈉乾燥及最終在真空下乾燥至完全乾燥，以供應1.9公克產物。
1 H－NMR(CDCl3 ),δ(ppm)：0.94(t,3H),1.14(s,3H),1.21(s,3H),1.47(m,4H),1.80(dd,2H),3.72(dd,2H),3.97(dddd,1H)。
13 C－NMR(CDCl3 ),δ(ppm)：11.3,21.4,22.3,33.6,48.7,60.4,63.8,78.8。
實施例7：用於製備1－丙氧基－2,2,6,6－四甲基－六氫吡啶－4－醇，化合物106之替換方法 將1.8公克2,2,6,6－四甲基－六氫吡啶－4－醇(Ciba Specialty Chemicals Inc.之中間產品)懸浮在7毫升甲苯中。在0℃下加入2.3公克在乙酸中的40%過乙酸溶液及將反應混合物在室溫下攪拌3小時。加入4.2毫升丁醛及2.4毫升30%過氧化氫水溶液，接著在15分鐘之後，加入50毫克CuCl。將反應混合物在室溫下攪拌1.5小時，得到綠色乳液。將兩相分開，並將有機相以10%抗壞血酸溶液、水、碳酸鈉稀釋溶液、氯化鈉稀釋溶液及氯化鈉飽和溶液清洗。將有機相經硫酸鈉乾燥及最終在真空下蒸發至完全乾燥，以供應1.3公克產物。
實施例8：用於製備1－丙氧基－2,2,6,6－四甲基－六氫吡啶－4－醇，化合物106之替換方法 將1.8公克2,2,6,6－四甲基－六氫吡啶－4－醇(Ciba Specialty Chemicals Inc.之中間產品)懸浮在7毫升甲苯中。在5℃下加入3.6毫升30%過氧化氫水溶液及0.41公克乙酸，並將溶液在周圍溫度下攪拌隔夜，加入4.2毫升丁醛，並在15分鐘之後，加入50毫克CuCl。將反應混合物在周圍溫度下攪拌18小時。將兩相分開，並將有機相以0.05M氫氯酸、亞硫酸氫鈉溶液、水、氫氧化鈉稀釋溶液、水及最終以氯化鈉飽和溶液清洗。將有機相經硫酸鈉乾燥及最終在真空下蒸發至完全乾燥，以供應0.38公克產物。
實施例9：1－丙氧基－2,6－二乙基－4－羥基－2,3,6－三甲基六氫吡啶，化合物107之製備 將1.0公克2,6－二乙基－4－羥基－2,3,6－三甲基六氫吡啶－1－N－氧基溶解在5毫升甲苯中。加入1.1毫升30%過氧化氫水溶液及1.4毫升丁醛，接著在10分鐘之後，加入50毫克CuCl。將溶液在室溫下攪拌1天。將兩相分開，並將有機相以10%抗壞血酸溶液、水、碳酸鈉稀釋溶液、氯化鈉稀釋溶液及氯化鈉飽和溶液清洗。將有機相經硫酸鈉乾燥及最終在真空下蒸發至完全乾燥，以供應0.63公克成異構物混合物之產物。
實施例10：1－辛氧基－2,2,6,6－四甲基－六氫吡啶－4－醇，化合物108之製備 將20.0公克1－氧基－2,2,6,6－四甲基－六氫吡啶－4－醇(Prostab 5198，Ciba Specialty Chemicals Inc.之市售產品)加入由50毫升甲苯、30毫升30%水性過氧化氫與2毫升乙酸所組成的混合物中。將乳液冷卻至15℃及加入50毫克CuCl。在劇烈攪拌下經60分鐘加入50毫升壬醛。將混合物在室溫下攪拌12小時，得到黏的微綠色團塊。加入100毫升第三丁基甲醚。將兩相分開，並將有機相以4N NaOH、水、10%抗壞血酸溶液、水及氯化鈉飽和溶液清洗兩次。將有機相經硫酸鈉乾燥及最終在真空下乾燥至完全乾燥，以供應12.3公克產物。
1 H－NMR(CDCl3 ),δ(ppm)：0.87(t,1H),1.15(s,3H),1.18(s,3H),1.27(2s,6H),1.14－1.42(m,10H),1.49(m,2H),1.79(dd,2H),3.72(t,2H),3.94(dddd,1H)。
13 C－NMR(CDCl3 ),δ(ppm)：13.9,21.1,22.6,26.4,28.7,29.4,29.7,31.9,33.3,48.4,59.9,63.4,77.1。
