СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ПРОИЗВОДНОГО ГЕКСААЗАИЗОВЮРТЦИТАНА, СОДЕРЖАЩЕГО АЦИЛЬНУЮ ГРУППУ (ВАРИАНТЫ), СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕТРААЦИЛБИС(АРИЛМЕТИЛ)ГЕКСААЗАИЗОВЮРТЦИТАНА И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕТРААЦИЛГЕКСААЗАИЗОВЮРТЦИТАНА Российский патент 2000 года по МПК C07D487/18 

Настоящее изобретение относится к способу получения производного гексаазаизовюртцитана, содержащего ацильную группу, которое используют в качестве предшественника производного гексанитрогексаазаизовюртцитана, применяющегося для усовершенствования эксплуатационных качеств обычных взрывчатых веществ. Более конкретно, настоящее изобретение относится к способу получения производного гексаазаизовюртцитана, содержащего ацильную группу, который включает следующие стадии: получение композиционной системы, содержащей смешанный растворитель, состоящий из первого растворителя и второго растворителя, имеющих соответственно высокую и низкую растворяющую способность в отношении целевого соединения, причем смешанный растворитель содержит растворенное в нем целевое соединение; (a) удаление из композиционной системы первого растворителя, имеющего высокую растворяющую способность, для осаждения кристаллов целевого соединения или (a') введение вышеупомянутой композиционной системы в процесс разделения фаз для получения фазы первого растворителя, содержащего растворенное в нем целевое соединение, и фазу второго растворителя, не содержащего целевого соединения или содержащего лишь небольшое количество растворенного в нем целевого соединения, с последующим удалением первого растворителя из фазы первого растворителя, в результате чего происходит осаждение кристаллов целевого соединения.

Заявленный способ является промышленно выгодным ввиду того, что он может быть использован для получения производного гексаазаизовюртцитана, содержащего ацильную группу, с высоким выходом и при небольших затратах.

Предшествующий уровень техники
Известен стандартный способ получения производного гексаазаизовюртцитана, содержащего ацильную группу, в котором гексакис(арилметил) гексаазаизовюртцитан подвергают восстановительному деарилметилированию в присутствии ацилирующего агента, получая производное гексаазаизовюртцитана, которое имеет ацильную группу и, по меньшей мере, одну характерную группу или атом, выбранные из группы, состоящей из арилметильной группы, алкильной группы и атома водорода, например, тетраацилбис(арилметил) гексаазаизовюртцитан, пентаациларилметилгексаазаизовюртцитан, гексаацилгексаазаизовюртцитан, тетраацилдиалкилгексаазаизовюртцитан или тетраацилгексаазаизовюртцитан (смотри "Tetrahedron", Vol.51, N 16, 4711-4722 (1995) и Международную публикацию WO 96/23972).

Кроме того, известны производные гексаазаизовюртцитана, которые имеют в структуре гексаазаизовюртцитана ацетильную, формильную группу и/или аминогруппу (группу NH). Примеры таких производных гексаазаизовюртцитана включают тетраацетилдиформилгексаазаизовюртцитан, тетраацетилмоноформилмоноаминогексаазаизовюртцитан и тетраацетилдиаминогексаазаизовюртцитана (см. Международную публикацию N WO 97/20785).

В этих источниках информации в качестве способа выделения производного гексаазаизовюртцитана, содержащего ацильную группу, используют способ, в котором для получения целевого соединения в виде твердого вещества из реакционной смеси удаляют реакционный растворитель, или способ, в котором для получения целевого соединения в виде твердого вещества из реакционной смеси удаляют реакционный растворитель и затем твердое вещество промывают органическим растворителем.

Однако при применении таких способов выделения производного гексаазаизовюртцитана, содержащего ацильную группу, возникает проблема достижения достаточно высокой степени очистки, и поэтому выделенное ацилсодержащее производное гексаазаизовюртцитана необходимо очистить путем перекристаллизации, что приводит не только к высоким производственным затратам, но и к неизбежному снижению выхода целевого соединения.

Сущность изобретения
В такой ситуации авторы изобретения провели многочисленные и интенсивные исследования, направленные на создание нового способа получения ацилсодержащего гексаазаизовюртцитана высокой чистоты, с высоким выходом при низких затратах. В этих исследованиях они сконцентрировали свое внимание на том, что различные типы растворителей значительно отличаются по своей способности растворять ацилсодержащее производное гексаазаизовюртцитана, которое является целевым соединением. В результате таких исследований было установлено, что желаемое соединение высокой чистоты с высоким выходом и при низких затратах может быть получено при использовании способа, который включает: получение композиционной системы, содержащей смешанный растворитель, состоящий из первого и второго растворителей, имеющих соответственно высокую и низкую растворяющую способность в отношении целевого соединения, причем смешанный растворитель содержит растворенное в нем целевое соединение; и (a) удаление из композиционной системы первого растворителя, имеющего высокую растворяющую способность, чтобы в результате получить кристаллический осадок целевого соединения или (a'): введение вышеупомянутой композиционной системы в процессе разделения фаз для получения первой сольвентной фазы, содержащей растворенное в ней целевое соединение, и второй сольвентной фазы, не содержащей целевое соединение или содержащей лишь небольшое количество растворенного в ней целевого соединения, с последующим удалением первого растворителя из первой сольвентной фазы, в результате чего происходит осаждение кристаллов целевого соединения.

Соответственно целью настоящего изобретения является обеспечение способа получения из раствора ацилсодержащего производного гексаазаизовюртцитана высокой чистоты с высоким выходом и при низких производственных затратах. Все цели, особенности и преимущества настоящего изобретения станут очевидными для специалистов в данной области из последующего подробного описания и формулы изобретения.

Подробное описание изобретения
В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения предложен способ получения ацилсолержашего производного гексаазаизовюртцитана, включающий:
(I) получение композиционной системы, содержащей:
(a) смешанный растворитель, состоящий, по меньшей мере, из одного первого растворителя, выбранного из группы, состоящей из воды и карбоновых кислот, и, по меньшей мере, из одного второго растворителя, выбранного из группы, состоящей из органических растворителей, содержащих амидную или эфирную группы;
b) ацилсодержащее производное гексаазаизовюртцитана, представленное следующей формулой (1):
WA_nH_(6-n) (1)
где n представляет собой целое число, равное 4 или 6, каждый A независимо представляет собой ацильную группу, содержащую от 1 до 10 атомов углерода, H представляет собой атом водорода и W представляет собой шестивалентный остаток гексаазаизовюртцитана, представленный следующей формулой

причем, по меньшей мере, часть ацилсодержащего производного гексаазаизовюртцитана (b) растворена в смешанном растворителе (a);
(II) удаление из композиционной системы, по меньшей мере, части первого растворителя для осаждения кристаллов производного гексаазаизовюртцитана, содержащего ацильную группу (b); и
(III) выделение осажденных кристаллов из композиционной системы.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предлагается способ получения ацилсодержащего производного гексаазаизовюртцитана, включающий:
(A) получение композиционной системы, содержащей:
(a') смешанный растворитель, состоящий из воды и, по меньшей мере, одного органического растворителя, который можно отделить от воды, и
(b') производное гексаазаизовюртцитана, содержащее ацильную группу, представленное следующей формулой (12):
WA_nH_(6-n), (12)
где n представляет собой целое число, равное 4 или 6, каждый A независимо представляет собой ацильную группу, имеющую от 1 до 10 атомов углерода, H представляет собой атом водорода, и W представляет собой шестивалентный остаток гексаазаизовюртцитана, представленный следующей формулой (13):

где композиционная система включает органическую фазу и водную фазу, имеющую растворенную в ней, по меньшей мере, часть производного гексаазаизовюртцитана, содержащего ацильную группу, (b');
(B) отделение водной фазы от композиционной системы; и
(C) выпаривание воды из водной фазы для получения производного гексаазаизовюртцитана в чистом виде.

Для облегчения понимания настоящего изобретения ниже перечислены существенные признаки и различные варианты настоящего изобретения.

1. Способ получения производного гексаазаизовюртцитана, содержащего ацильную группу, включающий:
(I) получение композиционной системы, содержащей:
(a) смешанный растворитель, состоящий, по меньшей мере, из одного первого растворителя, выбранного из группы, состоящей из воды и карбоновых кислот, и, по меньшей мере, из одного второго растворителя, выбранного из группы, состоящей из органических растворителей, содержащих амидную или эфирную группу, и
(b) производное гексаазаизовюртцитана, содержащее ацильную группу, представленное следующей формулой (1):
WA_nH_(6-n), (1)
где n представляет собой целое число, равное 4 или 6, каждый A независимо представляет собой ацильную группу, имеющую от 1 до 10 атомов углерода, H представляет собой атом водорода, и W представляет собой шестивалентный остаток гексаазаизовюртцитана, представленный следующей формулой (2):

причем, по меньшей мере, часть производного гексаазаизовюртцитана, содержащего ацильную группу (b), растворена в смешанном растворителе (a);
(II) удаление из композиционной системы, по меньшей мере, части первого растворителя для осаждения кристаллов производного гексаазаизовюртцитана, содержащего ацильную группу (b); и
(III) выделение осажденных кристаллов из композиционной системы.

2. Способ в соответствии с разделом 1, где содержащее ацильную группу производное гексаазаизовюртцитана (b), представленное формулой (1), является продуктом, полученным синтезом с применением реакционного растворителя, состоящего из первого и второго растворителя.

