本發(fā)明涉及能夠吸收能量從而提供保護(hù)作用的化合物。更特別地,本發(fā)明涉及吸收電磁輻射的化合物、提高其穩(wěn)定性的方法和包含所述化合物的組合物。
背景技術(shù):
本文中對(duì)背景技術(shù)的任何引用不應(yīng)被解釋為承認(rèn)這樣的技術(shù)在澳大利亞或其他地方構(gòu)成公知常識(shí)。
吸收或篩選紫外線(uv)和可見(jiàn)光的化合物可用于需要防護(hù)太陽(yáng)有害紫外線的一系列應(yīng)用。這包括它們?cè)诓AШ顽R片涂層、油漆、包裝、家用清潔劑和包括織物的材料中的應(yīng)用,可能最引人注目的是在防曬制劑中使用以保護(hù)使用者的皮膚免受紫外線輻射造成的傷害。
適用于吸收紫外線,因而提供保護(hù)功能的化合物在本申請(qǐng)人名義的wo2015/006803中進(jìn)行了描述。其公開(kāi)的化合物呈現(xiàn)具有一系列取代的環(huán)烯胺酮中心,被設(shè)計(jì)為提供在吸收特性方面的有用變化,以覆蓋整個(gè)uv范圍。雖然對(duì)于其主要目的有效,但化合物暴露于電磁輻射的穩(wěn)定性沒(méi)有以任何形式進(jìn)行考慮或討論。
無(wú)機(jī)防曬劑,例如氧化鋅,主要通過(guò)光散射來(lái)防護(hù)uv。相反,有機(jī)防曬劑,如wo2015/006803中描述的那些,吸收紫外線,然后必須釋放該能量以回到基態(tài)。這種能量損失可以通過(guò)任何或所有各種途徑發(fā)生,例如熒光、磷光、轉(zhuǎn)移到另一分子、異構(gòu)化、發(fā)熱或斷裂。如果例如斷裂和一些異構(gòu)化的破壞性途徑占主導(dǎo)地位,則分子繼續(xù)吸收紫外線或可見(jiàn)光的能力被破壞。雖然防護(hù)化合物不需要無(wú)限期地光穩(wěn)定,但它們提供有用的壽命并且阻止快速降解還是很重要的。
因此,期望提供這樣的化合物,其能夠從電磁光譜內(nèi)的各種范圍吸收能量,并且可以對(duì)該暴露顯示改進(jìn)的穩(wěn)定性以提供更長(zhǎng)的使用壽命。
此外,對(duì)化合物有持續(xù)的需求,無(wú)論優(yōu)選穩(wěn)定的還是不穩(wěn)定的,其提供在光譜的不同區(qū)域、特別是光譜的uv和可見(jiàn)光部分的電磁能的有效吸收。
發(fā)明簡(jiǎn)述
已經(jīng)發(fā)現(xiàn),具有至少一個(gè)吸電子基團(tuán)的環(huán)烯胺化合物,例如通過(guò)雙鍵碳原子與環(huán)連接的三氟乙酰基或全氟烷基鏈,提供比其簡(jiǎn)單的烷?;?lèi)似物大大改善的穩(wěn)定性。這個(gè)優(yōu)點(diǎn)可以擴(kuò)展到其它含雙鍵的化合物,包括環(huán)狀和脂肪族化合物。取代基(例如一個(gè)或多個(gè)氟原子)的吸電子效應(yīng)意味著這種化合物暴露于電磁輻射導(dǎo)致化合物的降解降低,從而在用于電磁輻射防護(hù)應(yīng)用時(shí)提供延長(zhǎng)的使用壽命。
此外,在一個(gè)實(shí)施方式中,本發(fā)明提供了作為電磁能的吸收劑的化合物,并且由于側(cè)鏈的變化,其一致地提供了在電磁光譜較寬范圍上的吸收。特別是實(shí)現(xiàn)了在光譜的uv-a、uv-b和可見(jiàn)光區(qū)域內(nèi)的有效吸收和有用的保護(hù)作用。
上文各個(gè)部分中提到的本發(fā)明的各種特征和實(shí)施方式,加上必要的修改,可適當(dāng)?shù)剡m用于其它部分。因此,一個(gè)部分中指定的特征可以適當(dāng)?shù)嘏c其他部分中指定的特征組合。
從下面的詳細(xì)描述中,本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見(jiàn)。
附圖說(shuō)明
圖1是化合物116的吸光度的圖示;
圖2是化合物116的透射率%的圖示;
圖3是在暴露于氙弧燈照射時(shí)化合物54的吸光度損失的圖示(54對(duì)照是在約310nm的峰值點(diǎn)處最上面的線,54-1是在峰值點(diǎn)處第二上面的線,54-2是在峰值點(diǎn)處的最下面的線);
圖4是在暴露于氙弧燈照射時(shí)化合物98的吸光度損失的圖示(98對(duì)照是在約320nm的峰值點(diǎn)處最上面的線,98-1是在峰值點(diǎn)處最下面的線);且
圖5是在暴露于氙弧燈照射時(shí)化合物106的吸光度損失的圖示(106對(duì)照是在約335nm的峰值點(diǎn)處最上面的線,106-1是在峰值點(diǎn)處最下面的線)。
發(fā)明詳述
本發(fā)明至少部分地基于這樣的發(fā)現(xiàn):如果鄰近雙鍵碳的碳原子具有至少一個(gè)鍵合到其上的鹵素原子,優(yōu)選氟,其中所述雙鍵碳本身直接連接到環(huán)上,那么能夠吸收電磁輻射能的含雙鍵的環(huán)狀化合物暴露于電磁輻射時(shí)的穩(wěn)定性能夠大大提高。在高度優(yōu)選的實(shí)施方式中,該碳原子具有至少兩個(gè)與其直接鍵合的鹵素,優(yōu)選氟原子??蛇x地,鄰近雙鍵碳的碳原子可以是連接有鹵素、優(yōu)選氟的環(huán)系的一部分或與其鄰近,所述雙鍵碳本身直接連接到環(huán)上。
雖然不希望受到任何特定理論的約束,但是發(fā)明人假定,相對(duì)于在相同位置上不具有碳-鹵鍵的可比較化合物的穩(wěn)定性的改善來(lái)自兩個(gè)互補(bǔ)效應(yīng)。第一個(gè)是,在呈現(xiàn)這樣的排列的一些實(shí)施方式中,去除羰基碳(如果w在下面的結(jié)構(gòu)中為氧,則識(shí)別出碳)的所有α質(zhì)子防止在該位置的烯醇化/脫氫反應(yīng),這增加了穩(wěn)定性。其次且更重要的是,在該碳上的鹵素的強(qiáng)吸電子效應(yīng)可能降低環(huán)烯體系的電子密度,從而極大地穩(wěn)定環(huán)體系。
盡管已知吸電子基團(tuán)可以降低鄰近官能團(tuán)周?chē)碾娮用芏?,從而降低化學(xué)反應(yīng)性,但重要的是要認(rèn)識(shí)到化學(xué)反應(yīng)性與光穩(wěn)定性不同,并且肯定不能預(yù)測(cè)光穩(wěn)定性。化學(xué)反應(yīng)性和光穩(wěn)定性(或照射時(shí)激發(fā)能的釋放)的潛在機(jī)理隨著各種不同的考慮而顯著不同。因此,無(wú)法合理地以任何確定度預(yù)測(cè)由于存在吸電子基團(tuán)而具有降低的化學(xué)反應(yīng)性的化合物也將表現(xiàn)出改善的光穩(wěn)定性,并且同時(shí)證明是有效的如紫外線和可見(jiàn)光的電磁輻射的吸收劑。
本發(fā)明進(jìn)一步基于許多作為電磁能的有效吸收劑的環(huán)烯胺化合物的鑒定和合成,所述環(huán)烯胺化合物當(dāng)作為化合物的集合整體地觀察時(shí),已經(jīng)發(fā)現(xiàn)它們?cè)陔姶抛V的重要區(qū)域提供有用的保護(hù)作用。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面,提供了化學(xué)式ia的化合物或其鹽:
其中,r′選自由c2至c20烯基,c2至c20炔基,芳基,雜芳基,芳?;琧2至c12烯酮,c5至c7環(huán)烯基,c4至c7環(huán)烯酮,n-芳基,n-雜環(huán)基,雜環(huán)和任何現(xiàn)有的電磁輻射過(guò)濾物組成的組,所有這些基團(tuán)可以是取代或未取代的;
w選自o、s、n和c;
如果存在,ra,rb和r3分別選自由氫,鹵素,c1至c20烷基,c2至c20烯基,c2至c20炔基,芳基,雜芳基,芳?;琧2至c12烷酮,c5至c7環(huán)烷基,c4至c7環(huán)烷酮,c5至c7環(huán)烯基,c2至c12烷?;琧2至c12烷?;趸琧2至c12烷氧基羰基,c2至c12氨基甲?;琧2至c12羧基,鹵代烷基,n-烷基,n-芳基,n-雜環(huán)基和雜環(huán)組成的組,所有這些基團(tuán)可以是取代或未取代的,或者rb和r3可以一起形成烯烴,炔烴,苯環(huán)或雜芳環(huán),其各自任選地被至少一個(gè)鹵素或含鹵素基團(tuán)取代;
如果ra,rb和r3都是氟并且r′是6元含氮烯烴雜環(huán),則該環(huán)的氮不被4-二甲基氨基苯基,4-甲氧基苯基,4-甲基苯基,4-叔丁基苯基,異丙基或1-萘基中的任何一個(gè)取代。
在第一方面的一個(gè)實(shí)施方式中,提供了化學(xué)式ib的化合物或其鹽:
其中,a是包含至少一個(gè)雙鍵的六元或七元環(huán),該環(huán)可被進(jìn)一步取代或未取代;
w選自o、s、n和c;
如果存在,ra,rb和r3分別選自由氫,鹵素,c1至c20烷基,c2至c20烯基,c2至c20炔基,芳基,雜芳基,芳酰基,c2至c12烷酮,c5至c7環(huán)烷基,c4至c7環(huán)烷酮,c5至c7環(huán)烯基,c2至c12烷酰基,c2至c12烷酰基氧基,c2至c12烷氧基羰基,c2至c12氨基甲?;?,c2至c12羧基,鹵代烷基,n-烷基,n-芳基,n-雜環(huán)基和雜環(huán)組成的組,所有這些基團(tuán)可以是取代或未取代的,或者rb和r3可以一起形成烯烴,炔烴,苯環(huán)或雜芳環(huán),其各自任選被至少一個(gè)鹵素或含鹵素基團(tuán)取代;
如果ra,rb和r3都是氟并且a是6元含氮烯烴雜環(huán),則該環(huán)的氮不被4-二甲基氨基苯基,4-甲氧基苯基,4-甲基苯基,4-叔丁基苯基,異丙基或1-萘基中的任何一個(gè)取代。
在第一方面的一個(gè)實(shí)施方式中,提供了化學(xué)式ii的化合物或其鹽:
其中虛線可以是一個(gè)鍵;
x是形成環(huán)結(jié)構(gòu)一部分的一個(gè)或兩個(gè)碳原子;
r1和r2分別選自由c1至c10烷基,c1至c10烯基和c1至c10烷氧基組成的組,它們各自可以是取代或未取代的;
w選自o、s、n和c;
如果存在,ra,rb和r3分別選自由氫,鹵素,c1至c20烷基,c2至c20烯基,c2至c20炔基,芳基,雜芳基,芳酰基,c2至c12烷酮,c5至c7環(huán)烷基,c4至c7環(huán)烷酮,c5至c7環(huán)烯基,c2至c12烷?;琧2至c12烷?;趸?,c2至c12烷氧基羰基,c2至c12氨基甲?;?,c2至c12羧基,鹵代烷基,n-烷基,n-芳基,n-雜環(huán)基和雜環(huán)組成的組,所有這些基團(tuán)可以是取代或未取代的,或者rb和r3可以一起形成烯烴,炔烴,苯環(huán)或雜芳環(huán),其各自任選地被至少一個(gè)鹵素或含鹵素基團(tuán)取代;