實施例11：雙(1－辛氧基－2,2,6,6－四甲基－4－六氫吡啶基)癸二酸酯，化合物109 將10.0公克雙(1－氧基－2,2,6,6－四甲基六氫吡啶－4－基)癸二酸酯(Prostab 5415，Ciba Specialty Chemicals Inc.之市售產品)溶解在50毫升甲苯/乙酸(1：1)中及加入2.5公克氯化鈣。加入10毫升50%水性過氧化氫，接著加入20毫升壬醛及0.2公克CuCl2 。將反應混合物在室溫下攪拌1小時及接著在40℃下攪拌10小時。將混合物倒入100毫升0.1N NaOH中及接著以二氯甲烷萃取。將有機相以水及接著以氯化鈉飽和溶液清洗兩次，並經硫酸鈉乾燥。在真空中移除有機相，並使殘餘物在矽膠上進行管柱層析法，以供應5.5公克產物。
NMR數據與文獻中發表的那些數據相同。
實施例11b：雙(1－辛氧基－2,2,6,6－四甲基－4－六氫吡啶基)癸二酸酯，化合物109 將10.0公克雙(1－氧基－2,2,6,6－四甲基六氫吡啶－4－基)癸二酸酯(Prostab 5415，Ciba Specialty Chemicals Inc.之市售產品)溶解在40毫升甲苯/第三丁醇(2：1)中及加入8公克50%水性過氧化氫，接著加入18毫升壬醛、0.1毫升乙酸及0.15公克CuCl2 。將反應混合物在25－25℃下攪拌2小時及接著在40℃下攪拌10小時。將混合物倒入100毫升0.1N NaOH中及接著以二氯甲烷萃取。將有機相以水及接著以氯化鈉飽和溶液清洗兩次，並經硫酸鈉乾燥。在真空中移除有機相，並使殘餘物在矽膠上進行管柱層析法，以供應5.4公克產物。
實施例12：膦酸[1－[(1,1－二甲基乙基)(1－苯基乙氧基)胺基]－2,2－二甲基丙基]－二乙酯，化合物110 之製備 將1.0公克N－第三丁基－1－二乙膦醯基－2,2－二甲基丙基硝基氧溶解在5毫升乙醇中。加入0.52毫升30%過氧化氫水溶液，接著加入0.68公克2－苯基丙醛及20毫克CuCl2 。將混合物在30℃下攪拌12小時。將混合物以50毫升二氯甲烷稀釋及接著加入40毫升0.05N NaOH中。將有機相分開，並連續以1N NaOH、10%抗壞血酸水溶液、水、10%Na2 EDTA水溶液及氯化鈉飽和溶液清洗，且最終經硫酸鈉乾燥。在真空中移除有機相，並使油狀殘餘物在矽膠上進行管柱層析法(己烷/丙酮)，以供應0.79公克(58%)淡黃色油。
實施例13：2－甲基－2－[N－[1－(二乙氧膦基)－2,2－二甲基丙基]胺氧基]丙酸甲酯，化合物111 該化合物係以類似於實施例12而製備；產率47%油。以在THF/水中的0.5N NaOH處理得到2－甲基－2－[N－[1－(二乙氧膦基)－2,2－二甲基丙基]胺氧基]丙酸甲酯，。
實施例14：1－[第三丁基－(1,1－二甲基－2－酮基丙氧基)－胺基]－2,2－二甲基丙基膦酸二乙酯，化合物112 該化合物係以類似於實施例12而製備。
在表1及表2中的下列化合物係從對應之硝醯基及指示之酮或醛以類似方式製備。
在表3中提供可在本發明的方法中使用的各種溶劑。在表4中展示各種金屬催化劑的使用。在表5中概述在水中的反應及在表6中提出相轉移催化劑的使用。
實施例84：1－十一烷氧基－2,2,6,6－四甲基－六氫吡啶－4－醇，化合物108之製備 將10.0公克1－氧基－2,2,6,6－四甲基－六氫吡啶－4－醇(Prostab 5198，Ciba Specialty Chemicals Inc.之市售產品)加入由40毫升水/乙醇(1：2)與14.6公克十二醛所組成的混合物中。加入78毫克CuCl2，並在室溫下加入5.1公克50%水性過氧化氫。當白色沉澱物開始形成時，加入30毫升乙醇與10毫升甲苯的40毫升混合物，並使溫度上升至45℃。在6小時之後，加入另外2.5公克50% H2O2及持續攪拌，直到TLC顯示原料完全消耗為止。加入100毫升第三丁基甲醚。將兩相分開，並將有機相以1M NaOH及接著以水、10%抗壞血酸溶液、水及氯化鈉飽和溶液清洗兩次。將有機相經硫酸鈉乾燥及最終在真空下乾燥至完全乾燥，以供應15.1公克產物；黃褐色油。將產物以管柱層析法方式(49：1之己烷/丙酮)純化。產量為9.9公克；無色油。
1 H－NMR(CDCl3 ),δ(ppm)：0.86(t,3H),1.14(s,3H),1.18(s,3H),1.26(2s,6H),1.14－1.52(m,20H),1.79(dd,2H),3.72(t,2H),3.95(dddd,1H)。