3. Способ в соответствии с разделом 2, где в композиционной системе, полученной на стадии (1), смешанный растворитель, состоящий из первого и второго растворителей, получают, по меньшей мере, из одного реакционного растворителя.

4. Способ в соответствии с разделом 1, где второй растворитель имеет точку кипения, которая выше точки кипения первого растворителя, а удаление, по меньшей мере, части первого растворителя из композиционной системы осуществляют дистилляцией.

5. Способ в соответствии с разделом 3, где второй растворитель имеет точку кипения, которая выше точки кипения первого растворителя, а удаление, по меньшей мере, части первого растворителя из композиционной системы осуществляют дистилляцией.

6. Способ в соответствии с разделом 5, где ацилсодержащее производное гексаазаизовюртцитана (b) является тетраацилгексаазаизовюртцитаном, который представлен следующей формулой (3):
WA₄H₂ (3)
где каждый из A, H и W является таким, как он определен выше для формулы (1), и который получают синтезом с применением, по меньшей мере, двух реакционных растворителей,
где, по меньшей мере, два реакционных растворителя являются такими же, как, по меньшей мере, один первый растворитель, и, по меньшей мере, один второй растворитель,
где в композиционной системе, полученной на стадии (1), по меньшей мере, один первый растворитель и, по меньшей мере, один второй растворитель получают, по меньшей мере, из двух реакционных растворителей, и
где, по меньшей мере, один первый растворитель выбирают из группы, состоящей из воды и уксусной кислоты, и, по меньшей мере, один второй растворитель выбирают из группы, состоящей из органических растворителей, имеющих точку кипения, которая выше точки кипения воды, когда первым растворителем является вода, или имеющих точку кипения, которая выше точки кипения уксусной кислоты, когда первым растворителем является уксусная кислота или смесь воды и уксусной кислоты.

7. Способ в соответствии с разделом 5, где ацилсодержащее производное гексаазаизовюртцитана (b) является тетраацилгексаазаизовюртцитаном, который представлен следующий формулой (3):
WA₄H₂, (3)
где каждый из A, H и W является таким, как он определен выше для формулы (1) и который получают синтезом с применением, по меньшей мере, двух реакционных растворителей,
где, по меньшей мере, два реакционных растворителя являются такими же, как, по меньшей мере, один первый растворитель и, по меньшей мере, один второй растворитель,
где в композиционной системе, полученной на стадии (1), по меньшей мере, один первый растворитель и, по меньшей мере, один второй растворитель получают, по меньшей мере, из двух реакционных растворителей, и
где первым растворителем является вода, и, по меньшей мере, один второй растворитель выбирают из группы, состоящей из органических растворителей, содержащих амидную группу, имеющих совместимость с водой и имеющих точку кипения, которая выше точки кипения воды.

8. Способ в соответствии с разделом 6, где синтез тетраацилгексаазаизовюртцитана, представленного формулой (3), включает введение тетраацилбис(арилметил)гексаазаизовюртцитана, представленного следующей формулой (4):
WA₄B₂, (4)
где каждый В независимо представляет собой арилметильную группу, имеющую от 7 до 21 атома углерода, и каждый W и A определен выше для формулы (1), в реакцию деарилметилирования в присутствии, по меньшей мере, двух реакционных растворителей.

9. Способ в соответствии с разделом 7, где синтез тетраацилгексаазаизовюртцитана, представленного формулой (3), включает введение тетраацилбис(арилметил)гексаазаизовюртцитана, представленного следующей формулой (4):
WA₄B₂, (4)
где каждый В независимо представляет собой арилметильную группу, имеющую от 7 до 21 атома углерода, и каждый из W и A определен выше для формулы (1) в реакцию деарилметилирования в присутствии, по меньшей мере, двух реакционных растворителей.

10. Способ в соответствии с разделом 5, где ацилсодержащее производное гексаазаизовюртцитана (b) является тетраацилгексаазаизовюртцитаном, который представлен следующей формулой (3):
WA₄H₂,
где каждый из A, H и W определен выше для формулы (1), и который получают синтезом с применением, по меньшей мере, двух реакционных растворителей,
где, по меньшей мере, два реакционных растворителя являются такими же, как, по меньшей мере, один первый растворитель и, по меньшей мере, один второй растворитель,
где в композиционной системе, полученной на стадии (I), по меньшей мере, один первый растворитель и, по меньшей мере, один второй растворитель получают, по меньшей мере, из двух реакционных растворителей, и
где первым растворителем является вода и, по меньшей мере, один второй растворитель выбирают из группы, состоящей из содержащих амидную группу органических растворителей, имеющих совместимость с водой и имеющих точку кипения, которая выше точки кипения воды,
где синтез тетраацилгексаазаизовюртцитана, представленного формулой (3), включает стадии:
(i) введение гексакис(арилметил)гексаазаизовюртцитана в реакцию восстановительного деарилметилирования в присутствии ацилирующего агента для получения реакционной смеси (i), содержащей тетраацилбис(арилметил)гексаазаизовюртцитан, представленный следующей формулой (4):
WA₄B₂, (4)
где каждый В независимо представляет собой арилметильную группу, имеющую от 7 до 21 атома углерода, и каждый W и A определен выше для формулы (1),
и содержащей карбоновую кислоту и арилметил в качестве побочных продуктов,
(ii) добавление воды к реакционной смеси, и
(iii) последующее деарилметилирование полученной в результате реакционной смеси с получением реакционной смеси (iii), содержащей тетраацилгексаазаизовюртцитан формулы (3) и арилметана в качестве побочного продукта.

11. Способ в соответствии с разделом 10, где полученный на стадии (i) побочный продукт, которым является карбоновая кислота, удаляют из реакционной смеси (i), полученной на стадии (i), азеотропной дистилляцией вместе с арилметаном, включающим арилметановый побочный продукт, полученный на стадии (i).

12. Способ в соответствии с разделом 10, где полученный на стадии (i) побочный продукт, которым является карбоновая кислота, удаляют азеотропной дистилляцией вместе с арилметаном, включающим арилметановый побочный продукт, полученный на стадии (i) и на стадии (iii), из композиционной системы во время удаления первого растворителя дистилляцией на стадии (II) или из части композиционной системы, которая остается после выделения осажденных кристаллов из композиционной системы на стадии (III).

13. Способ в соответствии с разделом 10, где второй растворитель является, по меньшей мере, одним содержащим амидную группу органическим растворителем, выбранным из группы, состоящей из N,N-диметилацетамида, N,N-диметилформамида, 1,3-диметил-2-имидазолидона и N-метил-2-пирролидона.

14. Способ в соответствии с разделом 11, где второй растворитель является, по меньшей мере, одним содержащим амидную группу органическим растворителем, выбранным из группы, состоящей из N,N-диметилацетамида, N,N-диметилформамида, 1,3-диметил-2-имидазолидона и N-метил-2-пирролидона.

15. Способ в соответствии с разделом 12, где второй растворитель является, по меньшей мере, одним содержащим амидную группу органическим растворителем, выбранным из группы, состоящей из N,N-диметилацетамида, N,N-диметилформамида, 1,3-диметил-2-имидазолидона и N-метил-2-пирролидона.

16. Способ в соответствии с разделом 11, где побочной карбоновой кислотой является уксусная кислота и арилметаном является толуол.

17. Способ в соответствии с разделом 12, где побочной карбоновой кислотой является уксусная кислота и арилметаном является толуол.

18. Способ в соответствии с разделом 14, где побочной карбоновой кислотой является уксусная кислота и арилметаном является толуол.

19. Способ в соответствии с разделом 15, где побочной карбоновой кислотой является уксусная кислота и арилметаном является толуол.

20. Способ в соответствии с разделом 4, где ацилсодержащим производным гексаазаизовюртцитана (b) является гексаацилгексаазаизовюртцитан, который представлен следующей формулой (8):
WA₆ (8)
где каждый из W и A определен выше для формулы (1) и где, по меньшей мере, один первый растворитель выбирают из группы, состоящей из воды и уксусной кислоты, и по меньшей мере, один второй растворитель выбирают из группы, состоящей из содержащих эфирную группу органических растворителей, имеющих точку кипения, которая выше точки кипения воды, когда первым растворителем является вода, или имеющих точку кипения, которая выше точки кипения уксусной кислоты, когда первым растворителем является уксусная кислота или смесь воды и уксусной кислоты.

21. Способ в соответствии с разделом 5, где ацилсодержащее производное гексаазаизовюртцитана (b) является тетраацилдиформилгексаазаизовюртцитаном, который представлен следующей формулой:
WA₄F₂ ^r (9)
где каждый F^r представляет формильную группу и каждый из W и A определен выше для формулы (1), и который получают синтезом с применением, по меньшей мере, двух реакционных растворителей,
где, по меньшей мере, два реакционных растворителя являются такими же, как, по меньшей мере, один первый растворитель и, по меньшей мере, один второй растворитель,
где в композиционной системе, полученной на стадии (1), по меньшей мере, один первый растворитель и, по меньшей мере, один второй растворитель получают, по меньшей мере, из двух реакционных растворителей, и
где первым растворителем является муравьиная кислота, и, по меньшей мере, один второй растворитель выбирают из группы, состоящей из содержащих эфирную группу органических растворителей, имеющих точку кипения, которая выше точки кипения муравьиной кислоты.