r4選自由氫,c1至c12烷基,c2至c12烯基,芳基,雜芳基,c5至c7環(huán)烷基,c5至c7環(huán)烯基,c1至c12烷酰基,c1至c12烷?;趸琧1至c12烷氧羰基和c1至c12烷酮組成的組,所有這些基團(tuán)可以是取代或未取代的;
r5選自由c1至c20烷基,c2至c20烯基,c2至c20炔基,芳基,氨基,雜芳基,雜環(huán)基,c5至c7環(huán)烷基,c5至c7環(huán)烯基,c2至c9烷?;琧1至c12烷?;趸桶被柞;M成的組,所有這些基團(tuán)可以是取代或未取代的;
r6選自由氫,含氧基,取代或未取代的c1至c6烷基,取代或未取代的c2至c6烯基,取代或未取代的c2至c6烷?;M成的組;和
r18和r19分別選自由氫,c1至c6烷基,c1至c6烯基和c1至c6烷氧基組成的組;它們各自可以是取代或未取代的;
如果r1和r2是甲基,ra,rb和r3都是氟,w是o且r4是氫,那么r5不是4-二甲基氨基苯基,4-甲氧基苯基,4-甲基苯基,4-叔丁基苯基,異丙基或1-萘基中的任何一個(gè)。
在化學(xué)式ia的化合物的一個(gè)實(shí)施方式中,r′選自由c2至c12烯基,c2至c12炔基,c5至c7芳基,c5至c7雜芳基,c5至c7芳酰基,c2至c12烯酮,c5至c7環(huán)烯基,c4至c7環(huán)烯酮和c5至c7雜環(huán)組成的組,所有這些基團(tuán)都可以是取代或未取代的。
在一個(gè)實(shí)施方案中,r′選自由c2至c12烯基,c2至c12炔基,c5或c6芳基,c5或c6雜芳基,c5或c6芳酰基,c2至c12烯酮,c5或c6環(huán)烯基,c5或c6環(huán)烯酮,以及c5或c6雜環(huán)組成的組,所有這些基團(tuán)可以是取代的或未取代的。
在化學(xué)式i的b化合物的一個(gè)實(shí)施方式中,a選自由包含至少一個(gè)雙鍵的六元或七元氮雜環(huán)構(gòu)成的組,該氮雜環(huán)可以被進(jìn)一步取代或未取代。
在化學(xué)式ib的化合物的一個(gè)實(shí)施方式中,a是包含一個(gè)雙鍵的六元氮雜環(huán),該氮雜環(huán)可以被進(jìn)一步取代或未被取代。
在化學(xué)式ib的化合物的一個(gè)實(shí)施方式中,a是包含一個(gè)雙鍵并且具有連接w也連接到雙鍵環(huán)碳上的碳原子的六元氮雜環(huán),該氮雜環(huán)可以被進(jìn)一步取代或未取代。
在一個(gè)實(shí)施方式中,r1和r2分別選自由c1至c6烷基,c1至c6烯基和c1至c6烷氧基構(gòu)成的組,其各自可以被取代或未取代。
在任一實(shí)施方式中,r1和r2分別選自可以取代或未取代的c1-c4烷基。
在任一實(shí)施方式中,r1和r2分別選自甲基,乙基或丙基。
在上述化學(xué)式的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中,x是一個(gè)碳原子。
在上述化學(xué)式的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中,w是o。
在化學(xué)式ia,ib或ii的化合物的任一實(shí)施方式中,ra和rb獨(dú)立地選自氫,c1至c12烷基,c1至c12鹵代烷基,氟,氯,溴和碘。
在化學(xué)式ia,ib或ii的化合物的任一實(shí)施方式中,ra,rb和r3中的至少一個(gè)是鹵素。
在化學(xué)式ia,ib或ii的化合物的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中,ra和rb中至少一個(gè)是氟。
在一個(gè)實(shí)施方式中,ra和rb均為氟。
當(dāng)rb和r3形成苯環(huán)或雜芳環(huán)時(shí),應(yīng)當(dāng)理解的是,rb和r3所連接的碳將形成該環(huán)的一部分,并且當(dāng)w是氧時(shí),其與羰基的組合將形成連接到化學(xué)式ib和ii的環(huán)上的苯甲酰基或雜芳?;?。
當(dāng)rb和r3形成烯烴,炔烴,苯環(huán)或雜芳環(huán)時(shí),至少一個(gè)鹵素取代基在每種情況中分別選自氟,氯,溴和碘。優(yōu)選地,鹵素取代基是氟。
當(dāng)rb和r3形成烯烴,炔烴,苯環(huán)或雜芳環(huán)時(shí),至少一個(gè)含鹵素基團(tuán)在每種情況中分別選自c1至c12鹵代烷基、鹵代芳基和鹵代環(huán)烷基。優(yōu)選地,c1至c12鹵代烷基是c1至c9鹵代烷基,甚至更優(yōu)選c1至c6鹵代烷基。
在化學(xué)式ia,ib或ii的化合物的一個(gè)實(shí)施方式中,r3選自由鹵素,c1至c9烷基,c2至c9烯基,c5-c6芳基,c5-c6雜芳基,c2至c12烷酮,c5-c6環(huán)烷基,c5-c6環(huán)烷酮,c5-c6環(huán)烯基,c2至c9烷?;琧2-c9烷酰氧基,c2至c9烷氧基羰基,c2至c9氨基甲酰基,c2至c9羧基,鹵代烷基,n-烷基,n-芳基,n-雜環(huán)基和和c5-c6雜環(huán)組成的組,所有這些基團(tuán)可以被取代或未取代。
在化學(xué)式ia,ib或ii的化合物的一個(gè)實(shí)施方式中,r3選自由氟,氯,c1至c6的氟代烷基,c2至c6的氟代烯基,c6芳基,c6雜芳基,c2至c6的烷酮,c6環(huán)烷基,c6環(huán)烷酮,c6環(huán)烯基,c2至c6的烷酰基,c2至c6烷酰氧基,c2至c6烷氧基羰基,c2至c6氨基甲酰基,c1至c9全氟烷基和c5-c6雜環(huán)組成的組,所有基團(tuán)均可被取代或未取代。
在化學(xué)式ia,ib或ii的化合物的一個(gè)實(shí)施方式中,r3是氟或全氟烷基。
適當(dāng)?shù)?,全氟烷基可選自c1至c12全氟烷基,c1至c9全氟烷基,c1至c6全氟烷基和c1至c4全氟烷基。
在某些實(shí)施方式中,其中r3包含雜環(huán)、環(huán)烯烴或烷基環(huán)烯烴,則化合物可以包含化學(xué)式ia,ib或ii的兩種結(jié)構(gòu),其通過(guò)碳鏈連接,形成兩個(gè)相應(yīng)的r3基團(tuán)。優(yōu)選地,碳鏈包含至少一個(gè)碳-氟鍵。在某些實(shí)施方式中,鏈中至少兩個(gè)碳具有至少一個(gè)碳-氟鍵。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中,碳鏈?zhǔn)?至8個(gè)碳,優(yōu)選2至6個(gè)碳,優(yōu)選2至4個(gè)碳的鏈。連接鏈中的所有碳可以具有與其鍵合的一個(gè)或兩個(gè)氟原子。
在一個(gè)實(shí)施方式中,r3基團(tuán)的第一個(gè)碳可以具有至少一個(gè)碳-鹵鍵。
在某些實(shí)施方式中,r3基團(tuán)的第一個(gè)碳僅具有碳-鹵鍵,優(yōu)選僅有碳-氟鍵。
在化學(xué)式ia,ib或ii中任一的一個(gè)實(shí)施方式中,ra,rb和r3及其連接的碳形成選自以下基團(tuán)的一部分:
*cf3,*ccl3,*cbr3,*ch2f,*chf2,
其中,r1’和r2’可分別選自已經(jīng)描述的r1和r2的任何基團(tuán),且r12可選自氫,c1至c6烷基和c1至c6烷氧基。在圖中,星號(hào)表示直接連接到雙鍵(優(yōu)選羰基)碳的碳原子。
在某些實(shí)施方式中,r4選自由氫,c1至c6烷基,c2至c6烯基,苯基,雜芳基,c6環(huán)烷基,c1至c12烷酰基,c1至c9烷酰氧基,c1至c9烷氧基羰基和c1至c6烷酮組成的組,所有這些基團(tuán)可以被取代或未取代。
在某些實(shí)施方式中,r4選自由氫,c1至c6烷基,c2至c6烯基,苯基,c6環(huán)烷基,c1至c12烷?;?,c1至c12烷酰氧基組成的組,所有這些基團(tuán)可以被取代或未取代。
在實(shí)施方式中,r4選自由氫,苯基,2-丁酮和丁-1-烯-2-基丙酸酯組成的組。
在某些實(shí)施方式中,r5選自由c1至c12烷基,c2至c12烯基,苯基,芳基,萘基,c6環(huán)烷基,c2至c6烷?;蚦2至c6烷酰氧基組成的組,所有這些基團(tuán)可以被取代或未取代。
在一個(gè)實(shí)施方式中,r5選自由c1至c6烷基,c2至c6烯基,苯基,c6芳基和c6環(huán)烷基組成的組,所有這些基團(tuán)可以被取代或未取代。
在一個(gè)實(shí)施方式中,其中r5是被取代的芳基,則芳環(huán)的取代基可以選自由烷基,氨基,羥基,烷氧基,芳氧基,苯基,芐基,c6芳基,c6雜環(huán),烷氧基芳基組成的組,所有這些基團(tuán)可以被取代或未取代。
在包括涉及芳環(huán)取代的上述任一實(shí)施方式中,任何涉及的雜環(huán)優(yōu)選是氮雜環(huán)。在一個(gè)實(shí)施方式中,與芳基相連的氮雜環(huán)可以是6-元烯胺環(huán),其可以化學(xué)式ii所示的方式任選地被取代。
在一個(gè)實(shí)施方式中,r5通過(guò)叔碳直接連接到環(huán)的氮上。
在某些實(shí)施方式中,其中當(dāng)r5為烷基時(shí),其為叔丁基。
在一個(gè)實(shí)施方式中,r5選自以下基團(tuán)組成的組:
其中,虛線可以是化學(xué)鍵,n為0-5,r1’,r2’,ra’,rb’和r3’可分別選自已經(jīng)為r1,r2,ra,rb和r3描述的任一基團(tuán),每次出現(xiàn)的r12和r13分別選自氫,c1至c6烷基,c1至c6烷氧基。
在圖中,星號(hào)表示相關(guān)基團(tuán)與環(huán)氮連接的原子。
在實(shí)施方式中,r6選自由氫,含氧基,取代或未取代的c1至c6烷基,取代或未取代的c2至c6烯基和取代或未取代的c2至c6烷?;M成的組。
在所描述的任一實(shí)施方式中,r6選自由氫,含氧基和取代或未取代的c1至c6烷基組成的組。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中,r6是氫或含氧基。
在所描述的任一實(shí)施方式中,r18和r19分別選自由氫和可被取代或未取代的c1至c6烷基組成的組。