13 C－NMR(CDCl3 ),δ(ppm)：14.0,21.0,22.7,26.4,28.7,29.4,29.6,29.65,29.7,31.9,33.3,48.3,59.9,63.2,77.0。
雙(1－十一烷氧基－2,2,6,6－四甲基－4－六氫吡啶基)碳酸酯將2.5公克1－十一烷氧基－2,2,6,6－四甲基－六氫吡啶－4－醇溶解在12毫升1,2－二氯乙烷中，加入1.2公克吡啶及將溶液冷卻至0℃。經15分鐘時間加入溶解在6毫升1,2－二氯乙烷中的1.1公克三氯光氣，使溫度維持在~10℃。將混合物在周圍溫度下攪拌12小時。然後將溶液以70毫升二氯甲烷稀釋及加入20毫升NH4 Cl飽和溶液。將水相棄置，並接著將有機相以30毫升1N HCl、20毫升Na2 CO3 飽和溶液、水、食鹽水清洗。將有機相經由以矽膠填充及以二氯甲烷溶析之布氏(buchner)漏斗過濾。在真空中移除主要部分的溶劑，得到1.2公克淡黃色油。
1 H－NMR(CDCl3 ),δ(ppm)：0.88(t,3H),1.18(s,3H),1.19(s,3H),1.26(2s,6H),1.14－1.42(m,18H),1.51(m,2H),1.62(dd,2H),1.90(dd,2H),3.71(t,2H),4.84(dddd,1H)。
13 C－NMR(CDCl3 ),δ(ppm)：14.0,21.0,22.7,26.4,28.7,29.4,29.6,29.65,29.7,31.9,33.1,44.0,59.9,63.2,71.0,77.1,154.3。
實施例85：雙(1－十一烷氧基－2,2,6,6－四甲基－4－六氫吡啶基)碳酸酯之替換合成法 將24.9公克1－氧基－2,2,6,6－四甲基－六氫吡啶－4－醇(Prostab 5198，Ciba Specialty Chemicals Inc.之市售產品)溶解在100毫升無水二氯甲烷中，並將溶液冷卻至0℃。加入一份14.7公克三乙胺，並經2小時時間加入溶解在75毫升二氯甲烷中的21.5公克三光氣。將紅色溶液在室溫下攪拌8小時。反應係藉由加入100毫升NH4 Cl飽和溶液而中止。將水相分出，並接著將有機相以水、10% Na2 CO3 溶液及食鹽水清洗。將有機相經Na2 SO4 乾燥，然後在真空中移除，得到淺紅色固體；熔點為179℃。
將2公克所獲得的物質溶解在5莫耳t－BuOH/甲苯(4：1)、2.8毫升十二醛及15毫克CuCl與1.5毫升30% H2 O2 中。將混合物先在室溫下攪拌第一小時及接著在40℃下攪拌12小時。在5小時之後，加入另外1毫升H2 O2 。加入30毫升TBME，並將有機相連續以水、0.1N NaOH、水、10% EDTA溶液及食鹽水清洗。將有機相經硫酸鈉乾燥及最終在真空下乾燥至完全乾燥，得到棕色油。將產物以管柱層析法(49：1之己烷/乙酸乙酯)純化，提供1.4公克淺黃色油產物。
使用不同的溶劑
用於在甲苯中製備1－丙氧基－2,2,6,6－四甲基六氫吡啶－4－醇之示範性反應步驟：將50毫克CuI在室溫下加入在5毫升甲苯中的11.6毫莫耳1－氧基－2,2,6,6－四甲基－六氫吡啶－4－醇(Prostab 5198，Ciba Specialty Chemicals Inc.之市售產品)之溶液中。在攪拌下，加入17.4毫莫耳丁醛，接著經25分鐘時間加入17.4毫莫耳30% H2 O2 水溶液。使溫度維持在介於20－25℃之間，直到反應結束為止。在一些例子中，可能需要加入更多氧化劑。將有機相連續以10%抗壞血酸溶液、水、碳酸鈉稀釋溶液、氯化鈉稀釋溶液及氯化鈉飽和溶液清洗。將有機相經硫酸鈉乾燥及最終在真空下蒸發至完全乾燥。產量：9.05毫莫耳，78%。
在表3中的下列化合物係從對應之硝醯基、丁醛及指示之溶劑(類)以類似方式製備。
使用不同的催化劑
通用反應步驟：將3.5莫耳%之表4中所示之催化劑在室溫下加入在5毫升甲苯中的11.6毫莫耳Prostab 5198之溶液中。在攪拌下，加入17.4毫莫耳丁醛，接著經25分鐘時間加入17.4毫莫耳30% H2 O2 水溶液。使溫度維持在介於20－25℃之間，直到反應結束為止。在一些例子中，可能需要加入更多氧化劑。將有機相連續以10%抗壞血酸溶液、水、碳酸鈉稀釋溶液、氯化鈉稀釋溶液及氯化鈉飽和溶液清洗。將有機相經硫酸鈉乾燥及最終在真空下乾燥至完全乾燥。