22. Способ в соответствии с разделом 21, где синтез тетраацилдиформилгексаазаизовюртцитана, представленного формулой (9), включает введение тетраацилбис(арилметил)гексаазаизовюртцитана, представленного следующей формулой (4):
WA₄B₂ (4)
где каждый В независимо представляет собой арилметильную группу, имеющую от 7 до 21 атома углерода, и каждый из W и A является таким, как он определен выше для формулы (1), в реакцию деарилметилирования в присутствии реакционного растворителя.

23. Способ в соответствии с разделом 21 или 22, где синтез тетраацилдиформилгексаазаизовюртцитана, представленного формулой (9), включает стадии:
(iii) введение гексакис(арилметил)гексаазаизовюртцитана в реакцию восстановительного деарилметилирования в присутствии ацилирующего агента для получения реакционной смеси, содержащей тетраацилбис(арилметил)гексаазаизовюртцитан, представленный следующей формулой (4):
WA₄B₂ (4)
где каждый B независимо представляет собой арилметильную группу, имеющую от 7 до 21 атома углерода, и каждый из W и A является таким, как он определен выше для формулы (1),
(iv) добавления к реакционной смеси муравьиной кислоты и
(v) последующего деарилметилирования полученной в результате реакционной смеси.

24. Способ в соответствии с разделом 21, где второй растворитель является, по меньшей мере, одним содержащим эфирную группу органическим растворителем, выбранным из группы, состоящей из этиленгликольдиэтилового эфира, этиленгликоль-ди-н-бутилового эфира, диэтиленгликольдиметилового эфира и диэтиленгликольдиэтилового эфира.

25. Способ в соответствии с разделом 22, где второй растворитель является, по меньшей мере, одним содержащим эфирную группу органическим растворителем, выбранным из группы, состоящей из этиленгликольдиэтилового эфира, этиленгликоль-ди-н-бутилового эфира, диэтиленгликольдиметилового эфира и диэтиленгликольдиэтилового эфира.

26. Способ в соответствии с разделом 23, где второй растворитель является, по меньшей мере, одним содержащим эфирную группу органическим растворителем, выбранным из группы, состоящей из этиленгликольдиэтилового эфира, этиленгликоль-ди-н-бутилового эфира, диэтиленгликольдиметилового эфира и диэтиленгликольдиэтилового эфира.

27. Способ получения ацилсодержащего производного гексаазаизовюртцитана, включающий:
(A) получение композиционной системы, содержащей:
(a') смешанный растворитель, состоящий из воды и, по меньшей мере, из одного органического растворителя, который можно отделить от воды, и
(b') производное гексаазаизовюртцитана, содержащее ацильную группу, представленное следующей формулой (12):
WA_nH_(6-n) (12)
где n представляет собой целое число, равное 4 или 6, каждый A независимо представляет собой ацильную группу, имеющую от 1 до 10 атомов углерода, H представляет собой атом водорода и W представляет собой шестивалентный остаток гексаазаизовюртцитана, представленный следующей формулой (13):

где композиционная система включает органическую фазу и водную фазу, содержащую растворенную в ней, по меньшей мере, часть производного гексаазаизовюртцитана, содержащего ацильную группу (b');
(B) отделение водной фазы от композиционной системы, и
(C) выпаривание воды из водной фазы для получения производного гексаазаизовюртцитана (b') в чистом виде.

28. Способ в соответствии с разделом 27, где n в формуле (12) равно 4.

29. Способ в соответствии с разделом 27, где n в формуле (12) равно 6 и где две группы A в формуле (12) являются формильными группами, и оставшиеся четыре группы A являются ацильными группами, исключающими формильную группу.

Как упоминалось выше, способ в соответствии с одним аспектом (первый аспект) настоящего изобретения включает вышеупомянутые стадии (I)-(III), а способ в соответствии с другим аспектом (второй аспект) настоящего изобретения включает вышеупомянутые стадии (A)-(C).

1. Способ по первому аспекту:
На стадии (I) этого способа предлагается композиционная система, содержащая:
(a) смешанный растворитель, состоящий по меньшей мере, из одного первого растворителя, выбранного из группы, состоящей из воды и карбоновых кислот, и, по меньшей мере, из одного второго растворителя, выбранного из группы, состоящей из органических растворителей, исключающей карбоновые кислоты, и
(b) производное гексаазаизовюртцитана, содержащее ацильную группу, представленное следующей формулой (1):
WA_nH(6-n) (1)
где n представляет собой целое число, равное 4 или 6, каждый A независимо представляет собой ацильную группу, имеющую от 1 до 10 атомов углерода, H представляет собой атом водорода и W представляет собой шестивалентный остаток гексаазаизовюртцитана, представленный следующей формулой (2):

при этом, по меньшей мере, часть содержащего ацильную группу производного гексаазаизовюртцитана (b) растворяют в смешанном растворителе (a).

На стадии (II) способа в соответствии с первым аспектом из композиционной системы для осаждения кристаллов ацилсодержащего производного гексаазаизовюртцитана (b) удаляют, по меньшей мере, часть первого растворителя.

На стадии (III) способа в соответствии с первым аспектом из композиционной системы выделяют осажденные кристаллы.

Способ первого аспекта настоящего изобретения обладает преимуществом, состоящим в том, что ацилсодержащее производное гексаазаизовюртцитана, представленное формулой (1), почти нерастворимо в обычном органическом растворителе, но может быть легко растворено в протонном высокополярном растворителе, например в воде и карбоновых кислотах, что отличает производные гексаазаизовюртцитана формулы (1) от иных производных гексаазаизовюртцитана и продуктов разложения его скелета, когда эти иные производные гексаазаизовюртцитана и продукты разложения скелета содержатся в композиционной системе в виде примесей. Используя это свойство производного гексаазаизовюртцитана формулы (1) в способе в соответствии с первым аспектом, ацилсодержащее производное гексаазаизовюртцитана формулы (1) растворяют в смешанном растворителе, состоящем из первого растворителя и второго растворителя, для образования, вследствие этого, композиционной системы, где первый растворитель (т. е. вода или карбоновая кислота) обладает способностью растворять содержащее ацильную группу производное гексаазаизовюртцитана формулы, (1), и второй растворитель (т.е. органический растворитель, исключающий карбоновые кислоты) почти не обладает способностью растворять содержащее ацильную группу производное гексаазаизовюртцитана формулы (1), но обладает способностью растворять вышеупомянутые примеси, и затем для осаждения кристаллов содержащего ацильную группу производного гексаазаизовюртцитана, по меньшей мере, часть первого растворителя удаляют из композиционной системы и выделяют из нее осажденные кристаллы. Таким образом может быть получено высокочистое производное гексаазаизовюртцитана формулы (1).

Примеры содержащих ацильную группу производных гексаазаизовюртцитана формулы (1) включают соединения, которые соответственно имеют структуры, представленные следующими формулами (1-1)-(1-3):



где каждый A¹ независимо представляет собой ацильную группу, имеющую от 1 до 10 атомов углерода, каждый A² независимо представляет собой ацильную группу, имеющую от 1 до 10 атомов углерода, и H представляет собой атом водорода, где A¹ и A² отличаются друг от друга. В отношении ацильной группы A в формуле (1) не имеется каких-либо конкретных ограничений до тех пор, пока она является ацильной группой, имеющей от 1 до 10 атомов углерода. Конкретные примеры ацильных групп A включают формильную группу, ацетильную группу, пропионильную группу, бутирильную группу, изобутирильную группу, валерильную группу, гексаноильную группу и 2-фенилацетильную группу. Из них предпочтительными являются ацильные группы, имеющие от 1 до 3 атомов углерода, например формильная группа, ацетильная группа и пропионильная группа, а в особенности предпочтительными являются формильная группа и ацетильная группа.

Вышеупомянутый первый растворитель является, по меньшей мере, одним растворителем, выбранным из группы, состоящей из воды и карбоновых кислот. В отношении карбоновых кислот не существует определенных ограничений до тех пор, пока они представляют собой жидкости, находящиеся при атмосферном давлении и при температуре 40^oC или выше. Примеры карбоновых кислот включают карбоновые кислоты с прямой цепью, например муравьиную кислоту, уксусную кислоту, пропионовую кислоту, масляную кислоту и изомасляную кислоту. В отношении карбоновых кислот следует отметить, что, когда намереваются удалить дистилляцией первый растворитель, предпочтительными являются карбоновые кислоты с низкой молекулярной массой, например муравьиная кислота, уксусная кислота и пропионовая кислота, вследствие того, что каждая из этих карбоновых кислот с низкой молекулярной массой имеет низкую точку кипения. Из этих карбоновых кислот с низкой молекулярной массой в особенности предпочтительными являются муравьиная кислота и уксусная кислота.

В отношении вышеупомянутого второго растворителя не существует определенного ограничения до тех пор, пока он представляет собой органический растворитель, иной, чем карбоновые кислоты. Однако предпочтительно применять в качестве второго растворителя органический растворитель, в котором содержащее ацильную группу производное гексаазаизовюртцитана имеет растворимость 1% по весу или менее, более предпочтительно 0,5% по весу или менее.

В отношении производного гексаазаизовюртцитана (b) формулы (1), содержащегося в вышеупомянутой композиционной системе, которое подвергают процессу осаждения кристаллов на стадии (II), следует отметить, что предпочтительно применять продукт, полученный способом синтеза с применением, по меньшей мере, одного реакционного растворителя. В этом случае более предпочтительно, чтобы вышеупомянутый, по меньшей мере, один реакционный растворитель, применяемый в способе синтеза, был таким же, как, по меньшей мере, один растворитель, выбранный из группы, состоящей из первого растворителя и второго растворителя. Причина этого состоит в том, что поскольку реакционный растворитель (применяемый в способе синтеза), используют по существу в смешанном растворителе (a), содержащемся в вышеупомянутой композиционной системе, способ получения становится простым.