在某些優(yōu)選的實(shí)施方式中,r18和r19是氫。
在一個(gè)實(shí)施方式中,第一方面的化合物是非天然存在的化合物。
在第一方面的一個(gè)實(shí)施方式中,化合物可以是通過(guò)連接基團(tuán)連接的兩個(gè)化學(xué)式ii的結(jié)構(gòu)。連接基團(tuán)可以如ra,rb和r3中任一所述。這種化合物可以被認(rèn)為是第一方面的化合物的二聚體或多價(jià)形式。
在一個(gè)實(shí)施方式中,連接基團(tuán)選自芳基,烷基芳基和烷氧基芳基的一個(gè)或多個(gè),其各自可以被取代或未取代。
在化學(xué)式ia,ib和ii的化合物的任何一個(gè)或多個(gè)上述實(shí)施方式中,根據(jù)需要,優(yōu)選地w是o,x是一個(gè)碳,虛線不是鍵,r4,r6,r18和r19是氫,r1和r2分別選自甲基,乙基和丙基。
在一個(gè)實(shí)施方式中,化學(xué)式ia,ib或ii的化合物選自以下化合物組成的組:
在一個(gè)實(shí)施方式中,化學(xué)式ia,ib或ii的化合物不是選自以下組的化合物:
在第一方面的一個(gè)替代實(shí)施方式中,化合物可能是化學(xué)式v的化合物:
其中r20和r21分別選自由c1至c6烷基,c1至c6烯基和c1至c6烷氧基組成的組,其各自可以是取代或未取代的;
r22選自由c1至c20烷基,c1至c20烯基,c2至c12烷基烷酸酯,c5或c6環(huán)烷基,c5或c6環(huán)烯基,c1至c6烷基環(huán)烷基,c1至c6鹵代烷基,c5或c6芳基,被鹵素、雜芳基和雜環(huán)基取代的c5或c6芳基,其全部可以是取代的或未被取代的,并且來(lái)自下列基團(tuán):
其中,星號(hào)表示連接點(diǎn),r20和r21如前所述;
r24選自由氫,鹵素,羥基,c1至c12烷基,c2至c12烯基,c2至c12炔基,芳基,雜芳基,c5至c9環(huán)烷基,c5至c7環(huán)烯基,c2至c9烷酰基,c2至c9烷酰氧基,c2至c12烷基烷酸酯和氨基甲?;M成的組,所有基團(tuán)均可是取代的或未取代的;
r25選自由氫,c1至c6烷基,硝基,c1至c6烷氧基,c2至c12烷基烷酸酯組成的組,其各自可以根據(jù)需要是取代的或未取代的;
r26選自由氫,氟,氯和溴組成的組;
y是一個(gè)或兩個(gè)碳原子;
n為0至12;
x1,x2和x3可以選自氯,氟和溴;和
r23選自由c1至c12烷基,c2至c12烯基,芳基,雜芳基,雜環(huán)基,c5至c9環(huán)烷基,c5至c7環(huán)烯基,c2至c9烷?;琧2至c9烷酰氧基和氨基甲?;M成的組,所有這些基團(tuán)可以是取代的或未取代的,并且來(lái)自下列基團(tuán):
其中,星號(hào)表示連接點(diǎn),r20,r21和r24如前所述;
r27選自由c1至c20烷基,c1至c6鹵代烷基,c2至c12烯基,芳基,雜芳基和c2至c20烷基烷酸酯組成的組。
在某些實(shí)施方式中,r20和r21分別選自由甲基,乙基,丙基和丁基構(gòu)成的組。
在一個(gè)實(shí)施方式中,r24選自由氫,氟,溴,c1至c6烷基,c2至c12烯基,芐基,苯基,c5至c5環(huán)烷基和c2至c12烷基烷酸酯組成的組,所有基團(tuán)根據(jù)需要可以是取代的或未取代的。
在一個(gè)實(shí)施方式中,n為0至9,優(yōu)選0至6。
在一個(gè)實(shí)施方式中,化學(xué)式v的化合物選自以下化合物組成的組:
在一個(gè)實(shí)施方式中,化學(xué)式v的化合物不是以下化合物:
化學(xué)式v的化合物可以展現(xiàn)相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的一個(gè)或多個(gè)優(yōu)點(diǎn),包括但不限于改進(jìn)的吸光度,穩(wěn)定性,溶解度,增加的分子量,期望的clogp和在電磁譜的交替區(qū)域中的有效吸光度,即它們可以提供現(xiàn)有技術(shù)化合物未能提供的對(duì)光譜區(qū)域的吸收。
第一方面的化合物可以是在光譜的uv-a,uv-b和可見(jiàn)光區(qū)域中的有效吸收劑。為人類(lèi)和各種材料防護(hù)紫外線的好處是眾所周知的。暴露于可見(jiàn)光的危險(xiǎn)受到較少的關(guān)注,但具有潛在的同樣嚴(yán)重的后果。例如,可見(jiàn)光敏感性是如卟啉癥、日光性蕁麻疹和其他特發(fā)性光線性皮膚病(如多形性日光疹)的疾病中的重要現(xiàn)象。進(jìn)行光動(dòng)力療法治療的患者由于隨用的局部藥物而變得在一段時(shí)間內(nèi)對(duì)可見(jiàn)光敏感。對(duì)于具有色素疾病的皮膚較暗的患者,可見(jiàn)光的防護(hù)也可能是重要的。最后,可見(jiàn)光被認(rèn)為是年齡相關(guān)的黃斑變性的致病因子,因此在該范圍內(nèi)提供保護(hù)的鏡片和眼鏡將是有利的。
有機(jī)防曬劑通常不提供對(duì)可見(jiàn)光的防護(hù),因?yàn)樗鼈兊奈展庾V限于uvb和uva波段。無(wú)機(jī)防曬劑,例如氧化鐵,二氧化鈦和氧化鋅可以提供一些可見(jiàn)光保護(hù)。然而,這些試劑的光譜保護(hù)根據(jù)其粒徑而變化。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于化合物取代的變化,特別是在關(guān)鍵的r3和r5(式v的r22和r23)環(huán)取代位置上的變化提供了一定范圍的吸收,因此本文呈現(xiàn)的多種化合物表現(xiàn)為在可見(jiàn)光區(qū)域有效的吸收劑。預(yù)期感知到的這種吸收化合物在有效的防曬劑或其他光保護(hù)劑中的重要性將隨著公眾對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的認(rèn)識(shí)而增加。本發(fā)明的化合物或其組合可提供有效的溶液。本文所述的結(jié)果示出可以有效吸收uv-a、uv-b和可見(jiàn)光區(qū)域的一個(gè)或多個(gè)的化合物。
對(duì)于本文通常使用的術(shù)語(yǔ),術(shù)語(yǔ)“烷基”是指含有例如1至約12個(gè)碳原子,優(yōu)選1至約9個(gè)碳原子,更優(yōu)選1至約6個(gè)碳原子,甚至更優(yōu)選1至約4個(gè)碳原子,還更優(yōu)選1至2個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基取代基。所述取代基的例子包括甲基,乙基,丙基,異丙基,正丁基,仲丁基,異丁基,叔丁基,戊基,異戊基,己基等。提到的碳數(shù)與碳主鏈和碳支鏈有關(guān),但不包括屬于任何取代基的碳原子,例如從主碳鏈分支的烷氧基取代基的碳原子。
本文所用的術(shù)語(yǔ)“烯基”是指線性烯基取代基,其含有至少一個(gè)碳-碳雙鍵和例如2至6個(gè)碳原子(支鏈烯基為3至6個(gè)碳原子),優(yōu)選2至5個(gè)碳原子(支鏈烯基優(yōu)選3至5個(gè)碳原子),更優(yōu)選3至4個(gè)碳原子的。所述取代基的例子包括乙烯基,丙烯基,異丙烯基,正丁烯基,仲丁烯基,異丁烯基,叔丁烯基,戊烯基,異戊烯基,己烯基等。
本文所用的術(shù)語(yǔ)“炔基”是指線性炔基取代基,其含有至少一個(gè)碳-碳三鍵和如2至6個(gè)碳原子(支鏈炔基為3至6個(gè)碳原子),優(yōu)選2至5個(gè)碳原子(支鏈炔基優(yōu)選3至5個(gè)碳原子),更優(yōu)選3至4個(gè)碳原子。所述取代基的例子包括乙炔基,丙炔基,異丙炔基,正丁炔基,仲丁炔基,異丁炔基,叔丁炔基,戊炔基,異戊炔基,己炔基等。
術(shù)語(yǔ)“烷基烷酸酯”是指這樣的酯基部分,其包含至多20個(gè)碳原子作為主鏈,并且其中羰基氧部分可以位于20個(gè)碳主鏈的任何位置。特別地,主鏈可以被c1至c6烷基或c1-c6烷氧基取代。
術(shù)語(yǔ)“環(huán)烷基”是指任選取代的飽和單環(huán)、雙環(huán)或三環(huán)碳基團(tuán)。在適當(dāng)?shù)那闆r下,環(huán)烷基可以具有特定數(shù)目的碳原子,例如,c3-c6環(huán)烷基是具有3,4,5或6個(gè)碳原子的碳環(huán)基團(tuán)。非限制性實(shí)施例可以包括環(huán)丙基,環(huán)丁基,環(huán)戊基,環(huán)戊烯基,環(huán)己基,環(huán)己烯基,環(huán)己二烯基等。
如本領(lǐng)域通常所理解的,術(shù)語(yǔ)“芳基”是指未取代或取代的芳香族碳環(huán)取代基??梢岳斫獾氖?,術(shù)語(yǔ)芳基適用于平面的并且根據(jù)休克爾規(guī)則包含4n+2個(gè)π電子的環(huán)狀取代基。
術(shù)語(yǔ)“雜芳基”是指含有一個(gè)或多個(gè)(特別是一個(gè)至四個(gè))非碳原子(特別是n,o或s)或其組合的芳基,雜芳基在一個(gè)或多個(gè)碳或氮原子上任選取代。雜芳環(huán)也可以與一個(gè)或多個(gè)環(huán)狀烴,雜環(huán),芳基或雜芳環(huán)稠合。雜芳基包括但不限于具有一個(gè)雜原子的5元雜芳基(例如噻吩,吡咯,呋喃);在1,2或1,3位具有兩個(gè)雜原子的5元雜芳基(例如惡唑,吡唑,咪唑,噻唑,嘌呤);具有三個(gè)雜原子的5元雜芳基(例如三唑,噻二唑);具有3個(gè)雜原子的5元雜芳基;具有一個(gè)雜原子的6元雜芳基(例如吡啶,喹啉,異喹啉,菲,5,6-環(huán)庚烯吡啶);具有兩個(gè)雜原子的6元雜芳基(例如噠嗪,噌啉,酞嗪,吡嗪,嘧啶,喹唑啉);具有三個(gè)雜原子的6元雜芳基(例如1,3,5-三嗪);和具有四個(gè)雜原子的6元雜芳基。“取代的雜芳基”是指具有一個(gè)或多個(gè)非干擾基團(tuán)作為取代基的雜芳基。
“雜環(huán)”是指環(huán)中具有5至7個(gè)原子且1至4個(gè)為雜原子的非芳族環(huán),所述環(huán)與第二個(gè)環(huán)分離或稠合,第二個(gè)環(huán)中所述雜原子獨(dú)立地選自o,n和s。雜環(huán)包括部分飽和和完全飽和的雜環(huán)基。雜環(huán)體系可以通過(guò)基團(tuán)的任意數(shù)量的碳原子或雜原子連接到其他部分,并且可以是飽和的和不飽和的。雜環(huán)的非限制性實(shí)施例包括吡咯烷基,吡咯啉基,吡喃基,哌啶基,哌嗪基,嗎啉基,四氫呋喃基,四氫噻吩基,吡唑啉基,二硫基,氧硫基,二惡烷基,二惡英基,惡嗪基,氮雜卓基,二氮雜卓基,硫氮雜卓基,氧雜卓基和thiapinyl,咪唑啉基,硫代嗎啉基等。