在作為溶劑的水中反應
實施例A：用於製備1－甲氧基－2,2,6,6－四甲基六氫吡啶－4－醇之替換方法 ：將50公克1－氧基－2,2,6,6－四甲基－六氫吡啶－4－醇(290毫莫耳)(Prostab 5198，Ciba Specialty Chemicals Inc.之市售產品)溶解在250毫升水中，並加入17公克(290毫莫耳)氯化鈉(Fluka第71381號)。立即加入51.1公克(1.16莫耳)乙醛。將29.62公克30%過氧化氫(871毫莫耳)以使得反應溫度不超過37℃的該等速度攪拌加入混合物中。接著將混合物緩慢加熱至90℃及於此再攪拌2小時。將混合物以攪拌冷卻至25℃，以碳酸鈉溶液中和，並將過氧化物以亞硫酸氫鈉溶液破壞。將pH調整至11－12，並將晶體過濾及在80℃之真空下乾燥。產量為32.79公克(60%)。
下列的催化劑在不同的條件下在水中得到類似的結果： 在所有實驗中的反應時間為3天。
實施例B：用於製備1－乙氧基－2,2,6,6－四甲基六氫吡啶－4－醇之替換方法： 將10公克1－氧基－2,2,6,6－四甲基－六氫吡啶－4－醇及3.38公克氯化鈉溶解在水(50毫升)中。立即加入17.1毫升丙醛。將反應塊加熱至60°，並在60－70°下以攪拌緩慢加入17.8毫升30%過氧化氫。將混合物在98°下再攪拌2小時，冷卻至40°，加入亞硫酸氫鈉溶液及接著pH藉由加入碳酸鈉溶液而調整至11－12。將晶體過濾，以水清洗及溶解在甲苯中。將溶液經硫酸鈉乾燥及在真空中蒸發。產量為8.53公克(73%)。
類似於實施例B實施例C：來自異丁醛之1－異丙氧基－2,2,6,6－四甲基六氫吡啶－4－醇；產率為76%。
實施例D：來自環己烷甲醛之1－環己氧基－2,2,6,6－四甲基六氫吡啶－4－醇；產率為23%。
實施例E：用於製備1－甲氧基－2,2,6,6－四甲基六氫吡啶－4－酮之替換方法將10公克1－氧基－2,2,6,6－四甲基－六氫吡啶－4－酮以攪拌懸浮在水(30毫升)中。加入在水(20毫升)中的3.43公克氯化鈉，接著立即加入13.26毫升乙醛。將混合物以攪拌溫熱至60°，並以攪拌緩慢加入18毫升30%過氧化氫。將混合物溫熱至90℃及攪拌2小時。將混合物冷卻，並將過氧化物以10%亞硫酸氫鈉溶液(10毫升)破壞。將pH以碳酸鈉溶液調整至11。將混合物以甲苯萃取兩次。將甲苯相以硫酸鈉乾燥及在真空中蒸發。產量為8.12公克(75%)，液體，緩慢結晶。
類似於實施例E實施例E1：用於製備1－甲氧基－2,2,6,6－四甲基六氫吡啶－4－酮之單罐法中間物，1－氧基－2,2,6,6－四甲基－六氫吡啶－4－酮可藉由2,2,6,6－四甲基－六氫吡啶－4－酮與3當量過氧化氫在50℃下在具有加入10%碳酸鈉之過量水中反應5小時而得到。當反應完成時，將溶液以2N氫氯酸略微酸化成pH 5，接著加入3當量乙醛及1當量氯化鈉，並在50℃下緩慢加入2當量30%過氧化氫。將混合物在90℃下攪拌2小時及接著冷卻。如上述實施例E的方式整理得到62%液體產物，緩慢結晶。
實施例E2：用於製備1－甲氧基－2,2,6,6－四甲基－六氫吡啶－4－酮之單罐法中間物，1－氧基－2,2,6,6－四甲基－六氫吡啶－4－酮可藉由2,2,6,6－四甲基－六氫吡啶－4－酮與1.75當量過氧化氫在50℃下在具有加入1莫耳%鎢酸鈉之2M氯化鈉溶液中反應12小時而得到。當反應完成時，將溶液以2N氫氯酸略微酸化成pH 5，接著在50℃下緩慢加入加入3當量乙醛及2當量30%過氧化氫。將混合物在90℃下攪拌2小時及接著冷卻。如上述實施例E的方式整理得到64%液體產物，緩慢結晶。
類似於實施例E實施例F：來自丙醛之1－乙氧基－2,2,6,6－四甲基－六氫吡啶－4－酮；產率：78%，液體，緩慢結晶。
實施例G：用於製備1－乙氧基－2,2,6,6－四甲基－六氫吡啶－4－酮之方法：將39公克丙醛、1.5毫升乙酸及0.65公克CuCl加入在350毫升水及20毫升乙醇中的76.5公克4－酮基－2,2,6,6－四甲基－六氫吡啶－1－氧基之溶液中。在室溫下經60分鐘時間緩慢加入57毫升在水中的30%過氧化氫。在8小時之後，加入另外10毫升30% H2 O2 ，以驅動反應完成。在12小時之後，將反應混合物以乙酸乙酯萃取兩次。接著將有機相以碳酸鈉溶液、10%抗壞血酸溶液、水及氯化鈉飽和溶液清洗。在經硫酸鈉乾燥之後，在真空下移除溶劑，以供應82公克藍色油。將化合物經由蒸餾純化，以供應64.6公克產物。