Относительно вышеупомянутой композиционной системы следует отметить, что нет необходимости, чтобы производное гексаазаизовюртцитана (b) формулы (1) было полностью растворено в смешанном растворителе (a), и производное гексаазаизовюртцитана (b) может присутствовать в композиционной системе в форме суспензии, где часть производного гексаазаизовюртцитана (b) не растворилась в смешанном растворителе (a). Однако предпочтительно, чтобы композиционная система не содержала твердых частиц.

На вышеупомянутой стадии осаждения кристаллов (стадия (II)) способа настоящего изобретения необходимо, чтобы для осаждения кристаллов производного гексаазаизовюртцитана из композиционной системы была удалена, по меньшей мере, часть первого растворителя (по меньшей мере, одного растворителя, выбранного из группы, состоящей из воды и карбоновых кислот). В отношении метода осуществления осаждения кристаллов не существует определенных ограничений. Однако в качестве характерных примеров такого метода могут быть упомянуты следующие четыре метода.

A. (Дистилляционный метод осаждения кристаллов)
Дистилляционный метод осаждения кристаллов может быть применен, когда второй растворитель имеет точку кипения, которая выше точки кипения первого растворителя. В этом методе композиционную систему подвергают дистилляции с удалением, вследствие этого, по меньшей мере, части первого растворителя, для осаждения кристаллов производного гексаазаизовюртцитана (b).

В. (Метод разделения мембранной фильтрацией)
Метод разделения мембранной фильтрацией включает подверждение композиционной системы фильтрации с применением мембранного фильтра для селективного удаления первого растворителя и осаждения кристаллов производного гексаазаизовюртцитана (b).

C. (Адсорбционный метод).

Адсорбционный метод представляет собой метод, в котором удаление первого растворителя осуществляют с применением адсорбера, который способен к селективной адсорбции первого растворителя, для осаждения, вследствие этого, кристаллов производного гексаазаизовюртцитана (b).

D) (Метод с применением химической реакции).

Метод с применением химической реакции включает превращение первого растворителя в другие соединения посредством химической реакции для осаждения, вследствие этого, кристаллов производного гексаазаизовюртцитана (b).

В любом одном из вышеупомянутых методов почти все из примесей растворяют во втором растворителе для того, чтобы полученные в результате осажденные кристаллы производного гексаазаизовюртцитана (b) содержали лишь очень незначительное количество примесей.

Из вышеупомянутых четырех методов предпочтительным является дистилляционный метод осаждения кристаллов, вследствие того, что этот метод является наиболее подходящим для получения содержащего ацильную группу производного гексаазаизовюртцитана в особо высокочистой форме.

Ниже приведено подробное объяснение дистилляционного метода осаждения кристаллов (метода A).

В настоящем изобретении при осуществлении осаждения кристаллов на стадии (11) дистилляционным методом осаждения кристаллов, не существует каких-либо конкретных ограничений в отношении комбинации из первого растворителя и второго растворителя до тех пор, пока второй растворитель имеет точку кипения, которая выше точки кипения первого растворителя.

Примеры первых растворителей включают воду (точка кипения: 100^oC), муравьиную кислоту (точка кипения: от 100^o до 101^oC), уксусную кислоту (точка кипения: 118^oC), пропионовую кислоту (точка кипения: 141^oC). Примеры вторых растворителей включают содержащие амидную группу органические растворители, например, N, N-диметилформамид (точка кипения: 153^oC), N,N-диметилацетамид (точка кипения: от 165^o до 166^oC), 1,3-диметил-2-имидазолидон (точка кипения: 220^oC/754 мм Hg) и N-метил-2-пирролидон (точка кипения: 202^oC); и содержащие эфирную группу органические растворители, например этиленгликольдиэтиловый эфир (точка кипения: 121^oC), этиленгликоль-ди-н-бутиловый эфир (точка кипения: 203^oC), диэтиленгликольдиметиловый эфир (точка кипения: 162^oC), диэтиленгликольдиэтиловый эфир (точка кипения: 188^oC) и диэтиленгликольдибутиловый эфир (точка кипения: 256^oC).

В этой связи следует отметить, что когда в качестве первого растворителя используют органический растворитель, имеющий точку кипения, которая является такой же, как точка кипения пропионовой кислоты или выше ее, тогда в качестве второго растворителя не может быть использован растворитель, имеющий точку кипения ниже точки кипения пропионовой кислоты, например этиленгликольдиэтиловый эфир.

Вышеупомянутые вторые растворители представляют собой полярные растворители, имеющие, в частности, высокую совместимость с упомянутыми выше первыми растворителями и поэтому могут быть использованы для получения однородной смеси первого растворителя и второго растворителя. Однако в настоящем изобретении нет необходимости в том, чтобы смешанный растворитель (a) был однородной смесью первого растворителя и второго растворителя, и смешанный растворитель (a) может быть двухфазной смесью, включающей первый растворитель и второй растворитель. Даже если смешанный растворитель (a) является двухфазной смесью, может быть применен дистилляционный метод осаждения до тех пор, пока выполняется вышеупомянутое соотношение между точкой кипения первого растворителя и точкой кипения второго растворителя. Весовое соотношение первого растворителя ко второму растворителю в смешанном растворителе (a) составляет обычно от 0,01 до 10, предпочтительно от 0,02 до 5, более предпочтительно от 0,05 до 2.

Что касается давления при дистилляции, то может быть применено или атмосферное давление, или пониженное давление. В отношении температуры дистилляции не существует особого ограничения до тех пор, пока первый растворитель может быть перегнан под давлением, применяемым для дистилляции. Однако для завершения дистилляции в течение короткого периода времени дистилляцию предпочтительно осуществлять под пониженным давлением и при температуре, которая равна точке кипения первого растворителя или выше точки кипения первого растворителя, которую измеряют под применяемым пониженным давлением. Дистилляцию более предпочтительно осуществлять под пониженным давлением и при температуре, которая равна точке кипения первого растворителя или выше точки кипения растворителя и которая равна или ниже точки кипения второго растворителя, где каждая из точек кипения первого и второго растворителей является такой, которая измерена под применяемым пониженным давлением. Когда дистилляцию осуществляют при таком давлении и при такой температуре, становится возможным отделение первого растворителя от композиционной системы в процессе однократной перегонки с тем, чтобы каждый из первого растворителя и второго растворителя мог быть легко рециркулирован. Когда дистилляцию проводят под пониженным давлением, давление выбирают в диапазоне от 0,0000001 мм ртутного столба до 760 мм ртутного столба. В таком случае чем ниже давление, тем меньше время, необходимое для дистилляции и тем ниже температура, необходимая для осуществления дистилляции, в связи с чем становится возможным подавление появления термического разложения содержащего ацильную группу производного гексаазаизовюртцитана (b) формулы (1). Дистилляцию предпочтительно осуществлять под пониженным давлением 200 мм ртутного столба или менее.

Когда в настоящем изобретении применяют дистилляционный метод осаждения кристаллов и когда первый растворитель удаляют дистилляцией, может быть также перегнана часть второго растворителя до тех пор, пока в исходной композиционной системе останется не удаленным около 10% по весу или более присутствующего второго растворителя. Кроме того, не является необходимым полное удаление из композиционной системы первого растворителя. В действительности, в зависимости от типа первого растворителя и типа второго растворителя, очень трудно полностью удалить из композиционной системы первый растворитель при осуществлении дистилляции в коммерческом масштабе. Поэтому в дистилляционном методе осаждения кристаллов дистилляцию можно осуществлять до тех пор, пока количество первого растворителя, оставшегося в полученном остатке дистилляции, станет равным 0,2 или менее в расчете на весовое отношение первого растворителя, оставшегося в композиционной системе, ко второму растворителю. Для получения желательного соединения с высоким выходом предпочтительно осуществлять дистилляцию до тех пор, пока количество первого растворителя, оставшегося в композиционной системе, станет равным 0,02 или менее в расчете на весовое отношение первого растворителя ко второму растворителю. Когда в способе первого аспекта настоящего изобретения применяют дистилляционный метод осаждения кристаллов, является в особенности предпочтительным, чтобы соединение, подвергнутое процессу осаждения кристаллов, являлось тетраацилгексаазаизовюртцитаном, представленным следующей формулой (3), которое является соединением формулы (1), в которой n равно 4:
WA₄H₂ (3)
где каждый из A, H и W является таким, как он определен выше для формулы (1).

Тетраацилгексаазаизовюртцитан формулы (3) является выгодным, потому что это соединение является высокогидрофильным, и оно обладает низкой растворимостью почти во всех органических растворителях, не считая карбоновых кислот.

Примеры первых растворителей, которые могут быть использованы в композиционной системе для осаждения кристаллов тетраацилгексаазаизовюртцитана, включают воду, уксусную кислоту и пропиновую кислоту. Из них предпочтительными являются вода и уксусная кислота, при этом более предпочтительным растворителем является вода. Что касается второго растворителя, то здесь не имеется особых ограничений до тех пор, пока он представляет собой органический растворитель, не считая карбоновых кислот. Однако предпочтительно применять такие органические растворители, в которых тетраацилгексаазаизовюртцитан, представленный вышеприведенной формулой (3), имеет растворимость 0,5% по весу или менее. Предпочтительные примеры таких вторых растворителей включают растворитель,
содержащий амидную группу, и растворитель, содержащий эфирную группу. Из них более предпочтительным является растворитель, содержащий амидную группу, потому что он может быть выгодно использован для получения содержащего ацильную группу гексаазаизовюртцитана в особо высокочистой форме. В частности, более предпочтительными являются N,N-диметилацетамид, N,N-диметилформамид и N-метил-2-пирролидон, при этом более предпочтительным является N,N-диметилацетамид.