“烷酰基”是指直鏈或支鏈構(gòu)型的具有特定數(shù)目碳原子的烷?;?。作為非限制性實(shí)施例,烷?;梢赃x自乙?;?,丙?;?,丁?;?,異丁?;?,戊酰基和己?;?。
每次指出結(jié)構(gòu)中原子數(shù)的范圍(例如,c1-c20,c1-c12,c1-c10,c1-c9,c1-c6,c1-c4或c2-c20,c2-c12,c2-c10,c2-c9,c2-c8,c2-c6,c2-c4烷基,烯基,炔基等),具體地考慮也可以使用落入所述范圍內(nèi)的任何子范圍或單個(gè)數(shù)目的碳原子。因此,例如,關(guān)于在此引用的任何化學(xué)基團(tuán)(例如烷基,烷酰基等)所用的1-20個(gè)碳原子(例如c1-c20),1-12個(gè)碳原子(例如c1-c12),1-10個(gè)碳原子(例如c1-c10),1-9個(gè)碳原子(例如c1-c9),1-6個(gè)碳原子(如c1-c6),1-4個(gè)碳原子(如c1-c4),1-3個(gè)碳原子(如c1-c3)或2-8個(gè)碳原子(如c2-c8)的詳細(xì)范圍包括并具體描述了1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19和/或20個(gè)碳原子(視情況而定),以及其任何子范圍(例如,1-2個(gè)碳原子,1-3個(gè)碳原子,1-4個(gè)碳原子,1-5個(gè)碳原子,1-6個(gè)碳原子,1-7個(gè)碳原子,1-8個(gè)碳原子,1-9個(gè)碳原子,1-10個(gè)碳原子,1-11個(gè)碳原子,1-12個(gè)碳原子,1-18個(gè)碳原子,2-3個(gè)碳原子,2-4個(gè)碳原子,2-5個(gè)碳原子,2-6個(gè)碳原子,2-7個(gè)碳原子,2-8個(gè)碳原子,2-9碳原子,2-10個(gè)碳原子,2-11個(gè)碳原子,2-12個(gè)碳原子,2-18個(gè)碳原子,3-4個(gè)碳原子,3-5個(gè)碳原子,3-6個(gè)碳原子,3-7個(gè)碳原子,3-8個(gè)碳原子,3-9個(gè)碳原子,3-10個(gè)碳原子,3-11個(gè)碳原子,3-12個(gè)碳原子,4-5個(gè)碳原子,4-6個(gè)碳原子,4-7個(gè)碳原子,4-8個(gè)碳原子,4-9個(gè)碳原子,4-10個(gè)碳原子,4-11個(gè)碳原子,和/或4-12個(gè)碳原子等,視情況而定)。
在所述的任何實(shí)施方式中,術(shù)語(yǔ)“取代的”可以指用一個(gè)基團(tuán)取代,所述基團(tuán)選自:烷基,烯基,烷基烷酸酯,芳基,烷基芳基,雜芳基,雜環(huán)基,炔基,芳?;橥?,環(huán)烷基,環(huán)烷酮,環(huán)烯基,烷酰基,烷酰氧基,烷氧基羰基,氨基甲?;?,羧基,鹵代烷基,n-烷基,n-芳基和n-雜環(huán)基。這些基團(tuán)其各自可以被相同或不同的基團(tuán)取代。
在化學(xué)式ia,ib或ii的具體實(shí)施方式中,所提及的取代可以是以下任一種取代:用氟取代以形成全氟部分;用取代或未取代的苯環(huán)取代;用可在環(huán)內(nèi)含有雙鍵的本身可以是取代或未取代的6元氮雜環(huán)取代。
在第一方面的某些實(shí)施方式中,提供了具有一個(gè)或多個(gè)手性中心或呈現(xiàn)一些同分異構(gòu)形式的化合物。本文公開(kāi)的作為電磁輻射吸收劑的化合物可以含有手性中心,其可以是(r)或(s)構(gòu)型中的一種,或可以包含其混合物。因此,本發(fā)明還包括本文所述的化合物的立體異構(gòu)體,酌情可以單獨(dú)地或以任何比例混合。立體異構(gòu)體可以包括但不限于對(duì)映體,非對(duì)映異構(gòu)體,外消旋混合物及其組合??梢允褂贸R?guī)技術(shù)制備和分離立體異構(gòu)體,通過(guò)使對(duì)映體原料反應(yīng),或通過(guò)分離本發(fā)明化合物和前藥的異構(gòu)體。異構(gòu)體可以包括幾何異構(gòu)體。幾何異構(gòu)體的實(shí)例包括但不限于雙鍵上的順式異構(gòu)體或反式異構(gòu)體。在本發(fā)明的化合物中考慮了其它異構(gòu)體。異構(gòu)體可以提純的形式或與本文所述化合物的其它異構(gòu)體混合使用。
化合物合成與路線
對(duì)于類(lèi)似化合物的合成,申請(qǐng)人之前已在pct公開(kāi)wo2014/082124和wo2015/006803中描述,其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用并入本文。在本文中使用類(lèi)似的方法,在化學(xué)式i和ii的化合物的情況下,根據(jù)需要,如本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的,通過(guò)選擇合適的酰氯,酸酐或類(lèi)似的反應(yīng)物來(lái)得到鹵代的r3位。簡(jiǎn)而言之,申請(qǐng)人已經(jīng)研發(fā)了大量提供第一方面的環(huán)狀烯胺酮的常規(guī)方法,并且在下面的方案1中示出:
方案1:1,3,4-取代環(huán)狀烯胺酮的合成路線。
該方法可以得到較寬范圍的具有不同取代基的環(huán)烯胺酮。改進(jìn)方案和使用中間體以得到各種產(chǎn)品,提供了一種在親脂性和吸光度最大化方面對(duì)最終產(chǎn)品進(jìn)行定制的手段。舉例來(lái)說(shuō),在第二步可以使用很寬范圍的胺,以在開(kāi)環(huán)化合物上得到一系列烷基,烯基,芳基等基團(tuán)。這意味著方案1中的n-連接的異丁基可以簡(jiǎn)便的方式用如叔丁基、芳基、取代的芳基等代替?;瘜W(xué)式v的化合物可以用這種方式合成。實(shí)驗(yàn)部分中提供化學(xué)式v的化合物的所選的實(shí)例的合成。
為了得到鹵代光穩(wěn)定基團(tuán)(化學(xué)式ia,ib或ii的ra,rb和r3位中的至少一個(gè)位置),環(huán)狀烯胺可以與合適的鹵代烷基酰氯,酸酐或適用于與環(huán)的雙鍵碳反應(yīng)的類(lèi)似反應(yīng)物反應(yīng)。這提供了得到大范圍的穩(wěn)定化合物的方法。當(dāng)所需的酰氯市場(chǎng)上無(wú)法買(mǎi)到時(shí),其可以如實(shí)驗(yàn)部分所述由羧酸制備。
令人意外的是,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)例如在烯胺環(huán)的三氟乙?;惺褂梅B然蛩狒玫奖认鄳?yīng)的非氟化酰化更高的合成產(chǎn)率。在一個(gè)實(shí)施例中,當(dāng)三氟乙?;瘯r(shí),一種化合物以61%的產(chǎn)率獲得,而當(dāng)用相應(yīng)的非氟化酰氯進(jìn)行?;瘯r(shí),該化合物產(chǎn)率小于25%。推測(cè)這種效應(yīng)也是先前討論的環(huán)的穩(wěn)定性的結(jié)果。
此外,本發(fā)明的穩(wěn)定的化學(xué)式ia,ib或ii的化合物的優(yōu)點(diǎn)在于,在ra,rb或r3位置中的至少一個(gè)上具有鹵素(例如氟)時(shí)觀察到的物理穩(wěn)定性的增加可能足以使本發(fā)明化合物化學(xué)穩(wěn)定和光化學(xué)穩(wěn)定,本發(fā)明化合物具有伯胺取代基,即從r5環(huán)氮位置延伸,以使它們更有用。迄今為止,3°胺的使用通常有利于增加穩(wěn)定性,雖然對(duì)于該目的來(lái)說(shuō)是有效的,但增加了合成難度和生產(chǎn)成本,并限制了可以引入該位置的基團(tuán)的選擇。使分子足夠穩(wěn)定以允許在r5環(huán)氮位置產(chǎn)生一系列的1°胺,從而允許更多試劑和在該位置進(jìn)行測(cè)試的基團(tuán)的選擇,并降低生產(chǎn)成本。
本發(fā)明的許多化合物在r5位置具有芳基或取代的芳基。僅作為示例,下面的方案2示出獲得這些化合物的一種方法。同樣地,這種路線對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是已知的,并且已被申請(qǐng)人在先前的pct公開(kāi)文本中公開(kāi)。該方法是與方案1中所示相似的合成路線。
方案2:用于得到n-苯基衍生物的合成路線
本發(fā)明人之前示出的三氟乙酸酐(tfaa)對(duì)n-芳基烯胺的三氟乙酰化是有效的。一個(gè)代表性反應(yīng)如下面的方案3所示。
方案3:n-芳基烯胺的三氟乙?;?。
此外,類(lèi)似于且包括七氟丁酰氯(cas#375-16-6)的各種試劑是容易獲得的,其將合成的化學(xué)式i和ii的化合物的分子量增加至500以上,其對(duì)防曬劑而言是重要的,因?yàn)橐颜J(rèn)識(shí)到分子量大于500可降低皮膚滲透和相關(guān)安全問(wèn)題的風(fēng)險(xiǎn)。二酰氯,例如六氟戊二酰氯,也是可市場(chǎng)上買(mǎi)到的,可用于二聚化合物的合成。二官能化全氟酸容易獲得或容易按要求制作,并允許形成包含通過(guò)酸主鏈連接的兩個(gè)環(huán)烯胺結(jié)構(gòu)的化合物。本領(lǐng)域技術(shù)人員將很好地了解這些試劑,本文提供的引導(dǎo)給出各種本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的反應(yīng)物,以利用過(guò)度的實(shí)驗(yàn)合成本文未明確公開(kāi)的其它化合物。
作為第一方面的化合物合成的一個(gè)其他實(shí)施例,下面的方案4示出用于獲得氟化化合物159和160的合成路線:
方案4:化合物159和160的合成
作為第一方面的化合物合成的一個(gè)其他實(shí)施例,下面的方案5示出了用于獲得環(huán)狀烯胺二聚體化合物129的合成路線:
方案5:化合物129的合成
根據(jù)本發(fā)明的第二方面,提供了包含第一方面的化合物或其鹽和合適的載體的組合物。