實施例H：1－丁氧基－2,2,6,6－四甲基－六氫吡啶－4－酮之製備：將10公克1－氧基－2,2,6,6－四甲基－六氫吡啶－4－酮以攪拌懸浮在水(50毫升)中。加入3.45公克氯化鈉，接著立即加入10公克(12.3毫升)1－戊醛(pentanal)(戊醛(valeraldehyde))。將混合物以攪拌溫熱至60℃，接著以攪拌緩慢加入17.8毫升30%過氧化氫。將混合物溫熱至90℃及攪拌4小時。將混合物冷卻至25℃及以二氯甲烷萃取兩次。將有機相以水清洗，以硫酸鈉乾燥及在真空中蒸發。將殘餘物經由以8：2之己烷/乙酸乙酯作為溶析劑之矽膠層析；產率：26%液體，無色產物。
實施例I：1－戊氧基－2,2,6,6－四甲基－六氫吡啶－4－酮之製備：將10公克1－氧基－2,2,6,6－四甲基－六氫吡啶－4－酮以攪拌懸浮在水(50毫升)中。加入3.45公克氯化鈉，接著立即加入11.6公克(14.3毫升)1－己醛(hexanal)(己醛(capronaldehyde))。將混合物以攪拌溫熱至60℃，接著以攪拌緩慢加入17.8毫升30%過氧化氫。將混合物溫熱至90℃及攪拌4小時。將混合物冷卻至25℃及以二氯甲烷萃取兩次。將有機相以水清洗，以硫酸鈉乾燥及在真空中蒸發。將殘餘物經由以8：2之己烷/乙酸乙酯作為溶析劑之矽膠層析；產率：27%液體，無色產物。
實施例J：1－己氧基－2,2,6,6－四甲基－六氫吡啶－4－酮之製備：將10公克1－氧基－2,2,6,6－四甲基－六氫吡啶－4－酮以攪拌懸浮在水(50毫升)中。加入3.45公克氯化鈉，接著立即加入13.2公克(16.2毫升)1－庚醛(heptanal)(庚醛(oenanthal))。將混合物以攪拌溫熱至60℃，接著以攪拌緩慢加入17.8毫升30%過氧化氫。將混合物溫熱至90℃及攪拌4小時。將混合物冷卻至25℃及以二氯甲烷萃取兩次。將有機相以水清洗，以硫酸鈉乾燥及在真空中蒸發。將殘餘物經由以8：2之己烷/乙酸乙酯作為溶析劑之矽膠層析；產率：23%液體，無色產物。
使用相轉移催化劑：將2.5莫耳% CuCl及2.5莫耳%之如表5所示之相轉移催化劑在周圍溫度下加入在5毫升甲苯中的11.6毫莫耳Prostab 5198之溶液中。在攪拌下，加入17.4毫莫耳丁醛，接著經25分鐘時間加入17.4毫莫耳30% H2 O2 水溶液。使溫度維持在介於20－25℃之間，直到反應結束為止。在一些例子中，可能需要加入更多氧化劑。將有機相連續以10%抗壞血酸溶液、水、碳酸鈉稀釋溶液、氯化鈉稀釋溶液及氯化鈉飽和溶液清洗。將有機相經硫酸鈉乾燥及最終在真空下乾燥至完全乾燥。

Claims (17)

  1. 一種用於製備空間位阻硝醯基醚之方法，其包含使相對應之空間位阻硝醯基與烷基反應，該烷基係在酮、醛、二酮或二醛寡酮或寡醛與過氧化氫在金屬催化劑的存在下的反應中形成，其先決條件係如果空間位阻硝醯基為2,2,6,6-四甲基六氫吡啶-1-氧基(TEMPO)時，則該酮不為丙酮。
  2. 根據申請專利範圍第1項之方法，其中該酮、醛、二酮或二醛具有式(Ia)或(Ib)： 其中R101 及R102 獨立為氫、直鏈或支鏈C1 -C24 烷基、直鏈或支鏈C2 -C18 烯基、C2 -C18 炔基、C5 -C12 環烷基、C5 -C12 環烯基、苯基、萘基或C7 -C15 苯烷基；或該直鏈或支鏈C1 -C24 烷基、直鏈或支鏈C2 -C24 烯基、C5 -C12 環烷基、C5 -C12 環烯基、C2 -C18 炔基可被一或多個鹵素、-OH、-OR122 、-NH2 、-NHR122 、-N(R122 )2 、-NHCOR122 、-NR122 COR122 、-OCOR122 、-COR122 、-SO2 R122 、-SR122 、-SOR122 、-P(OR122 )3 、-P(O)(OR122 )2 、P(R122 )3 取代；或該直鏈或支鏈之未經取代或經取代之C1 -C24 