Что касается тетраацилгексаазаизовюртцитана формулы (3), подвергнутого процессу осаждения кристаллов, то здесь не существует определенных ограничений в отношении способа его синтеза. Однако предпочтительно применять тетраацилгексаазаизовюртцитан, синтезируемый путем подвержения тетраацилбис(арилметил)гексаазаизовюртцитана, представленного следующей формулой (4):
WA₄B₂ (4)
деарилметилированию, которое схематически показано в виде следующей реакции (5):

где каждый B независимо представляет собой арилметильную группу, имеющую от 7 до 21 атома углерода, и каждый из W, A и H является таким, как он определен выше для формулы (1).

Что касается реакции, представленной реакционной схемой (5), то любой реакционный метод может быть использован до тех пор, пока с его помощью можно осуществлять реакцию деарилметилирования. Примеры реакционных методов включают метод восстановительного деарилметилирования, метод окислительного деарилметилирования с применением окислителя, например пероксида, оксида рутения или (NH₄)[Ce(IV)(NO₃)₆] ; реакционный метод, в котором после осуществления карбамирования с применением хлорформиата осуществляют декарбоксилирование с образованием N-H-групп. С точки зрения высокой селективности в особенности предпочтительным является метод восстановительного деарилметилирования.

В отношении реакционного растворителя, применяемого в реакции деарилметилирования, представленный реакционной схемой (5), не существует определенных ограничений до тех пор, пока растворитель способен к растворению тетраацилбис(арилметил)гексаазаизовюртцитана формулы (4) и не оказывает неблагоприятного воздействия на реакцию. Примеры реакционных растворителей включают растворители, содержащие амидную группу, например, N,N-диметил-ацетамид, N, N-диметилформамид, 1,3-диметил-2-имидазолидон и N-метил-2-пирролидон; и карбоновые кислоты, например уксусную кислоту и пропионовую кислоту. Эти растворители имеют относительно высокую способность к растворению тетраацилбис(арилметил)гексаазаизовюртцитана, поэтому, когда эти растворители применяют в качестве первого компонента реакционного растворителя, в качестве второго компонента реакционного растворителя могут быть использованы любые другие растворители, при этом первый и второй компоненты реакционного растворителя составляют вместе систему реакционного растворителя.

Ниже описаны растворители, которые можно выгодно применять в качестве второго компонента реакционного растворителя, когда в качестве первого компонента реакционного растворителя используют растворитель, содержащий амидную группу, или карбоновую кислоту.

Когда в качестве первого компонента реакционного растворителя применяют растворитель, содержащий амидную группу, в качестве второго компонента реакционного растворителя применяют воду или карбоновую кислоту, например, уксусную кислоту, пропионовую кислоту или подобные кислоты, которые способны к растворению тетраацилгексаазаизовюртцитана формулы (3). Причина этого состоит не только в том, что когда в качестве второго компонента реакционного растворителя применяют воду или карбоновую кислоту, реакцию можно проводить в гомогенной реакционной системе, но также в том, что вода или карбоновая кислота и содержащий амидную группу растворитель могут соответственно служить в качестве первого и второго растворителя в композиционной системе, подвергаемый дистилляционному осаждению кристаллов путем удаления первого растворителя, с тем, чтобы полученную реакционную смесь, содержащую тетраацилгексаазаизовюртцитан формулы (3), можно было использовать как таковую при дистилляционном осаждении кристаллов без необходимости удаления реакционного растворителя. Тип карбоновой кислоты, применяемый в качестве второго компонента реакционного растворителя, не ограничивают особым образом. Может быть использовано множество типов карбоновых кислот, взятых в отдельности или в комбинации. В качестве второго компонента реакционного растворителя предпочтительной является вода, так как она имеет более низкую точку кипения, чем карбоновая кислота.

Карбоновые кислоты способны к растворению как тетраацилбис(арилметил)гексаазаизовюртцитана, так и тетраацилгексаазаизовюртцитана. Поэтому, когда в качестве первого компонента реакционного растворителя используют карбоновую кислоту, в качестве второго компонента реакционного растворителя используют без ограничения любой органический растворитель, и реакция протекает в гомогенной системе. Карбоновая кислота, применяемая в качестве первого компонента реакционного растворителя в композиционной системе, подвергаемой дистилляционному осаждению кристаллов, также функционирует в качестве первого растворителя. Поэтому, когда органический растворитель, который имеет точку кипения выше точки кипения карбоновой кислоты, применяемой в качестве первого компонента реакционного растворителя, и который, следовательно, может служить в качестве второго растворителя в композиционной системе, подвергаемой дистилляционному осаждению кристаллов, применяют в качестве второго компонента реакционного растворителя, полученная реакционная смесь, содержащая тетраацилгексаазаизовюртцитан формулы (3), может быть использована как таковая в качестве композиционной системы, подвергаемой дистилляционному осаждению кристаллов. Добавление второго компонента реакционного растворителя может быть осуществлено после завершения реакции синтеза тетраацилгексаазаизовюртцитана формулы (3) и до подвержения образующейся в результате синтеза реакционной смеси дистилляционному осаждению кристаллов.

Когда в качестве первого компонента реакционного растворителя применяют карбоновую кислоту, не имеется особых ограничений в отношении второго компонента реакционного растворителя. Однако предпочтительными являются органические растворители, в которых тетраацилгексаазаизовюртцитан формулы (3) имеет растворимость 0,5% по весу или менее, и которые имеют точку кипения выше точки кипения карбоновой кислоты. Примеры таких предпочтительных растворителей включают растворители, содержащие эфирную группу, например этиленгликольдиэтиловый эфир, этиленгликоль-ди-н-бутиловый эфир, диэтиленгликольдиметиловый эфир, диэтиленгликольдиэтиловый эфир, диэтиленгликольдибутиловый эфир и подобные вещества, и растворители, содержащие амидную группу, например N, N-диметилацетамид, N,N-диметилформамид, 1,3-диметил-2-имидазолидон, N-метил-2-пирролидон и подобные вещества. Вышеупомянутые растворители могут быть использованы по отдельности или в комбинации.

Количество тетраацилбис(арилметил)гексаазаизовюртцитана, применяемого в реакционной схеме (5), составляет обычно в диапазоне от 0,001 до 1, предпочтительно от 0,005 до 0,5, более предпочтительно от 0,01 до 0,4 в расчете на его весовое отношение к реакционному растворителю.

В качестве восстановителя, необязательно применяемого для реакции деарилметилирования, могут быть названы водородный газ, гидразин или подобные вещества, при этом предпочтительным является водородный газ. Восстановитель обычно применяют в количестве от 1 до 10000, предпочтительно от 1 до 1000, более предпочтительно от 2 до 50 в расчете на молярное отношение восстановителя к арилметильным группам тетраацилбис(арилметил)гексаазаизовюртцитана. Когда в качестве восстановителя применяют водородный газ, реакционное давление обычно находится в диапазоне от 0,01 до 100, предпочтительно от 0,1 до 30, более предпочтительно от 0,1 до 20 кгф/см² в расчете на парциальное давление водорода. Кроме водородного газа в реакционной системе могут присутствовать инертные газы, например азот, аргон и гелий.

В отношении необязательно применяемого катализатора восстановления не существует особых ограничений до тех пор, пока он способен к ускорению деарилметилирования тетраацилбис(арилметил)гексаазаизовюртцитана. Что касается катализатора восстановления, то обычно применяют катализатор, содержащий металл, принадлежащий к группе платины, или содержащий его производное. Предпочтительные примеры катализаторов восстановителя включают соединения Pd /например Pd(ОA_c)₂, PdCl₂, Pd(NO₃)₂, PdO, Pd(OH)₂, Pd₃Pb₁ и Pd₃Te₁/, Pd сплавы и металлический Pd; и соединения Ru (например Ru Cl₃), Ru сплавы и металлический Ru. Более предпочтительными из них являются соединения Pd (например, Pd(OA_c)₂, PdCl₂ и подобные вещества), Pd сплавы и металлический Pd. Такие катализаторы восстановления могут быть использованы как таковые. Альтернативно эти катализаторы восстановления могут быть применены в такой форме, которую можно переносить на различных типах носителей, например на активированном угле, диоксиде кремния, оксиде алюминия, диоксиде кремния-оксиде алюминия, цеолите, активированной глине, диоксиде циркония и диоксиде титана. Для улучшения каталитической активности предпочтительно, чтобы катализатор был подвержен восстановительной обработке до применения в вышеупомянутой реакции восстановительного деарилметилирования. Что касается восстановителя для осуществления этой восстановительной обработки, то предпочтительными являются водородный газ или гидразин. Когда осуществляют применение катализатора на носителе, поверхность носителя может быть обработана таким образом, чтобы инактировать кислотные центры, присутствующие на поверхности носителя, посредством силилирования, ацилирования или подобных методов, или таким образом, чтобы адсорбировать щелочное вещество (например, NaOH) на поверхности носителя, или таким образом, чтобы осуществить активацию носителя для увеличения, вследствие этого, кислотных центров на поверхности носителя.