在一個(gè)實(shí)施方式中,化合物可提供在包括防曬組合物在內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)組合物中改善的溶解度或穩(wěn)定性。例如,化合物152,153,154,155和157易溶于標(biāo)準(zhǔn)的商業(yè)防曬制劑中。這種溶解度可以通過(guò)制成如2∶1∶1的乙醇:癸酸/辛酸甘油三酯:c12-c15烷基苯甲酸酯的相關(guān)化合物的3%溶液來(lái)測(cè)量。
在一個(gè)實(shí)施方式中,組合物是防曬組合物。防曬組合物可用于防護(hù)uv-a,uv-b和可見(jiàn)光中的一種或多種。
防曬組合物可以含有分散劑,乳化劑或增稠劑,以有助于施加均勻的活性化合物層。用于防曬制劑的合適的分散劑包括可用于將有機(jī)uv和可見(jiàn)光吸收劑分散在水相、油相或乳液的一部分中的分散劑(包括如殼聚糖)。
乳化劑可在防曬組合物中應(yīng)用,以分散一種或多種化合物或防曬組合物的其它組分。合適的乳化劑包括常規(guī)的試劑,例如乙氧基化醇(油醇聚醚-2,油醇聚醚-20等),硬脂酸甘油酯,硬脂醇,鯨蠟醇,二甲聚硅氧烷共聚醇磷酸酯,十六烷基-d-葡萄糖苷,十八烷基-d-葡萄糖苷,鯨蠟硬脂醇和聯(lián)十六烷基磷酸酯和鯨蠟醇聚醚-10-磷酸酯(crodafostmces),一種或多種天然衍生物的乙氧基酯,例如氫化蓖麻油的聚乙氧基酯;或硅氧烷乳化劑如硅氧烷多元醇;脂肪酸皂或乙氧基脂肪酸皂;乙氧基脂肪醇;山梨糖醇酯或乙氧基山梨糖醇酯,乙氧基脂肪酸;或乙氧基甘油酯。
可以將潤(rùn)膚劑用于防曬組合物中,包括十六烷基酯,如十六烷基乙基己酸酯,異硬脂醇新戊酸酯,二異丙基癸二酸酯,椰子油和硅氧烷。
可以使用保濕劑,包括二醇,例如丙二醇和丁二醇以及甘油。
流變改性劑,例如各種
增稠劑可用于增加防曬組合物的粘度。合適的增稠劑包括硬脂酸甘油酯,卡波姆,丙烯酸酯/丙烯腈共聚物,黃原膠以及其組合物。防曬組合物中的增稠劑的量可以基于無(wú)水固體為約0.001至約5wt%,優(yōu)選為0.01至約1wt%,最佳為約0.1至約0.5wt%。
用于防曬組合物的少量任選的輔助成分可包括防腐劑,防水劑,香料,消泡劑,植物提取物(蘆薈,金縷梅,黃瓜等)遮光劑,皮膚調(diào)理劑和著色劑,其各自量為有效完成各自職能的量。
防曬劑可以任選地含有增強(qiáng)防水性能的成分,如形成聚合物膜的化合物,如聚二甲基硅氧烷共聚磷酸酯,二異硬脂?;谆楣柩趸杷狨?,殼聚糖,聚二甲基硅氧烷,聚乙烯,聚乙烯吡咯烷酮(pvp),聚乙烯吡咯烷酮/乙酸乙烯酯,pvp/二十碳烯共聚物和己二酸/二甘醇/甘油交聯(lián)聚合物等。防水劑的存在量可以為約0.01至約10wt%。
在防曬劑方面,本領(lǐng)域存在相當(dāng)多的知識(shí),并且標(biāo)準(zhǔn)文本和雜志文章也可以提供指導(dǎo)??赡茏C明有用的一個(gè)文件是thechemistryandmanufactureofcosmetics??梢詤⒖嫉暮线m的文章可能是cosmetics&toiletries,vol.116,no.9,2001年9月和tanner.p.r.,dermatol.clin.2006年1月;24(1):53-62。這些文章和教材通過(guò)引用整體并入本文。
因此,在一個(gè)實(shí)施方式中,第一方面的化合物以包封的化合物存在于組合物中。包封可以通過(guò)任何已知的包封方法,但優(yōu)選通過(guò)溶膠凝膠包封方法。適當(dāng)?shù)?,包封是基于二氧化硅的溶膠凝膠包封。對(duì)于具有非常理想的吸收性能但不太理想的光穩(wěn)定性的化合物,封裝可以將光穩(wěn)定性提高到商業(yè)上可接受的范圍。
防曬組合物可額外包含一種或多種其他的uv保護(hù)物質(zhì),例如,三嗪,1,3-二酮,如阿伏苯宗,草酰苯胺,三唑或含有乙烯基的酰胺或肉桂酰胺。這些保護(hù)物質(zhì)如在gb-a-2,286,774中描述的,或者可見(jiàn)于cosmetics&toiletries(107),50etseq.(1992)。
基于組合物的總重量,組合物可以含有0.1至15,優(yōu)選0.5至10wt%的第一方面的化合物。組合物可以通過(guò)常用的方法物理混合化合物和助劑而制備,如通過(guò)簡(jiǎn)單地將各個(gè)組分?jǐn)嚢柙谝黄?。組合物可以配制成油包水或水包油乳液、醇包油洗液、離子或非離子兩親性脂質(zhì)的水泡分散體、凝膠、固體棒或氣溶膠制劑。為油包水或水包油乳液時(shí),任何相容的助劑優(yōu)選含有5~50%的油相,5~20%的乳化劑和30~90%的水。在這種情況下,油相可以含有適用于化妝品制劑的任何油,例如一種或多種烴油,蠟,天然油,硅油,脂肪酸酯或脂肪醇。優(yōu)選的一元醇或多元醇是乙醇,異丙醇,丙二醇,己二醇,甘油和山梨糖醇。
在一個(gè)實(shí)施方式中,防曬組合物可以包含多于一種的化學(xué)式ia,ib,ii和/或v的化合物或化學(xué)式ia,ib,ii和/或v的一種化合物和已知的紫外吸收防曬劑或保護(hù)劑,例如阿伏苯宗,eht,奧西諾酯和奧克立林。
保護(hù)劑可以是對(duì)本發(fā)明化合物具有保護(hù)作用的添加劑,例如奧克立林和類(lèi)似化合物。雖然本身顯示中等紫外線吸收,但由于奧克立林對(duì)其他紫外線吸收活性物質(zhì)的穩(wěn)定和保護(hù)作用,奧克立林主要用于防曬劑。目前的理解表明,類(lèi)似穩(wěn)定劑的能量水平需要與uv/光吸收活性物質(zhì)相匹配以允許有效的穩(wěn)定,因此不能假設(shè)如奧克立林的保護(hù)劑可與任何特定類(lèi)型的吸收化合物一起使用。由于缺乏對(duì)保護(hù)關(guān)系的理解,因此缺乏可靠的預(yù)測(cè),有必要將化合物與保護(hù)添加劑一起測(cè)試,看是否獲得成效。有利的是,通過(guò)這種測(cè)試已經(jīng)發(fā)現(xiàn),化學(xué)式ia,ib,ii和/或v的本發(fā)明化合物與奧克立林恰當(dāng)?shù)亍捌ヅ洹?,因此得到額外的保護(hù)成效??赡艽嬖谟诮M合物中的其它保護(hù)劑包括mbc,mbbt,bemt,dhhb,2,6-萘甲酸二乙基己酯(dehn,
在一個(gè)替代實(shí)施方式中,組合物是涂層組合物,塑料組合物或涂料組合物。uv防護(hù)漆或常規(guī)的涂層組合物可以用于外部應(yīng)用中,如用于汽車(chē)涂料、磚石建筑和木材涂料以及用于船只和其它海洋應(yīng)用的uv保護(hù)性組合物。
涂料組合物可以包含稀釋劑或溶劑,例如水,石油餾分,酯,二醇醚,粘合劑或成膜組分,包括合成或天然樹(shù)脂如醇酸樹(shù)脂,丙烯酸樹(shù)脂,乙烯基丙烯酸酯,乙酸乙烯酯/乙烯(vae),聚氨酯,聚酯,三聚氰胺樹(shù)脂,環(huán)氧樹(shù)脂或油,并且可以包含顏料或染料以提供著色,和/或其它任選的添加劑,例如催化劑,增稠劑,穩(wěn)定劑,乳化劑,調(diào)質(zhì)劑,粘合促進(jìn)劑,uv穩(wěn)定劑,壓平劑(去光澤劑),殺真菌劑,流動(dòng)控制劑,表面活性劑和流變改性劑。
在另一替代實(shí)施方式中,組合物可以是玻璃或塑料膜形成組合物。所述組合物可用于形成uv和/或可見(jiàn)光防護(hù)玻璃或塑料膜,用于防止對(duì)封閉材料的uv和/或可見(jiàn)光損傷。它們可用于形成或涂覆:用于類(lèi)似應(yīng)用的汽車(chē)玻璃,建筑玻璃和塑料,如pvc。在一個(gè)實(shí)施方式中,組合物可以產(chǎn)生uv和/或可見(jiàn)光防護(hù)眼鏡片,包括矯正隱形眼鏡和眼鏡。這樣的組合物是本領(lǐng)域已知的,但是在這點(diǎn)上不包括本發(fā)明的化合物。
在其他的實(shí)施方式中,包含至少一種化學(xué)式ia,ib,ii和/或v的化合物或其鹽的組合物可以是工業(yè)制劑。這樣的制劑可以形成餐具洗滌液、凝膠或片劑、食品包裝、標(biāo)牌用涂料等的組分。
這樣的制劑可以包括本領(lǐng)域已知的一系列乳化劑,硅酸鹽,漂白劑,活化劑,催化劑,金屬護(hù)理劑,堿性劑,聚合物分散劑,抗再分散劑,磺化或羧化聚合物,酶,離子表面活性劑和非離子表面活性劑。
洗滌劑活性組分可以選自漂白劑,漂白活化劑,漂白催化劑,表面活性劑,堿源,酶,聚合物分散劑,防腐劑(例如硅酸鈉)和護(hù)理劑。高度優(yōu)選的洗滌劑組分包括助洗劑化合物,堿源,抗再沉積劑,磺化聚合物,酶和其他的漂白劑。
漂白劑優(yōu)選選自包括過(guò)硼酸鹽和過(guò)碳酸鹽的無(wú)機(jī)過(guò)氧化物,包括預(yù)先形成的單過(guò)氧羧酸的有機(jī)過(guò)氧酸,如鄰苯二甲酰氨基過(guò)氧己酸和二?;^(guò)氧化物。
適用于這種工業(yè)洗滌劑組合物的助洗劑包括形成水溶性硬性離子絡(luò)合物(螯合助洗劑)的助洗劑,例如檸檬酸鹽和多磷酸鹽,例如,三聚磷酸鈉和三聚磷酸鈉六水合物,三聚磷酸鉀和混合的三聚磷酸的鈉鹽和鉀鹽,以及形成如碳酸鹽(如碳酸鈉)的堅(jiān)硬沉淀物的助洗劑(沉淀助洗劑)。
其它合適的助洗劑包括基于氨基酸的化合物或基于琥珀酸酯的化合物。合適的基于氨基酸的化合物的實(shí)施例包括mgda(甲基-甘氨酸-二乙酸)及其鹽及其衍生物,以及glda(谷氨酸-n,n-二乙酸)及其鹽及其衍生物。根據(jù)本發(fā)明,glda(其鹽和其衍生物)是特別優(yōu)選的,其四鈉鹽是特別優(yōu)選的。特別合適的助洗劑包括:如天冬氨酸-n-單乙酸(asma),天冬氨酸-n,n-二乙酸(asda),天冬氨酸-n-單丙酸(asmp),亞氨基二琥珀酸(ida),n-(2-磺甲基)天冬氨酸(smas),n-(2-磺乙基)天冬氨酸(seas),n-(2-磺甲基)谷氨酸(smgl),n-(2-磺乙基)谷氨酸(segl),n-甲基亞氨基二乙酸(mida),α-丙氨酸-n,n-二乙酸(α-alda),絲氨酸-n,n-二乙酸(seda),異絲氨酸-n,n-二乙酸(isda),苯丙氨酸-n,n-二乙酸(phda),鄰氨基苯甲酸-n,n-二乙酸(anda),磺胺酸-n,n-二乙酸(slda),?;撬?n,n-二乙酸(tuda)和磺甲基-n,n-二乙酸(smda)及其堿金屬鹽或銨鹽。
本文的洗滌劑和清潔組合物可以包含傳統(tǒng)的洗滌組分,并且還可以包含具有清潔功能的有機(jī)溶劑和具有載體或稀釋劑功能或一些其它特殊功能的有機(jī)溶劑。組合物通常將被構(gòu)建并包含一種或多種洗滌劑活性組分,所述洗滌劑活性組分可以選自漂白劑,表面活性劑,堿源,酶,增稠劑(在液體,膏,乳膏或凝膠組合物的情況下),抗腐蝕劑(例如硅酸鈉)和破碎和粘合劑(在粉末,顆粒或片劑的情況下)。