烷基、直鏈或支鏈之未經取代或經取代之C2 -C24 烯基、C5 -C12 環烷基、C5 -C12 環烯基或C2 -C18 炔基也可被一或多個-O-、-NH-或-NR122 -基團或彼之組合間斷；或 該苯基、萘基或C7 -C15 苯烷基也可被一或多個鹵素、 -CN、-CF3 、-NO2 、、-NHR122 、-N(R122 )2 、-OH、 -OR122 、-COR122 取代；其先決條件係R101 及R102 中至少一者不為氫；其中*代表連接點；R122 為直鏈或支鏈C1 -C18 烷基、直鏈或支鏈C2 -C18 烯基、C5 -C10 環烷基、苯基、萘基或C7 -C15 苯烷基；及R103 為直接鍵、C1 -C24 伸烷基、C5 -C12 -伸環烷基、伸苯基、C1 -C6 伸烷基-伸苯基、伸苯基-C1 -C6 伸烷基或C1 -C6 伸烷基-伸苯基-C1 -C6 伸烷基。
  3. 根據申請專利範圍第2項之方法，其中該酮或醛具有 式(Ia)，其中R101 及R102 為氫、直鏈或支鏈 C1 -C24 烷基、直鏈或支鏈C2 -C18 烯基、C2 -C18 炔基、C5 -C12 環烷基、C5 -C12 環烯基、苯基、萘基或C7 -C15 苯烷基，彼等可未經取代或被1至3個OH基團取代。
  4. 根據申請專利範圍第3項之方法，其中R101 及R102 為氫、直鏈或支鏈C1 -C12 烷基，烷基可未經取代或被1個OH基團取代。
  5. 根據申請專利範圍第1項之方法，其中該過氧化氫具 有式(II)，，其中 R104 為氫、C5 -C12 環烷基、C1 -C24 烷基、苯基或被1-4個C1 -C4 烷基取代之苯基。
  6. 根據申請專利範圍第5項之方法，其中該過氧化氫為 第三丁基過氧化氫、異丙苯基過氧化氫或H2 O2 。
  7. 根據申請專利範圍第1項之方法，其中該金屬催化劑為具有任何氧化態之Ag、Mn、Fe、Cu、Zr、Na、Mg、Ca、Al、Pd、In、Bi或Ce的鹽或錯合物。
  8. 根據申請專利範圍第7項之方法，其中該金屬催化劑為具有任何氧化態之Fe、Cu、Mn、Na、Mg、Pd、In、Zr或Bi的鹽或錯合物。
  9. 根據申請專利範圍第7項之方法，其中該金屬催化劑為Fe2+ 或Fe3+ 、Cu+ 或Cu2+ 、Na+ 或Ca2+ 鹽。
  10. 根據申請專利範圍第1項之方法，其中該空間位阻硝醯基包括式(Xa)之結構或具有式(Xb)， 其中G1 、G2 、G3 及G4 獨立為1至4個碳原子之烷基，或G1 及G2 及/或G3 及G4 一起為伸丁基或伸戊基及*表示價； 其中R201 彼此各自獨立為氫、鹵素、NO2 、氰基、P(O)(OC2 H5 )2 、-CONR205 R206 、-(R209 )COOR204 、-C(O)-R207 、 -OR208 、-SR208 、-NHR208 、-N(R208 )2 、胺甲醯基、二(C1 -C18 烷基)胺甲醯基、-C(=NR205 )(NHR206 )；未經取代之C1 -C18 烷基、C2 -C18 烯基、C2 -C18 炔基、C7 -C9 苯烷基、C3 -C12 環烷基或C2 -C12 雜環烷基；或C1 -C18 烷基、C2 -C18 烯基、C2 -C18 炔基、C7 -C9 苯烷基、C3 -C12 環烷基或C2 -C12 雜環烷基，彼等被NO2 、鹵素、胺基、羥基、氰基、羧基、C1 -C4 烷氧基、C1 -C4 烷硫基、C1 -C4 烷胺基或二(C1 -C4 烷基)胺基取代；或苯基、萘基，彼等未經取代或被C1 -C4 烷基、C1 -C4 烷氧基、C1 -C4 烷硫基、鹵素、氰基、羥基、羧基、C1 -C4 烷胺基或二(C1 -C4 烷基)胺基取代；R204 為氫、C1 -C18 烷基、苯基、鹼金屬陽離子或四烷基銨陽離子；R205 及R206 為氫、C1 -C18 烷基、被至少一個羥基取代之C2 -C18 烷基，或在一起形成C2 -C12 伸烷基橋或被至少一個O或/或NR207 原子間斷之C2 -C12 伸烷基橋；R207 為氫、C1 -C18 烷基或苯基；R208 為氫、C1 -C18 烷基或被至少一個羥基取代之C2 -C18 烷基；R209 為C1 -C12 伸烷基或直接鍵；或所有的R201 一起形成具有至少一個二-或三-價氮原子之多環族環脂肪族環系統或多環族雜環脂肪族環系統的殘基。
