[发明专利]制备氨基甲酸酯、脲和异氰酸酯的方法

说明书

相关申请：

本申请是2008年11月3日提交的美国临时专利申请序列号61/110,863的非临时申请，将其通过参考并入本申请用于所有的目的。

背景技术

本申请涉及使用活化的酯碳酸酯(例如酯取代的碳酸二芳基酯)例如双水杨酸甲酯碳酸酯(bismethylsalicylcarbonate，BMSC)作为反应物制备氨基甲酸酯、脲和异氰酸酯。

单体氨基甲酸酯、脲和异氰酸酯能够在广泛的各种应用中找到相当多的用途，应用包括精细和特殊化学品，药品，化妆品，和农业和农作物保护。氨基甲酸酯和脲具有共同的结构元素，其中在羰基的侧面有氧原子和氮原子(氨基甲酸酯)或者两个氮原子(脲)。能够通过使氨基甲酸酯或者脲的热解而制备异氰酸酯。

通常，氨基甲酸酯和脲通过在与两种胺或者胺和醇的反应中使用光气或者固体光气前体例如三光气的各种反应合成。因为安全的原因，优选采用三光气，即使它更加昂贵并且它通常反应性较低、需要在较高的温度进行较长时间的反应也是如此。但是，三光气仅相对于光气本身是″安全的″，它仍然被分类为非常危险的物质，它除了产生通常由有机化合物的极端热降解导致的一氧化碳和二氧化碳之外，还会产生危险的分解产物即氯化氢、氯气、光气。氨基甲酸酯(也称作尿烷(urethanes))也可由脲中间体与醇反应制备。碳酸二甲酯和碳酸二苯酯也用于制备氨基甲酸酯和脲，但是它们需要长的反应时间和/或高的反应温度，和/或催化剂从而获得这些结果。

发明内容

本发明提供通过醇和/或胺前体与酯取代的碳酸二芳基酯，例如BMSC的反应合成单体氨基甲酸酯和脲的方法。该反应可在低温例如在室温进行，从而在较短的时间里提供高产率的产物。此外，BMSC的分解产物是水杨酸甲酯和水杨酸，低浓度的这两种物质在食物和药物中都是可接受的成分。

因此，本发明提供下式的化合物以及它的制备方法：

X₁-C(＝O)-X₂

其中X₁是NR₁R₂，和X₂是NR₃R₄或者OR₅，并且其中

R₁、R₂、R₃和R₄，在存在时，各自独立地选自氢、任选取代的线性或者支化的烷基、烯基、环烷基、环烯基、芳基、含杂原子的芳基，和芳烷基，或者R₁和R₂一起为双键连接至X₁的氮原子的碳原子，或者R₃和R₄一起是双键连接至X₂的氮原子的碳原子，或者X₁或X₂的N可为环系统的氮原子，和

R₅，在存在时，选自任选取代的线性或者支化的烷基，芳基，和芳烷基，或者

R₁或者R₂与R₃、R₄，或者R₅一起形成5或者6元环，所述方法包括使HNR₁R₂，和HNR₃R₄或者HOR₅与酯取代的碳酸二芳基酯反应形成所述化合物。所述任选的取代基可各自独立地为在用于制备进一步衍生的氨基甲酸酯物类的酯交换反应条件下不反应的化学官能团。这些任选的取代基包括卤素、乙烯基、羰基、醚、环醚、偶氮、硫/硫醇、醇，和杂环取代基。在具体的实施方式中，该酯取代的碳酸二芳基酯是BMSC。在进一步的实施方式中，该化合物可能经受热解反应形成异氰酸酯。

在另一实施方式中，本发明提供下式的氨基甲酸酯：

其中R₁，和R₂各自独立地选自氢、任选取代的线性或者支化的烷基、烯基、环烷基、环烯基、芳基、含杂原子的芳基，和芳烷基，或者R₁和R₂一起是双键连接至氮原子的碳原子，或者R₁和R₂是5元或者6元环的组成部分，和R₃是烷基、芳基或者芳烷基。

附图说明

图1A和B显示根据本发明制备氨基甲酸酯的反应方案。

图2显示根据本发明制备脲的反应方案。