在另一個(gè)實(shí)施方式中,組合物可以是哺乳動(dòng)物如人或?qū)櫸锏拿l(fā)的治療劑。頭發(fā)護(hù)理組合物可以是著色劑或其它化妝品組合物,或者可以是專(zhuān)門(mén)為頭發(fā)施用設(shè)計(jì)的uv保護(hù)組合物。組合物可以直接保護(hù)頭發(fā)免受紫外線損傷,或者其中所含的第一方面的化合物還可以對(duì)染料或毛發(fā)處理組合物的其它組分提供uv保護(hù)??梢园ㄔ诮M合物中的染料和其它組分包括陰離子和/或陽(yáng)離子表面活性劑,香料,驅(qū)蟲(chóng)劑,維生素,防曬劑和冷卻劑,這是本領(lǐng)域已知的,并且容易想到組合物將包含一種或多種第一方面的化合物以及一種或多種這樣的組分和合適的載體。
本發(fā)明的第三方面在于第一方面化合物或其鹽作為電磁輻射吸收化合物的用途。
本發(fā)明的第四方面在于一種保護(hù)表面或組織免受電磁輻射的方法,包括將第一方面的化合物施用于表面或組織的步驟。
優(yōu)選地,第三方面的用途或第四方面的方法具有作為防曬組合物的組分的化合物。化學(xué)式ia,ib,ii和/或v的化合物可以存在于防曬組合物中,其具有一系列包括水、各種乳化劑、穩(wěn)定劑和表面活性劑的標(biāo)準(zhǔn)制劑試劑。
可選地,第三方面的用途或第四方面的方法具有作為涂層組合物的組分的化合物?;瘜W(xué)式ia,ib,ii和/或v的化合物可以存在于涂料組合物中,其具有一系列包括上述一種或多種試劑的標(biāo)準(zhǔn)制劑試劑。涂層組合物可以是油漆,染色,uv和/或可見(jiàn)光保護(hù)劑,著色,海洋保護(hù)或聚合物基質(zhì)制劑,其中化學(xué)式ia,ib,ii和/或v的化合物提供uv和/或可見(jiàn)光保護(hù)或?qū)τ谥苿┑念~外的uv和/或可見(jiàn)光保護(hù)性。
例如,涂層組合物可以是用于建筑物外部、船舶或暴露的木材結(jié)構(gòu)的涂料制劑。涂層組合物還可以是長(zhǎng)時(shí)間暴露于太陽(yáng)光線并且顯示希望不褪色的信息的標(biāo)牌等的基質(zhì)涂層。
此外,第三方面的用途或第四方面的方法可以使用化學(xué)式ia,ib,ii和/或v的化合物作為uv和/或可見(jiàn)光保護(hù)性玻璃和/或uv和/或可見(jiàn)光保護(hù)性聚合物膜的組分。玻璃可用工業(yè)上標(biāo)準(zhǔn)的方式制備。聚合物膜可以選自一系列標(biāo)準(zhǔn)膜材料,例如聚烯烴基膜。本發(fā)明的化合物可以在成膜期間通過(guò)交聯(lián)而引入,或者可以與成膜化合物相關(guān)聯(lián),例如松散地保持在聚合物基質(zhì)內(nèi)。
在一個(gè)實(shí)施方式中,第三方面的用途或第四方面的方法可以使用化學(xué)式ia,ib,ii和/或v的化合物作為包裝和/或光漂白和/或曝光指示材料的組分。本發(fā)明的化合物可以通過(guò)暴露于uv和/或可見(jiàn)光而改變其顏色。它們可以從無(wú)色變化到呈現(xiàn)顏色,反之亦然。一個(gè)非限制性實(shí)施例是本文公開(kāi)的化合物94,其在暴露于照射時(shí)從亮黃色變?yōu)闊o(wú)色?,F(xiàn)有技術(shù)的化合物通常在uv暴露下變得顏色更深,而不是更淺,因此該光漂白現(xiàn)象可以用于指示/檢測(cè)目的。
在一個(gè)實(shí)施方式中,第三方面的用途或第四方面的方法可以在眼鏡片中或眼鏡片上使用化合物。將uv和/或可見(jiàn)光吸收化合物澆鑄在鏡片制劑中,其中在鑄造之前將吸收劑加入到散裝鏡片單體中?;蛘?,可以將uv和/或可見(jiàn)光吸收化合物作為涂層的一部分或通過(guò)吸收而包括。鏡片可以是玻璃或塑料鏡片。
塑料鏡片可以通過(guò)將它們浸入包含uv和/或可見(jiàn)光吸收化合物的熱的可溶性染料中來(lái)著色。該染料滲透到鏡片表面均勻的距離,提供均勻顏色的色調(diào)和透射率,并結(jié)合uv和/或可見(jiàn)光吸收化合物。玻璃鏡片可通過(guò)向熔融玻璃中添加化學(xué)化合物而著色。如果uv和/或可見(jiàn)光吸收化合物在這些條件下穩(wěn)定的話,在這個(gè)過(guò)程中可以添加uv和/或可見(jiàn)光吸收化合物。
玻璃鏡片通過(guò)在一個(gè)或兩個(gè)鏡片表面上應(yīng)用涂層來(lái)著色。這些涂層由使用真空沉積工藝施加的有色玻璃化合物或金屬氧化物的薄層組成。本發(fā)明的uv和/或可見(jiàn)光吸收化合物可以在標(biāo)準(zhǔn)工藝中摻入。
在其中uv和/或可見(jiàn)光吸收化合物在形成鏡片期間包含在鏡片中的實(shí)施方式中,其可以與鏡片形成單體共聚。許多鏡片形成單體是本領(lǐng)域已知的,并且其中包括丙烯酸和含硅氧烷的單體。優(yōu)選的鏡片形成單體的非限制性實(shí)施例是甲基丙烯酸2-苯基乙酯,甲基丙烯酸4-苯基丁酯,甲基丙烯酸5-苯基戊酯,甲基丙烯酸2-芐氧基乙酯,和甲基丙烯酸3-芐氧基丙酯,及其相應(yīng)的丙烯酸酯。
本發(fā)明化合物也可以用于形成塑料材料,由此它們存在于塑料基質(zhì)中,或者被捕獲在塑料基質(zhì)中或與塑料主鏈化學(xué)鍵合,賦予uv和/或可見(jiàn)光保護(hù)性能。
因此,應(yīng)當(dāng)理解的是,本發(fā)明化合物可以是用于人和材料光保護(hù)應(yīng)用的電磁輻射吸收分子,包括作為涂層組合物,玻璃組合物,塑料組合物,成膜組合物,涂料組合物的組分;鏡片和眼鏡的組分或涂層;汽車(chē),木材,磚石,金屬,塑料和玻璃的表面涂層;和用于海洋應(yīng)用的組合物的組分。
本發(fā)明的第五方面在于一種提高化合物對(duì)電磁輻射的穩(wěn)定性的方法,包括向化合物提供包含鹵素或含鹵素的取代基的光穩(wěn)定性標(biāo)記的步驟。
鹵素或含鹵素的取代基可以是如先前對(duì)式ia,ib或ii的r3所限定的任何取代基。
被穩(wěn)定的化合物可以是已知在電磁光譜的可見(jiàn)光和uv區(qū)域中吸收的任何化合物。
第五方面的一個(gè)實(shí)施方式在于一種提高化合物或其鹽的穩(wěn)定性的方法,所述化合物選自由c2至c20烯基,c2至c20炔基,芳基,雜芳基,芳?;琧2至c12烯酮,c5至c7環(huán)烯基,c4至c7環(huán)烯酮,n-芳基,n-雜環(huán)基和雜環(huán)構(gòu)成的組,其中所有基團(tuán)均可被取代或未取代,包括為化合物提供下列基團(tuán)的步驟:
其中,虛線表示與化合物的鍵;
w選自o,s,n和c;和
當(dāng)ra,rb和r3存在時(shí),則其分別選自由氫,鹵素,c1至c20烷基,c2至c20烯基,c2至c20炔基,芳基,雜芳基,芳?;?,c2至c12烷酮,c5至c7環(huán)烷基,c4至c7環(huán)烷酮,c5至c7環(huán)烯基,c2至c12烷?;琧2至c12烷酰氧基,c2至c12烷氧基羰基,c2至c12氨基甲酰基,c2至c12羧基,鹵代烷基,n-烷基,n-芳基,n-雜環(huán)基和雜環(huán)構(gòu)成的組,所有這些基團(tuán)可以是取代或未取代的,或者rb和r3可以一起形成苯環(huán)或雜芳環(huán),其各自任選被至少一個(gè)鹵素或含鹵素基團(tuán)取代。
在一個(gè)實(shí)施方式中,ra,rb和r3中的至少一個(gè)是鹵素。
在一個(gè)實(shí)施方式中,化合物是對(duì)應(yīng)于化學(xué)式ib的a的化合物。
本發(fā)明第五方面的一個(gè)實(shí)施方式在于一種改進(jìn)化合物或其鹽的穩(wěn)定性的方法,其包括將化合物從化學(xué)式iiia轉(zhuǎn)化為化學(xué)式ii之一的步驟:
其中虛線可以是鍵,并且x,w,r1,r2,r3,r4,r5,r6,r18和r19都如之前對(duì)化學(xué)式ii所限定的。
轉(zhuǎn)化將確保連接至w的碳的非環(huán)α碳上的至少優(yōu)選兩個(gè)鍵是鹵素,優(yōu)選氟。
轉(zhuǎn)化可能不是化學(xué)式iii的化合物的直接轉(zhuǎn)化,而是合成化學(xué)式ii化合物的一個(gè)步驟,由此有效地避免化學(xué)式iii化合物的形成。
在第五方面的任何實(shí)施方式中,x,w,ra,rb,r1,r2,r3,r4,r5,r6,r18和r19全部如先前對(duì)第一方面的任何實(shí)施方式所限定的。
現(xiàn)在將描述本發(fā)明,但本發(fā)明不限于以下實(shí)施例。
實(shí)驗(yàn)
實(shí)施例1-氟化酰氯制備的常規(guī)工藝
氟化(或其它鹵代)酰氯可以使用兩種可選方法中的一種來(lái)制備。
方法1
將氟化羧酸(250mg,2.5mmol)在dcm(5ml)中的溶液用dmf(1滴)處理,隨后加入草酰氯(209μl,2.4mmol)在dcm(2.5ml)中的溶液。然后將溶液在室溫下攪拌1小時(shí),直接使用,無(wú)需進(jìn)一步純化。
方法2
將氟化羧酸(502mg,2.53mmol)在亞硫酰氯(10ml)中的溶液用dmf(1滴)處理并加熱回流18小時(shí)。然后將反應(yīng)混合物真空蒸發(fā),將粗物質(zhì)溶于dcm中,真空蒸發(fā);再次重復(fù)一次,得到粗制化合物,其可以不經(jīng)進(jìn)一步純化而使用。
常規(guī)合成方法和化合物的表征
下表1提供了第一方面、化學(xué)式i/ii和v的多種具體化合物的常規(guī)合成指導(dǎo)。常規(guī)合成指導(dǎo)是指之前討論的合成方法和其它官能團(tuán)轉(zhuǎn)化反應(yīng),其為合成有機(jī)化學(xué)領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的。
表1:化合物數(shù)據(jù)和化合物合成方法。
所選的非氟化合物的合成方法和數(shù)據(jù)
以下表示第一方面的某些化合物的合成方法?;衔锴懊娴臉?biāo)題表示電磁譜的特定區(qū)域,其中化合物已被證明是特別有效的吸收劑。
uv-a:
明確考慮的上述化合物的類(lèi)似物是具有較長(zhǎng)鏈(例如7-12個(gè)碳原子)烷基和支鏈烷?;蛷聂驶佳由斓耐檠趸?例如c2至c12)的化合物。
合成:
1,1′-(1,4-亞苯基)雙(4,4-二甲基哌啶-2,6-二酮)的制備,