  11. 根據申請專利範圍第1項之方法，其中該空間位阻 硝醯基具有式(Xb)或(Xc)， 其中R201 彼此各自獨立為氫、鹵素、NO2 、氰基、P(O)(OC2 H5 )2 、-CONR205 R206 、-(R209 )COOR204 、-C(O)-R207 、-OR208 、-SR208 、-NHR208 、-N(R208 )2 、胺甲醯基、二(C1 -C18 烷基)胺甲醯基、-C(=NR205 )(NHR206 )；未經取代之C1 -C18 烷基、C2 -C18 烯基、C2 -C18 炔基、C7 -C9 苯烷基、C3 -C12 環烷基或C2 -C12 雜環烷基；或C1 -C18 烷基、C2 -C18 烯基、C2 -C18 炔基、C7 -C9 苯烷基、C3 -C12 環烷基或C2 -C12 雜環烷基，彼等被NO2 、鹵素、胺基、羥基、氰基、羧基、C1 -C4 烷氧基、C1 -C4 烷硫基、C1 -C4 烷胺基或二(C1 -C4 烷基)胺基取代；或苯基、萘基，彼等未經取代或被C1 -C4 烷基、C1 -C4 烷氧基、C1 -C4 烷硫基、鹵素、氰基、羥基、羧基、C1 -C4 烷胺基或二(C1 -C4 烷基)胺基取代；R204 為氫、C1 -C18 烷基、苯基、鹼金屬陽離子或四烷基銨陽離子；R205 及R206 為氫、C1 -C18 烷基、被至少一個羥基取代之C2 -C18 烷基，或在一起形成C2 -C12 伸烷基橋或被至少一個O或/或NR8 原子間斷之C2 -C12 伸烷基橋；R207 為氫、C1 -C18 烷基或苯基； R208 為氫、C1 -C18 烷基或被至少一個羥基取代之C2 -C18 烷基；R209 為C1 -C12 伸烷基或直接鍵；或所有的R201 一起形成具有至少一個二-或三-價氮原子之多環族環脂肪族環系統或多環族雜環脂肪族環系統的殘基；G1 、G2 、G3 及G4 獨立為1至4個碳原子之烷基，或G1 及G2 及/或G3 及G4 一起為伸丁基或伸戊基；及A為形成環族或雜環族5-、6-或7-員環所必需之二價基團，其未經取代或被-OH、=O或被一或兩個含有總共1-500個碳原子及視需要1-200個雜原子之有機殘基取代。
  12. 根據申請專利範圍第1項之方法，其中該空間位阻硝醯基具有式(A)至(O)， 其中G1 、G2 、G3 及G4 獨立為C1 -C4 烷基及G5 為氫或甲基；R1 為H及R2 為OH；m為0或1；R3 為氫、羥基或羥甲基、C1 -C22 烷醯基、C1 -C22 烷氧羰基、C1 -C22 烷醯氧基；R4 為氫、1至12個碳原子之烷基或2至12個碳原子之烯基；n為1至4；當n為1時，則R5 為氫、1至18個碳原子之烷基、4至18個碳原子之烷氧羰基伸烷基羰基、2至18個碳原子之烯基、環氧丙基、2,3-二羥丙基、經2-羥基或2-(羥甲基)取代之3至12個碳原子之烷基(該烷基被氧間斷)、含有2至18個碳原子之脂肪族或不飽和脂肪族羧酸或胺甲酸之醯基、含有7至12個碳原子之環脂肪族羧酸或胺甲酸之醯基、或含有7至15個碳原子之芳香酸之醯基；當n為2時，則R5 為2至18個碳原子之伸烷基、含有2至18個碳原子之脂肪族或不飽和脂肪族二羧酸或二胺甲酸之二價醯基、含有7至12個碳原子之環脂肪族二羧酸或二胺甲酸之二價醯基、或含有8至15個碳原子之芳香族二羧酸之二價醯基；當n為3時，則 R5 為含有6至18個碳原子之脂肪族或不飽和脂肪族三羧酸之三價醯基、或含有9至15個碳原子之芳香族三羧酸之三價醯基；當n為4時，則R5 為脂肪族或不飽和脂肪族四羧酸之四價醯基，尤其為1,2,3,4-丁烷四羧酸、1,2,3,4-丁-2-烯四羧酸、1,2,3,5-戊烷四羧酸及1,2,4,5-戊烷四羧酸，或R5 為含有10至18個碳原子之芳香族四羧酸之四價醯基；p為1至3；R6 為氫、1至18個碳原子之烷基或2至6個碳原子之醯基或苯基；當p為1時，則R7 為氫、苯基、1至18個碳原子之烷基、含有2至18個碳原子之脂肪族或不飽和脂肪族羧酸或胺甲酸之醯基、含有7至12個碳原子之環脂肪族羧酸或胺甲酸之醯基、或含有7至15個碳原子之芳香族羧酸之醯基，或R6 