Когда применяют гетерогенный катализатор восстановления, его можно использовать или в виде неподвижного слоя, или в виде псевдоожиженного слоя.

Температура реакции восстановительного деарилметилирования обычно находится в диапазоне от температуры коагуляции растворителя до 200^oC, предпочтительно от 30 до 180^oC, более предпочтительно от 40 до 165^oC.

Относительно способа получения тетраацилгексаазаизовюртцитана формулы (3), подвергаемого дистилляционному осаждению кристаллов в способе настоящего изобретения, следует отметить, что предпочтительным являются применение двухстадийного реакционного метода, включающего первую стадию, на которой гексакис(арилметил)гексаазаизовюртцитан подвергают восстановительному деарилметилированию в присутствии ацилирующего агента для получения тетраацилбис(арилметил)гексаазаизовюртцитана (которое показано реакционной схемой (6)), и вторую стадию, на которой полученный тетраацилбис(арилметил)гексаазаизовюртцитан подвергают деарилметилированию для получения тетраацилгексаазаизовюртцитана (которое показано реакционной схемой (5)).

где B представляет собой арилметильную группу, имеющую от 7 до 21 атома углерода, и каждый из W и A является таким, как он определен выше для формулы (1).

В отношении реакционного растворителя, применяемого при восстановительном деарилметилировании (представленном вышеприведенной схемой (6)), которое осуществляют в присутствии ацилирующего агента, не существует определенных ограничений до тех пор, пока растворитель способен к растворению WB₆ и не оказывает неблагоприятного воздействия на реакцию. Примеры растворителей включают растворители, содержащие амидную группу, например, N,N-диметилацетамид, N, N-диметилформамид, 1,3-диметил-2-имидазолидон и N-метил-2-пирролидон, и растворители, содержащие эфирную группу, например этиленгликольдиэтиловый эфир, этиленгликоль-ди-н-бутиловый эфир, диэтиленгликольдиметиловый эфир, диэтиленгликольдиэтиловый эфир и диэтиленгликольдибутиловый эфир. Среди этих растворителей предпочтительными являются N,N-диметилацетамид и N,N-диметилформамид. Вышеупомянутые растворители можно применять по отдельности или в комбинации.

Упомянутые выше растворители, которые являются пригодными для реакции, представленной схемой (6), имеют преимущество в том, что они могут быть также использованы в реакционной системе, подвергаемой дистилляционному осаждению кристаллов, в качестве второго растворителя. Поэтому, когда тетраацилбис(арилметил)гексаазаизовюртцитан получают посредством реакции, представленной в вышеприведенной реакционной схеме (6) с применением вышеупомянутых растворителей (используемых в качестве второго растворителя), нет необходимости в выделении полученного тетраацилбис(арилметил)гексаазаизовюртцитана из реакционной смеси, полученной посредством реакции, представленной реакционной схемой (6). Последующие операции можно легко осуществить посредством способа, в котором растворитель, применяемый в качестве первого растворителя в композиционной схеме, подвергаемой дистилляционному осаждению кристаллов, добавляют к реакционной смеси, полученной посредством реакции, представленной реакционной схемой (6), и полученную в результате смесь, содержащую тетраацилбис(арилметил)гексаазаизовюртцитан и первый и второй растворители, подвергают деарилметилированию или как деарилметилированию, так и ацилированию для получения реакционной смеси (композиционной системы), содержащей желательный тетраацилгексаазаизовюртцитан формулы (3), и полученную композиционную систему подвергают дистилляционному осаждению кристаллов посредством удаления из композиционной системы, по меньшей мере, части первого растворителя для осаждения кристаллов желательного соединения и затем осажденные кристаллы выделяют из композиционной системы.

Количество WB₆, применяемого в реакции, представленной в реакционной схеме (6), обычно находится в диапазоне от 0,001 до 1, предпочтительно от 0,005 до 0,5, более предпочтительно от 0,01 до 0,4 в расчете на весовое отношение WB₆ к реакционному растворителю.

В качестве восстановителя, применяемого при восстановительном деарилметилировании и ацилировании /которое представлено вышеприведенной реакционной схемой (6)/, и которое осуществляют в присутствии ацилирующего агента, можно назвать водородный газ или муравьиную кислоту. Предпочтительным является водородный газ.

Количество восстановителя обычно находится в диапазоне от 0,1 до 10000, предпочтительно от 0,67 до 1000, более предпочтительно от 2 до 50 в расчете на молярное отношение восстановителя к арилметильным группам, содержащимся в WB₆. Когда в качестве восстановителя применяют водородный газ, давление реакции обычно находится в диапазоне от 0,1 до 100, предпочтительно от 0,1 до 30, более предпочтительно от 0,1 до 15 кгф/см² в расчете на парциальное давление водорода. Кроме водородного газа в реакционной системе могут присутствовать инертные газы, например азот, аргон и гелий.

Относительно катализатора восстановления, применяемого для восстановительного деарилметилирования в присутствии ацилирующего агента в процессе в соответствии с вышеприведенной реакционной схемой (6), не существует особых ограничений до тех пор, пока он может ускорять реакцию восстановительного деарилметилирования WB₆. Могут быть использованы катализаторы восстановления и условия восстановления, которые упомянуты в связи с деарилметилированием вышеупомянутого тетраацилбис(арилметил)гексаазаизовюртцитана.

Относительно ацилирующего агента, применяемого в процессе в соответствии с реакционной схемой (6), представленной для восстановительного деарилметилирования, сопровождающегося ацилированием, не существует определенных ограничений до тех пор, пока он способен к ацилированию вторичной аминогруппы с образованием N-ацильной связи. Примеры ацилирующих агентов включают ангидриды карбоновых кислот, например уксусный ангидрид, пропионовый ангидрид, муравьиный ангидрид, молочный ангидрид и ангидрид смеси уксусной кислоты и муравьиной кислоты; сложные эфиры карбоновых кислот и N-гидроксисукцинимида, например N-ацетоксисукцинимид, N-пропионилоксисукцинимид и N-(2-фенилацетокси)сукцинимид; и ацилимидазолы, например ацетилимидазол и пропионилимидазол. Среди этих ацилирующих агентов предпочтительными являются ангидриды карбоновых кислот, например уксусный ангидрид, пропионовый ангидрид и ангидрид смеси уксусной кислоты и муравьиной кислоты, при этом более предпочтительным является уксусный ангидрид.

Количество ацилирующего агента меняется в зависимости от реакционной способности ацилирующего агента, вида реакции и реакционных условий. Ацилирующий агент обычно применяют в количестве от 0,67 до 100, предпочтительно от 0,67 до 10, более предпочтительно от 0,67 до 3 в расчете на молярное отношение ацилирующего агента к арилметильным группам WB₆.

Температура реакции восстановительного деарилметилирования в присутствии ацилирующего агента в процессе в соответствии с реакционной схемой (6), приведенной выше, обычно находится в диапазоне от температуры коагуляции реакционного растворителя до 200^oC, предпочтительно, от 30 до 180^oC, более предпочтительно от 40 до 165^oC. Для подавления разложения скелета WB₆, которое, вероятно, происходит, когда WB₆ находится в растворителе в течение длительного периода реакционного времени, предпочтительно, чтобы процесс в соответствии с реакционной схемой (6) осуществляли при относительно низкой температуре, а именно при температуре от 40 до 80^oC. Однако реакцию можно также осуществлять при относительно высокой температуре, а именно при температуре от 100 до 200^oC, так как при температуре от 100 до 200^oC может быть не только повышена растворимость WB₆, вследствие чего можно обеспечить осуществление реакции при высоких концентрациях WB₆, но, кроме того, полученный WA₄B₂ может остаться растворенным в реакционном растворителе и, следовательно, может быть легко отделен от твердого катализатора.

Когда при восстановительном деарилметилировании (которое осуществляют в присутствии ацилирующего агента), применяют органический растворитель, содержащий амидную группу, существует преимущество, состоящее в том, что разложение скелета WB₆ может быть подавлено даже в том случае, когда реакцию проводят при температуре от 20 до 165^oC. На эффект, оказываемый органическим растворителем, содержащим амидную группу, который представляет собой подавление разложения скелета WB₆, влияет слабая основность растворителя. Причина этого эффекта состоит в следующем. При восстановительном деарилметилировании, которое осуществляют в присутствии ацилирующего агента, вследствие ацилирования вторичного амина ацилирующим агентом образуются кислотные протоны, которые вызывают разложение скелета WB₆. Однако при использовании в качестве реакционного растворителя слабоосновного органического растворителя, содержащего амидную группу, кислотные протоны нейтрализуются, вследствие чего кислотность реакционной системы поддерживается на низком уровне и разложение скелета WB₆ может быть подавлено даже в том случае, когда реакцию осуществляют при высоких температурах.

Как следует из вышеприведенного, применение при восстановительном деарилметилировании (которое осуществляют в присутствии ацилирующего агента) в соответствии с реакционной схемой (6), в качестве реакционного растворителя органического растворителя, содержащего амидную группу, является в особенности предпочтительным, вследствие того, что подавление разложения скелета WB₆ приводит к увеличению выхода реакции.

Такой же эффект, который достигается при применении растворителя, содержащего амидную группу (который имеет слабую основность), может быть также получен при применении растворителей, содержащих эфирную группу, например этиленгликольдиэтилового эфира, этиленгликоль-ди-н-бутилового эфира, диэтиленгликольдиметилового эфира, диэтиленгликольдиэтилового эфира и диэтиленгликольдибутилового эфира.