將3,3-二甲基戊二酸酐(5.0g,35.30mmol)在chcl3(30ml)中的溶液用苯-1,4-二胺(1.9g,17.57mmol)處理,將該混合物超聲處理15分鐘然后加熱回流1.5小時(shí),之后得到濃的懸浮液。將其冷卻至室溫,并用另一部分chcl3(15ml)稀釋。然后將混合物用亞硫酰氯(3.85ml,52.70mmol)處理并攪拌15分鐘,然后在微波照射下加熱至100℃加熱10分鐘。然后將混合物真空蒸發(fā),殘余物用乙醚(75ml)洗滌,得到為白色固體的標(biāo)題化合物(5.85g,93%)。
1,1′-(1,4-亞苯基)雙(4,4-二甲基-3,4-二氫吡啶-2(1h)-酮)的制備,
1,1′-(1,4-亞苯基)雙(4,4-二甲基-3,4-二氫吡啶-2(1h)-酮)(2.5g,7.01mmol)的thf(150ml)懸浮液冰浴冷卻,并用氫化鋁鋰(1m二乙醚溶液,9.12ml,9.12mmol)逐滴處理,將混合物攪拌30分鐘。然后通過(guò)加入2m鹽酸溶液淬滅反應(yīng),直到停止冒泡,然后加入4m鹽酸溶液直到形成ph<2的澄清水相。然后將兩相混合物攪拌15分鐘,用二乙醚(100ml)和水(50ml)稀釋?zhuān)袡C(jī)相分離并與etoac(2×75ml)和dcm(2×75ml)萃取液混合。然后將有機(jī)萃取液用硫酸鎂干燥并真空蒸發(fā),得到棕色膠狀粗物質(zhì),其在60℃下真空干燥18小時(shí)。然后將殘余物與etoac(50ml)一起攪拌30分鐘,棄去沉淀物,真空蒸發(fā)液體,得到為奶油固體的標(biāo)題化合物(1.19g,52%)。δh(400mhz)7.31(s,4h),6.17(d,j7.7,2h),5.17(d,j7.7,4h),2.56(s,4h),1.17(s,12h)。
1,4-雙(4,4-二甲基-3,4-二氫吡啶-1(2h)-基)苯的制備,
將1,1′-(1,4-亞苯基)雙(4,4-二甲基-3,4-二氫吡啶-2(1h)-酮)(1.1g,3.39mmol)的二乙醚(60ml)懸浮液用氫化鋁鋰(1m乙醚溶液,6.78ml,6.78mmol)逐滴處理。然后將所得乳狀懸浮液回流2小時(shí),停止加熱,將混合物在油浴中冷卻10分鐘,然后加入十水硫酸鈉(0.48g,14.92mmol)淬滅。添加完成后,將混合物攪拌20分鐘,用無(wú)水硫酸鈉(0.6g)處理,再攪拌10分鐘,過(guò)濾到預(yù)先加載bht(10mg)的接收燒瓶中。然后用乙醚洗滌濾板,并將合并的有機(jī)物蒸發(fā)至奶油固體(0.76g,76%)。δh(400mhz)6.85(s,4h),6.38(d,j8.1,2h),4.47(d,j8.1,2h),3.45(t,j5.8,4h),1.72(t,j5.8,4h),1.08(s,12h)。
1,1′-(1,4-亞苯基雙(4,4-二甲基-1,4,5,6-四氫吡啶-1,3-二基))雙(庚-1-酮)的制備,
將1,4-雙(4,4-二甲基-3,4-二氫吡啶-1(2h)-基)苯(200mg,0.68mmol)和三乙胺(282μl,2.02mmo1)的dcm(20ml)溶液冰浴冷卻,并用庚酰氯(261μl,1.69mmol)逐滴處理。然后將混合物在攪拌下升溫至室溫過(guò)夜,并用另一部分的三乙胺(94μl)和庚酰氯(104μl)處理,再攪拌15分鐘。1小時(shí)后再加入如上的另一部分試劑,再過(guò)1小時(shí)后重復(fù)該過(guò)程。然后將混合物攪拌1小時(shí),用水(30ml)和dcm(20ml)稀釋?zhuān)蛛x有機(jī)相,用水(30ml)洗滌,并用硫酸鎂干燥。真空蒸發(fā)得到為棕色油狀物的粗制物,將其通過(guò)硅膠柱色譜純化,用0-10%乙酸乙酯:石油醚洗脫。蒸發(fā)洗脫液,得到為淺黃色固體的標(biāo)題化合物(99mg,27%)。m.pt.130-131℃.δh(400mhz)7.57(s,2h),7.07(s,4h),3.56(t,j5.8,4h),2.50(t,j7.7,4h),1.75(t,j5.8,4h),1.61(t,j7.8,4h),1.35-1.25(m,24h),0.86(t,j8.0,6h).δc(100mhz)197.7,141.7,121.4,118.9,43.7,39.6,37.6,31.9,30.7,29.4,28.1,26.2,22.7,14.2.hrms(es):計(jì)算值,c34h52n2o2f6[m+],488.1893。實(shí)測(cè)值,488.1902[m+]。uvλmax359nm,ε70222m-1cm-1。
寬光譜
從連接苯環(huán)的中心氮延伸的鏈的長(zhǎng)度和性質(zhì)的變化可以是直鏈或支鏈c7至c12烷基,酰基和烷氧基。也明確考慮了與環(huán)氮相連的基團(tuán)的變化,如對(duì)于之前類(lèi)似的環(huán)位置所陳述的。
(((2-乙基己基)氮烷二基)雙(4,1-亞苯基))雙((1-(叔丁基)-4,4-二甲基-1,4,5,6-四氫吡啶-3-基)甲酮)的制備
用氮?dú)鈨艋?4-溴苯基)(1-叔丁基-4,4-二甲基-1,4,5,6-四氫吡啶-3-基)甲酮(208mg,0.59mmol),高哌嗪(27mg,0.27mmol)和碳酸銫(263mg,0.81mmol)混合物的thf(5ml)溶液,并用davephos(21mg,0.054mmol)和雙(二亞芐基丙酮)鈀(0)(16mg,0.027mmol)處理。添加完成后,再次用氮?dú)鈨艋旌衔?,容器密封并加熱?0℃,持續(xù)72小時(shí)。然后將混合物冷卻至室溫,通過(guò)硅藻土過(guò)濾,濾餅用dcm洗滌。真空蒸發(fā)濾液,得到為橙色膠狀物的粗品,經(jīng)硅膠柱色譜純化,用0-30%乙酸乙酯:石油醚洗脫。蒸發(fā)洗脫液得到為淺黃色泡沫的標(biāo)題化合物(117mg,65%)。δh(cdcl3,400mhz)7.38(d,j8.7,4h),7.24(s,2h),6.92(d,j8.8,4h),3.64(d,j7.3,2h),3.20(t,j5.8,4h),1.70-1.63(m,5h),1.33(s,12h),1.24-1.18(m,24h),0.86-0.78(m,6h).δc(cdcl3,100mhz)193.1,149.5,147.9,135.4,130.4,120.2,115.7,57.0,56.3,39.8,38.8.,37.8,30.9,30.5160,28.9,28.2,28.0,24.2,23.2,14.2,10.9。hrms(es):計(jì)算值c44h65n3o2[m+],667.5071。實(shí)測(cè)值,667.5075[m+]。uvλmax316nm,ε41598m-1cm-1.
uva/可見(jiàn)光
可以考慮在中心苯環(huán)上的變化,包括c1至c6烷基,?;屯檠趸?,以及連接到環(huán)氮(如之前所述的r5基團(tuán)))以改善溶解度的基團(tuán)。優(yōu)選的取代基可以缺少α氫以維持增加的穩(wěn)定性并且可以包括取代的芳基和取代的烷基。與上述化合物公開(kāi)的一個(gè)明確考慮的特別的取代基是如下所示的叔辛基:
合成:
(2e,2′e)-3,3′-(1,4-亞苯基)二(1-(1-叔丁基-4,4-二甲基-1,4,5,6-四氫吡啶-3-基)丙-2-烯-1-酮)的制備
將1-(1-叔丁基-4,4-二甲基-1,4,5,6-四氫吡啶-3-基)丙-2-烯-1-酮(100mg,0.45mmol)和1,4-二溴苯(51mg,0.22mmol)的混合物的乙腈(3ml)溶液用三乙胺(150μl,1.08mmol)及預(yù)先超聲處理1分鐘的乙酸鈀(ii)(10mg,0.043mmol)和三(鄰甲苯基)膦(26mg,0.086mmol)的混合物的乙腈(1ml)溶液處理。然后將混合物在惰性氣氛下加熱回流4小時(shí)。將反應(yīng)混合物真空蒸發(fā),得到粗產(chǎn)物,其通過(guò)硅膠柱色譜純化,用40%乙酸乙酯:dcm洗脫,然后進(jìn)行徑向色譜,用0-40%乙酸乙酯:dcm洗脫。蒸發(fā)洗脫液,得到為黃色固體的標(biāo)題化合物(96mg,86%)。m.pt.265℃(分解).δh(cdcl3,400mhz)7.74(s,2h),7.49(s,4h),7.46(d,j15.5,2h),7.13(d,j15.5,2h),3.24(m,4h),1.64(m,4h),1.36(s,18h),1.34(s,12h).δc(cdcl3,100mhz)185.6,144.5,137.7,137.1,128.0,124.7,118.0,57.5,40.1,39.0,30.8,28.4,28.0.hrms(apci):計(jì)算值c34h48n2o2[m+],516.3710.實(shí)測(cè)值516.3712[m+].uvλmax386nm,ε36404m-1cm-1。
光穩(wěn)定性方案
化學(xué)式i或ii的化合物表現(xiàn)出在暴露于電磁輻射時(shí)改進(jìn)的穩(wěn)定性。以下方法用于展示這點(diǎn)。
在由50%etoh和25%癸酸/辛酸甘油三酸酯和25%c12-c15烷基苯甲酸酯組成的混合溶劑中制備1ml測(cè)試化合物的3%溶液(30mg測(cè)試化合物在1ml溶劑中)。將50μl該溶液(含有1.5mg測(cè)試化合物)小心地加入到玻璃顯微鏡載玻片的中心,并將揮發(fā)性成分在黑暗中蒸發(fā)至少3小時(shí),得到液膜。然后將制備好的薄膜暴露于通過(guò)pyrex過(guò)濾的eimac150w氙弧燈(15amp供電電流,樣品距離燈泡19cm)1小時(shí),在進(jìn)行樣品曝光之前將燈加熱15分鐘。照射在通風(fēng)櫥中進(jìn)行,其中氣流足以保持樣品t<30℃。曝光1小時(shí)代表計(jì)算的約100med的輻射量(使用儀表)。
為了計(jì)算測(cè)試化合物的光穩(wěn)定性,將暴光的載玻片置于燒杯中,并用2×5mletoh,1×5mlmeoh漂洗。然后將合并的洗滌液加入到100ml容量瓶中,并加入甲醇至總體積100ml。然后在10mm比色皿中測(cè)量uv吸光度。百分比穩(wěn)定性測(cè)量為輻射樣品的λmax吸光度與未照射樣品的λmax吸光度的比值。在進(jìn)一步測(cè)量中,計(jì)算在290-400nm范圍的吸光度總值的比值。
薄膜是用于測(cè)試預(yù)備物在防曬制劑中的穩(wěn)定性的良好替代品,因?yàn)樗鼈兪褂没瘖y品潤(rùn)膚劑作為溶劑并且以化妝品相對(duì)濃度形成。
測(cè)試一系列電磁能吸收化合物,某些具有氟化光穩(wěn)定性標(biāo)記,如同化學(xué)式i和ii的化合物,某些不具有吸電子部分以提供穩(wěn)定效果的適當(dāng)比較。結(jié)果如表3所示。