與R7 一起為-(CH2 )5 CO-、鄰苯二甲醯基或馬來酸之二價醯基；當p為2時，則R7 為2至12個碳原子之伸烷基、含有2至18個碳原子之脂肪族或不飽和脂肪族二羧酸或二胺甲酸之二價醯基、含有7至12個碳原子之環脂肪族二羧酸或二胺甲酸之二價醯基、或含有8至15個碳原子之芳香族二羧酸之二價醯基；當p為3時，則 R7 為含有6至18個碳原子之脂肪族或不飽和脂肪族三羧酸之三價醯基、或含有9至15個碳原子之芳香族三羧酸之三價醯基；r為1至4；當r為1時，則R8 為1至18個碳原子之烷氧基、2至18個碳原子之烯氧基、1至18個碳原子之-NH烷基或2至36個碳原子之-N(烷基)2 ；當r為2時，則R8 為2至18個碳原子之伸烷二氧基、2至18個碳原子之伸烯二氧基、2至18個碳原子之-NH-伸烷基-NH-、或2至18個碳原子之-N(烷基)-伸烷基-N-(烷基)-，或R8 為4-甲基-1,3-苯二胺基；當r為3時，則R8 為含有3至18個碳原子之飽和或不飽和脂肪族三元醇之三價烷氧基；當r為4時，則R8 為含有4至18個碳原子之飽和或不飽和脂肪族四元醇之四價烷氧基；R9 及R10 獨立為氯、1至18個碳原子之烷氧基、-O-T1 、被2-羥乙基取代之胺基、1至18個碳原子之-NH(烷基)、具有1至18個碳原子之烷基的-N(烷基)T1 、或2至36個碳原子之-N(烷基)2 ；R11 為氧，或R11 為被氫、1至12個碳原子之烷基或T1 取代之氮； T1 為R12 為氫或甲基；q為2至8；R13 及R14 獨立為氫或基團T2 ； T2 為R15 為氫、苯基、1至12個碳原子之直鏈或支鏈烷基、1至12個碳原子之烷氧基、被苯基取代之1至4個碳原子之直鏈或支鏈烷基、5至8個碳原子之環烷基、5至8個碳原子之環烯基、2至12個碳原子之烯基、環氧丙基、烯丙氧基、1至4個碳原子之直鏈或支鏈羥烷基、或獨立被氫、苯基、1至4個碳原子之烷基或1至4個碳原子之烷氧基取代三次之矽烷基或矽烷氧基；R16 為氫或獨立被氫、苯基、1至4個碳原子之烷基或1至4個碳原子之烷氧基取代三次之矽烷基；d為0或1； h為0至4；k為0至5；x為3至6；y為1至10；z為使得化合物具有1000至4000 amu之分子量的整數，例如，z可在從3-10之範圍；R17 為嗎啉基、六氫吡啶基、1-六氫吡基、1至8個碳原子之烷胺基，尤其為3至8個碳原子之支鏈烷胺基，如第三辛胺基、具有1至8個碳原子之烷基的-N(烷基)T1 或2至16個碳原子之-N(烷基)2 ；R18 為氫、2至4個碳原子之醯基、被1至4個碳原子之烷基取代之胺甲醯基、被氯取代一次及被R17 取代一次之s-三基、或被R17 取代兩次之s-三基，其條件為兩個R17 取代基可以不相同；R19 為氯、被1至8個碳原子之烷基或T1 取代之胺基、具有1至8個碳原子之烷基的-N(烷基)T1 、2至16個碳原子之-N(烷基)2 或基團T3 ； T3 為及R21 為氫、2至4個碳原子之醯基、被1至4個碳原子之烷基取代之胺甲醯基、被2至16個碳原子之-N(烷基)2 取代兩次之s-三基或被具有1至8個碳原子之烷基的 -N(烷基)T1 取代兩次之s-三基。
  13. 根據申請專利範圍第12項之方法，其中G1 及G3 為乙基，以及G2 、G4 及G5 為甲基，或G1 及G2 為甲基，G3 及G4 為乙基及G5 為氫，或G1 、G2 、G3 及G4 為甲基及G5 為氫。
  14. 根據申請專利範圍第12項之方法，其中G1 、G2 、G3 及G4 為甲基及G5 為氫。
  15. 根據申請專利範圍第12項之方法，其中空間位阻硝醯基具有式(A)、(B)、(B’)、(C)、(C’)、(G)、(N)或(O)。
  16. 根據申請專利範圍第1項之方法，其中該所生成之空間位阻硝醯基醚包括式(XI)之結構 其中G1 、G2 、G3 及G4 如申請專利範圍第10項中所定義，以及E具有如申請專利範圍第2項中所定義之R101 或R102 之意義。
  17. 一種化合物，其為
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