В отношении метода осуществления восстановительного деарилметилирования (которое проводят в присутствии ацилирующего агента) в процессе в соответствии с реакционной схемой (6), следует отметить, что может быть применен метод, в котором WB₆, ацилирующий агент, реакционный растворитель, катализатор восстановления и восстановитель помещают в реакционный сосуд и перемешивают при заранее заданной температуре. Предпочтительным является реакционный метод, в котором в реакционный сосуд сначала помещают катализатор восстановления и восстановитель, и выдерживают при заранее заданной температуре и затем в реакционный сосуд вместе с ацилирующим агентом добавляют раствор, полученный путем растворения WB₆ в реакционном растворителе. Предпочтительным также является реакционный метод, в котором в реакционный сосуд сначала добавляют катализатор восстановления и восстановитель и выдерживают при заранее заданной температуре, и затем в реакционный сосуд добавляют раствор, полученный растворением WB₆ и ацилирующего агента в реакционном растворителе.

Когда желательным соединением, содержащимся в композиционной системе, подвергаемой дистилляционному осаждению кристаллов, является тетраацилгексаазаизовюртцитан формулы (3), в особенности предпочтительно, чтобы реакционный растворитель, применяемый для восстановительного деарилметилирования (которое осуществляют в присутствии ацилирующего агента) в процессе, осуществляемом в соответствии с реакционной схемой (6), представлял "собой растворитель, содержащий амидную группу. Причина этого состоит в следующем. Растворитель, содержащий амидную группу, обладает способностью растворять тетраацилбис(арилметил)гексаазаизовюртцитан. Поэтому, когда в качестве реакционного растворителя при восстановительном деарилметилировании (которое проводят в присутствии ацилирующего агента) в процессе в соответствии с реакционной схемой (6) применяют растворитель, содержащий амидную группу, полученный тетраацилбис(арилметил)гексаазаизовюртцитан может остаться растворенным в полученной реакционной смеси. После завершения реакции в соответствии с реакционной схемой (6) к реакционной смеси добавляют воду (которая будет служить при дистилляционном осаждении кристаллов в качестве первого растворителя), и полученную реакционную смесь подвергают деарилметилированию в соответствии с реакционной схемой (5) для получения, вследствие этого, реакционной смеси, содержащей желательный тетраацилгексаазаизовюртцитан, который растворен в воде. Таким образом, реакции в соответствии с реакционными схемами (6) и (5) могут быть последовательно осуществлены путем обеспечения растворения всех соединений гексаазаизовюртцитана (а именно: гексакис(арилметил)гексаазаизовюртцитана, тетраацилбис(арилметил)гексаазаизовюртцитана и тетраацилгексаазаизовюртцитана) в реакционном растворителе. Кроме того, поскольку реакционная смесь, полученная деарилметилированием в соответствии с реакционной схемой (5), уже содержит первый и второй растворители, реакционную смесь можно применять как таковую в качестве композиционной системы, подвергаемой дистилляционному осаждению кристаллов.

Когда реакции деарилметилирования в соответствии с реакционными схемами (6) и (5) осуществляют последовательно (т.е. когда последовательно осуществляют получение тетраацилбис(арилметил)гексаазаизовюртцитана и затем получение из него тетраацилгексаазаизовюртцитана для получения композиционной системы, которая может быть последовательно подвергнута дистилляционному осаждению кристаллов), предпочтительно, чтобы ацилирующий агент, применяемый при восстановительном деарилметилировании в соответствии с реакционной схемой (6), представлял собой ангидрид карбоновой кислоты, более предпочтительно уксусный ангидрид. В реакции ацилирования (с применением ангидрида карбоновой кислоты) в соответствии с реакционной схемой (6) в качестве побочного продукта получают карбоновую кислоту, которая имеет точку кипения выше точки кипения воды. Когда применяемый реакционный растворитель намереваются рециркулировать и использовать повторно, необходимо удалить полученную в качестве побочного продукта карбоновую кислоту. Для удаления полученной побочной карбоновой кислоты предпочтительно применять метод, в котором полученную побочную карбоновую кислоту удаляют азеотропной дистилляцией вместе с арилметаном, например с толуолом или ксилолом.

Что касается вышеупомянутого арилметана, применяемого для упомянутой выше азеотропной дистилляции, то предпочтительным является применение:
арилметана, полученного в качестве побочного продукта во время восстановительного деарилметилирования в соответствии с реакционной схемой (6); или
смеси арилметана, полученного в качестве побочного продукта во время восстановительного деарилметилирования в соответствии с реакционной схемой (6), и арилметана, полученного в качестве побочного продукта при деарилметилировании в соответствии с реакционной схемой (5). Кроме того, предпочтительным является добавление к реакционной системе, полученной в соответствии с реакционной схемой (6), и/или к реакционной смеси, полученной посредством реакции в соответствии с реакционной схемой (6), дополнительного количества арилметана. Что касается времени проведения азеотропной дистилляции и способа ее осуществления, то здесь не существует определенных ограничений. Однако предпочтительно, чтобы азеотропную дистилляцию осуществляли посредством способа, в котором полученную в качестве побочного продукта карбоновую кислоту и полученный в качестве побочного продукта арилметан и/или дополнительный арилметан удаляли вместе азеотропной дистилляцией из: (x) реакционной смеси, полученной после завершения восстановительного деарилметилирования в соответствии с реакционной схемой (6); (y) композиционной системы во время удаления первого растворителя дистилляцией на стадии (II); или (z) из части композиционной системы, которая остается после выделения осажденных кристаллов из композиционной системы на стадии (III). Так например, более конкретно, в случае, когда вышеупомянутую реакционную смесь, которая упоминалась выше в (x), подвергают азеотропной дистилляции, и когда в качестве первого растворителя намереваются применять воду, предпочтительно использовать в качестве соединения (b) тетраацилгексаазаизовюртцитан, полученный способом, включающим осуществление восстановительного деарилметилирования в соответствии с реакционной схемой (6) в присутствии ацилирующего агента с применением в качестве растворителя органического растворителя, содержащего амидную группу; осуществление деарилметилирования в соответствии с реакционной схемой (5) с применением в качестве растворителя органического растворителя, содержащего амидную группу; и проведение азеотропной дистилляции, которую проводят после завершения реакции в соответствии с реакционной схемой (5) и до добавления к реакционной системе воды, для того, чтобы воспрепятствовать гидролизу органического растворителя, содержащего амидную группу, посредством полученной в качестве побочного продукта во время реакции в соответствии с реакционной схемой (6) карбоновой кислоты. Кроме того, в случаях, когда композиционную систему, которая упомянута выше в (y), и когда часть композиционной системы, которая упомянута выше в (z), подвергают азеотропной дистилляции, азеотропную дистилляцию можно выгодно соответственно осуществлять путем применения арилметана, полученного в качестве побочного продукта во время реакции в соответствии с реакционной схемой (6), и путем применения арилметана, полученного в качестве побочного продукта во время реакций в соответствии с реакционными схемами (6) и (5). В качестве другого примера предпочтительного способа настоящего изобретения, в котором проводят азеотропную дистилляцию, можно назвать способ, в котором в качестве первого растворителя применяют воду и в котором: (1) дистилляционное осаждение кристаллов осуществляют под пониженным давлением 200 мм ртутного столба или менее (т. е. дистилляционный метод осаждения кристаллов), для того, чтобы дистилляцию можно было проводить при низкой температуре для подавления, вследствие этого, появления гидролиза органического растворителя, содержащего амидную группу, и (2) проводят азеотропную дистилляцию (т.е. азеотропную дистилляцию проводят после удаления дистилляцией воды). Что касается арилметана, применяемого при азеотропной дистилляции, то предпочтительным является применение толуола.

В качестве другого предпочтительного примера тетраацилгексаазаизовюртцитана формулы (3) может быть назван тетраацилгексаазаизовюртцитан, который получают способом синтеза с применением, по крайней мере, одного реакционного растворителя, который является таким же, как, по меньшей мере, один растворитель, выбранный из группы, состоящей из первого растворителя и второго растворителя, где способ синтеза для получения тетраацилгексаазаизовюртцитана включает подвержение гексакис(арилметил)гексаазаизовюртцитана восстановительному деарилметилированию, представленному следующей реакционной схемой (7), в присутствии ацилирующего агента для получения, вследствие этого, реакционной смеси, содержащей тетраацилгексаазаизовюртцитан и, по меньшей мере, один реакционный растворитель;

где каждый B независимо представляет собой арилметильную группу, имеющую от 7 до 21 атома углерода, и каждый из W, A и H является таким, как он определен для формулы (1).

Реакцию в соответствии с реакционной схемой (7) можно осуществить путем соответствующего модифицирования условий, которые упомянуты в связи с реакцией в соответствии с реакционной схемой (6). Как и в случае реакции в соответствии с реакционной схемой (6), для получения тетраацилгексаазаизовюртцитана с высоким выходом посредством реакции в соответствии с реакционной схемой (7) предпочтительно применять в качестве реакционного растворителя вышеупомянутый органический растворитель, содержащий амидную группу.