從表3可以看出,叔丁基化合物319,2比1明顯更具有光穩(wěn)定性,剩余超過(guò)40%。這符合這些化合物的自動(dòng)氧化的穩(wěn)定性的觀察結(jié)果,其已經(jīng)證實(shí)3°烷基化合物與1°烷基化合物(如1的異丁基)相比顯示出增強(qiáng)的穩(wěn)定性。然而,氟化叔丁基化合物98明顯表現(xiàn)出更強(qiáng)的光穩(wěn)定性,曝露于燈1小時(shí)后剩余88%。這里穩(wěn)定性看起來(lái)是由于三氟乙酰基的存在。其具有非常強(qiáng)吸引電子效應(yīng),并且假定觀察到的額外的穩(wěn)定性至少部分地歸因于從環(huán)氮中拉出電子密度并降低基態(tài)反應(yīng)性的基團(tuán)。同樣明顯的是三氟乙?;诨衔锏募ぐl(fā)態(tài)(三重態(tài))的穩(wěn)定化或者增加激發(fā)態(tài)弛豫回到基態(tài)的速率的作用。因此,除了或代替如上所討論的吸環(huán)電子密度效應(yīng)之外,cf3基團(tuán)可以穩(wěn)定激發(fā)態(tài)的三重態(tài)雙自由基的一個(gè)自由基端。應(yīng)當(dāng)理解的是,本發(fā)明的范圍不受發(fā)生或?qū)崿F(xiàn)光穩(wěn)定化的機(jī)理限制。三氟乙?;衔?06進(jìn)一步觀察到這種穩(wěn)定化,其分解小于5%。
與母體化合物1相比,在化合物23中使用n-苯基取代基沒(méi)有給出光穩(wěn)定性的任何顯著增加,并且根據(jù)表3中的其余結(jié)果,這強(qiáng)烈地表明化學(xué)式ii的ra和rb位置的氟化以及r3基團(tuán)中的氟化對(duì)烯胺環(huán)具有強(qiáng)的光穩(wěn)定化作用,從而提供了當(dāng)暴露于電磁輻射時(shí)顯示該結(jié)構(gòu)的化合物的改進(jìn)的使用期限。光穩(wěn)定性結(jié)果如表3所示,并且所選化合物的結(jié)果也在附圖中以圖示的形式表示。
圖1和圖2示出化合物116的吸光度(圖1)和透射(圖2)的有用水平和范圍,從兩個(gè)圖上提供的結(jié)構(gòu)可以看出,其具有三個(gè)直接鍵合到連接環(huán)的羰基碳上的氟原子。化合物116和化合物158的數(shù)據(jù)列于下表2中。
表2:化合物116和化合物158的數(shù)據(jù)。
圖3至圖5分別是在用氙弧燈照射1小時(shí)后化合物54,98和106的吸光度損失的圖示?;衔?4作為非氟化對(duì)照化合物,并且顯示出合理的穩(wěn)定性水平。然而,就照射后觀察到的最小損失而言,氟化化合物98和106所表現(xiàn)的優(yōu)勢(shì)可以從圖中清楚地看出。這加強(qiáng)了化學(xué)式i和ii的化合物在使用壽命和改進(jìn)的保護(hù)能力方面提供的優(yōu)勢(shì)。在圖3中,兩條較低的線是兩個(gè)相同實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。
表3.光穩(wěn)定性結(jié)果總結(jié)。數(shù)值表示剩余的原始吸光度的百分比。
下表4中給出了化合物159和160的其他數(shù)據(jù)。
表4.化合物159和160的光穩(wěn)定性結(jié)果總結(jié)。
從以下代表性實(shí)例可以看出,通過(guò)氟化將烷基轉(zhuǎn)化為三氟而提供的光穩(wěn)定性的增加。
從結(jié)果可以得出許多結(jié)論。與1°烷基相比,使用3°烷基氮取代基似乎在這些條件下為化合物的光穩(wěn)定性提供大約25%的增加。與1°烷基相比,使用芳基氮取代基導(dǎo)致穩(wěn)定性(<10%)的少量改進(jìn)。壓倒性地觀察到,引入三氟乙?;玫阶畲蟮姆€(wěn)定性增加(≥50%)。這可能由如上所述的各種機(jī)制中的一種或多種引起。作用的程度是令人意外的,并且羰基的α質(zhì)子的不存在也可能有貢獻(xiàn)。
有趣的是,苯甲?;矠榉肿犹峁┝艘恍┨砑拥墓夥€(wěn)定性(類(lèi)似于cotbu基團(tuán)),但是程度不同。假設(shè)這里的作用主要是由于缺乏羰基的α質(zhì)子。此外,使用化合物1的鹽(表中的化合物44)給出了一定程度的穩(wěn)定性,與游離堿相比,剩余化合物的量為兩倍以上(56%對(duì)21%)。這可能提供第一方面的鉛化合物的更加光穩(wěn)定的版本。因此,除了本文所述的鹵素標(biāo)記的作用,這樣的鹽形式可用于增強(qiáng)光穩(wěn)定性以及穩(wěn)定化學(xué)式v化合物的基態(tài)。
可以使用文獻(xiàn)中詳述的標(biāo)準(zhǔn)方法,通過(guò)使第一方面化合物與有機(jī)或無(wú)機(jī)酸反應(yīng)制備如上所述的鹽形式。
根據(jù)本發(fā)明有用的化合物的可接受鹽形式的實(shí)例包括酸加成鹽。根據(jù)本發(fā)明的合適的酸加成鹽包括有機(jī)酸和無(wú)機(jī)酸,可以包括由鹽酸,氫溴酸,硫酸,磷酸,檸檬酸,酒石酸,乳酸,丙酮酸,乙酸,琥珀酸,富馬酸,馬來(lái)酸,草酰乙酸,甲磺酸,乙磺酸,對(duì)甲苯磺酸,苯磺酸和羥乙磺酸形成的鹽。其它有用的酸加成鹽包括丙酸,乙醇酸,草酸,蘋(píng)果酸,丙二酸,苯甲酸,肉桂酸,扁桃酸,水楊酸等。鹽形式的具體實(shí)例包括但不限于硫酸鹽,焦硫酸鹽,硫酸氫鹽,亞硫酸鹽,亞硫酸氫鹽,磷酸鹽,磷酸一氫鹽,磷酸二氫鹽,偏磷酸鹽,焦磷酸鹽,氯化物,溴化物,碘化物,乙酸鹽,丙酸鹽,癸酸鹽,辛酸鹽,丙烯酸鹽,甲酸鹽,異丁酸鹽,己酸鹽,庚酸鹽,丙酸鹽,草酸鹽,丙二酸鹽,琥珀酸鹽,辛二酸鹽,癸二酸鹽,富馬酸鹽,馬來(lái)酸鹽,丁炔-1,4-二酸鹽,己炔-1,6-二酸鹽,苯甲酸鹽,氯苯甲酸鹽,甲基苯甲酸鹽,二硝基苯甲酸鹽,羥基苯甲酸鹽,甲氧基苯甲酸鹽,鄰苯二甲酸鹽,磺酸鹽,二甲苯磺酸鹽,苯基乙酸鹽,苯基丙酸鹽,苯基丁酸鹽,檸檬酸鹽,乳酸鹽,γ-羥基丁酸鹽,乙醇酸鹽,酒石酸鹽,甲磺酸鹽,丙磺酸鹽,萘磺酸鹽和扁桃酸鹽。
此外,化合物94,用于鏡片、防曬制劑等的潛在可見(jiàn)光吸收備選物,其曝光導(dǎo)致剩余物質(zhì)少于20%。然而,利用化合物94通過(guò)成膜最初看到的亮黃色膜在照射過(guò)程中變得完全無(wú)色,這種觀察可能被用于在包括化學(xué)品和食品包裝的一系列應(yīng)用中監(jiān)測(cè)紫外線曝光,其中暴露的指示對(duì)于預(yù)測(cè)包裝材料的可能的質(zhì)量很重要。
本發(fā)明的其它代表性的化合物及其相關(guān)的吸收和光穩(wěn)定性數(shù)據(jù)(如果有的話)列于表5。
表5.所選化合物的吸光度,物理特性和光穩(wěn)定性結(jié)果。
對(duì)于得到表5中化合物所采取的一般合成方法而言,所有化合物通過(guò)形成烯胺然后進(jìn)行酰化合成得到,如上文進(jìn)一步詳述的。
表6提供了化合物54,168,98和169-170的簡(jiǎn)便比較。化合物168被設(shè)計(jì)為先前鑒定的鉛化合物54的光穩(wěn)定類(lèi)似物。它以比母體化合物更高的摩爾消光系數(shù)有效地吸收,但是不能很好地溶解以通過(guò)所采用的方法測(cè)定光穩(wěn)定性。這可能不會(huì)排除在溶解度不成問(wèn)題的鏡片或其他應(yīng)用中的使用?;衔?69和170是三氟乙酰衍生物98的氯代和溴代類(lèi)似物。合成這些以檢測(cè)是否三氟乙?;墓夥€(wěn)定作用對(duì)于其他鹵素也能觀察到。這些化合物相對(duì)于母體吸收劑98具有大約15-20nm的λmax增加,摩爾消光系數(shù)伴隨降低。從表7中的數(shù)據(jù)可以看出,兩種化合物在照射下都被有效地破壞。可以看出,在鹵素中,相對(duì)于氯和溴,氟提供了預(yù)料不到的益處。
表6.化合物54,168,98和169-170的比較。除了170形成了淺黃色溶液,所有可溶性化合物形成0.1%meoh的無(wú)色溶液。
還研究了取代對(duì)苯甲?;苌锏墓夥€(wěn)定性的影響。該研究利用了許多以前合成的叔丁基化合物,同時(shí)也需要合成探針化合物179,184和185。
可以看出,除了86取代基的強(qiáng)供電子二甲胺基團(tuán)對(duì)吸光度位置幾乎沒(méi)有影響,降低光穩(wěn)定性的供電子基團(tuán)顯著影響光穩(wěn)定性,并且觀察到吸電子溴取代基略微增加光穩(wěn)定性(表7)。
用4-吡啶基代替苯環(huán)對(duì)光穩(wěn)定性幾乎沒(méi)有影響。叔丁基苯甲?;衔?79比異丁基類(lèi)似物(11)更穩(wěn)定,照射后剩余76%,而異丁基類(lèi)似物(11)剩余59%。單個(gè)氟原子對(duì)穩(wěn)定性沒(méi)有很大的影響,但是存在2個(gè)或以上的氟原子會(huì)逐漸增加穩(wěn)定性(184和185)。這些結(jié)果允許調(diào)節(jié)苯甲酰取代的化合物的光穩(wěn)定性而不影響吸光度最大值的位置,這提供了將本發(fā)明化合物應(yīng)用于不同應(yīng)用的顯著優(yōu)勢(shì)。供電子基團(tuán)對(duì)光穩(wěn)定性的負(fù)面影響也可以在較高分子量的氨基官能化類(lèi)似物109和136(見(jiàn)表1)中看到。與具有30%光穩(wěn)定性的母體二甲胺化合物86相比,109由于長(zhǎng)烷基鏈可以認(rèn)為是具有更供電子的氮原子,其光穩(wěn)定性為22%。相反,苯胺官能化化合物136可以認(rèn)為是具有較少供電子的氮部分,具有49%的光穩(wěn)定性。
表7.苯甲酰衍生物的光穩(wěn)定性
一般來(lái)說(shuō),在目前的測(cè)試中看到的光穩(wěn)定性的最大增加是引入三氟乙?;?。這代表了有利的結(jié)果,因?yàn)橐肴阴;皖?lèi)似取代基容易進(jìn)行(產(chǎn)率通常高于簡(jiǎn)單的酰氯),并且傾向于產(chǎn)生物理上穩(wěn)定的產(chǎn)物。穩(wěn)定性(光和物理)的增加可允許在r5位置引入1°氮取代基,從而合成更加容易,并且可引入增溶基團(tuán)以更容易解決物理問(wèn)題。使用三氟乙?;蚋呒?jí)的全氟烷基酸也將傾向于增加在油基基質(zhì)中的溶解度。也已經(jīng)看到苯甲?;谑褂弥刑峁┠承﹥?yōu)點(diǎn)。
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