Кроме того, когда в способе настоящего изобретения, в котором применяют дистилляционное осаждение кристаллов, намереваются использовать соединение, полученное посредством реакции в соответствии с реакционной схемой (7), предпочтительно, чтобы реакцию в соответствии с реакционной схемой (7) осуществляли с применением, по меньшей мере, двух реакционных растворителей, которые являются такими же, как первый растворитель и второй растворитель, для получения, вследствие этого, реакционной смеси, содержащей тетраацилгексаазаизовюртцитан, первый растворитель и второй растворитель, потому что такую реакционную смесь можно использовать как таковую в качестве композиционной смеси, подвергаемой дистилляционному осаждению кристаллов. Когда реакционная смесь, полученная после завершения реакции в соответствии с реакционной схемой (7), содержит первый растворитель, такую реакционную смесь можно применять как таковую, в качестве вышеупомянутой композиционной системы, которую подвергают дистилляционному осаждению кристаллов. С другой стороны, когда в качестве реакционного растворителя для реакции в соответствии с реакционной схемой (7) не применяют растворитель, который является таким же, как и первый растворитель, тогда к: реакционной системе во время реакции в соответствии с реакционной схемой (7) или к: реакционной смеси, полученной посредством реакции в соответствии с реакционной схемой (7), предпочтительно добавить растворитель, который является таким же, как первый растворитель, для получения, вследствие этого, смеси, которая может быть использована в качестве композиционной системы, подвергаемой дистилляционному осаждению кристаллов.

В отношении количества растворителя, (который является таким же, как первый растворитель), содержащегося в реакционной смеси, полученной посредством реакции в соответствии с реакционной схемой (7), которая может быть использована в качестве композиционной системы, подвергаемой дистилляционному осаждению кристаллов, не существует определенных ограничений до тех пор, пока реакционная смесь содержит растворитель (который является таким же, как и первый растворитель) в количестве, достаточном для растворения полученного тетраацилгексаазаизовюртцитана. Поэтому количество растворителя (который является таким же, как первый растворитель) меняется в зависимости от количества соединения WA₆, применяемого в качестве исходного материала, и выхода тетраацилгексаазаизовюртцитана. Что касается весового отношения растворителя (который является таким же, как первый растворитель) к растворителю (который является таким же, как второй растворитель) в вышеупомянутой реакционной смеси, применяемой в качестве композиционной смеси, подвергаемой дистилляционному осаждению кристаллов, то обычно весовое отношение находится в диапазоне от 0,1 до 10, предпочтительно от 0,2 до 5, более предпочтительно от 0,5 до 2.

Дополнительные предпочтительные примеры тетраацилгексаазаизовюртцитана (b) формулы (1) включают такие, в которых n в формуле (1) равно 6. Конкретные примеры этих тетраацилгексаазаизовюртцитанов (b) включают гексаацилгексаазаизовюртцитан, соответственно представленный следующей формулой (8) и тетраацилдиформилгексаазаизовюртцитан, представленный следующей формулой (9):
WA₆ (8)
и
WA₄F₂ ^r (9)
где каждый E^r представляет собой формильную группу, и каждый из W и A является таким, как он определен выше для формулы (1).

Так например, гексаацетилгексаазаизовюртцитан (соединение формулы (8)) и тетраацетилдиформилгексаазаизовюртцитан (соединение формулы (9)) сильно растворимы в вышеупомянутом первом растворителе (т.е. в воде и/или карбоновых кислотах). Поэтому эти соединения могут быть выгодно использованы в способе настоящего изобретения, в котором осуществляют дистилляционное осаждение кристаллов.

Когда в способе настоящего изобретения, в котором проводят дистилляционное осаждение кристаллов, в качестве соединения (в) в композиционной системе применяют вышеупомянутый гексаацетилгексаазаизовюртцитан или тетраацетилдиформилгексаазаизовюртцитан, предпочтительно, чтобы в качестве первого растворителя применяли воду, муравьиную кислоту или уксусную кислоту и чтобы в качестве второго растворителя применяли вышеупомянутый органический растворитель, содержащий эфирную группу, в котором гексаацетилгексаазаизовюртцитан и тетраацетилдиформилгексаазаизовюртцитан слаборастворимы. Кроме того, когда в способе настоящего изобретения, в котором проводят дистилляционное осаждение кристаллов, в качестве соединения (b) в композиционной системе применяют тетраацетилдиформилгексаазаизовюртцитан, более предпочтительно, чтобы в качестве первого растворителя применяли муравьиную кислоту, потому что муравьиная кислота, применяемая в качестве формилирующего агента при получении тетраацетилдиформилгексаазаизовюртцитана, может быть использована в качестве первого растворителя.

Когда в способе настоящего изобретения желательным соединением является гексаацилгексаазаизовюртцитана, в качестве соединения (b) композиционной системы предпочтительно применять гексаацилгексаазаизовюртцитан, который получают путем подвержения тетраацилбис(арилметил)гексаазаизовюртцитана деарилметилированию и ацилированию, которое показано на следующей реакционной схеме (10):

где каждый B независимо представляет собой арилметильную группу, имеющую от 7 до 21 атома углерода, и каждый из W и A является таким, как он определен выше для формулы (1). При осуществлении процесса в соответствии с реакционной схемой (10), приведенной выше, предпочтительно применять реакционный метод, в котором тетраацилбис(арилметил)гексаазаизовюртцитан формулы (4) подвергают деарилметилированию для синтеза тетраацилгексаазаизовюртцитана, и затем полученный тетраацилгексаазаизовюртцитан подвергают ацетилированию.

Этот реакционный метод является предпочтительным, потому что при его применении подавляется образование побочных соединений, содержащих алкильную группу, например тетраацилдиалкилгексаазаизовюртцитана. Когда желательным соединением в процессе, осуществляемом в соответствии с реакционной схемой (10), приведенной выше, является тетраацилдиформилгексаазаизовюртцитан, примеры реакционных методов включают метод, в котором тетраацилбис(арилметил)гексаазаизовюртцитан формулы (4) подвергают деарилметилированию для синтеза тетраацилгексаазаизовюртцитана, и затем полученный тетраацилгексаазаизовюртцитан подвергают формилированию для синтеза тетраацилдиформилгексаазаизовюртцитана и метод, в котором тетраацилбис(арилметил)гексаазаизовюртцитан формулы (4) подвергают одновременно деарилметилированию и формилированию путем добавления к реакционной системе муравьиной кислоты для осуществления деарилметилирования и синтеза тетраацилдиформилгексаазаизовюртцитана.

В процессе в соответствии с вышеприведенной реакционной схемой (10) является предпочтительным, чтобы каждая из ацильных групп желательного соединения представлял собой ацетильную группу. В отношении реакционных условий для деарилметилирования в соответствии с реакционной схемой (10) следует отметить, что могут быть применены такие условия, которые упомянуты выше для деарилметилирования, осуществляемого в соответствии с реакционной схемой (5).

Что касается ацилирующего агента, применяемого в процессе в соответствии с реакционной схемой (10), то здесь могут быть применены ацилирующие агенты, которые были упомянуты для процесса, осуществляемого в соответствии с реакционной схемой (6).

Предпочтительные примеры ацилирующих агентов, пригодных к применению в синтезе гексаацилгексаазаизовюртцитана, включают ацилгалогениды, например ацетилхлорид, ацетилбромид и подобные соединения.

Примеры формилирующих агентов, пригодных к применению в синтезе тетраацилдиформилгексаазаизовюртцитана, включают муравьиную кислоту; ангидриды карбоновых кислот, например муравьиный ангидрид и ангидрид смеси уксусной кислоты и муравьиной кислоты; и сложный муравьиный эфир, например метилформиат. Среди этих вышеупомянутых формилирующих агентов предпочтительным являются муравьиная кислота, потому что муравьиная кислота функционирует также и как восстановитель. Когда муравьиную кислоту применяют в качестве растворителя в синтезе тетраацилдиформилгексаазаизовюртцитана, она выгодно выполняет следующие функции (a)-(с):
(a) функцию растворителя, который обладает большой способностью к растворению тетраацилбис(арилметил)гексаазаизовюртцитана или тетраацилдиформилгексаазаизовюртцитана;
(b) функцию восстановителя при восстановительном деарилметилировании; и
(c) функцию формилирующего агента.

Предпочтительно, чтобы второй компонент реакционного растворителя, применяемого для синтеза тетраацилдиформилгексаазаизовюртцитана, представлял собой органический растворитель, способный к функционированию в качестве второго растворителя при дистилляционном осаждении кристаллов. Что касается второго растворителя, то здесь может быть упомянут органический растворитель, в котором тетраацилдиформилгексаазаизовюртцитан имеет растворимость 1% или менее и который имеет точку кипения выше точки кипения применяемого первого растворителя. Примеры таких органических растворителей включают растворители, содержащие эфирную группу, например, этиленгликольдиэтиловый эфир, этиленгликоль-ди-н-бутиловый эфир, диэтиленгликольдиметиловый эфир, диэтиленгликольдиэтиловый эфир и ди-этиленгликольдибутиловый эфир.

В способе настоящего изобретения является в особенности предпочтительным, чтобы тетраацилдиформилгексаазаизовюртцитан, подвергаемый дистилляционному осаждению кристаллов, получали в соответствии со следующей реакционной схемой (11):

где F^r представляет собой формильную группу, каждый B независимо представляет собой арилметильную группу, имеющую от 7 до 21 атома углерода, и каждый из W и A является таким, как он определен выше для формулы (1).

Как показано выше на реакционной схеме (11) на первой стадии процесса в соответствии с этой схемой (11) гексакис(арилметил)гексаазаизовюртцитан подвергают восстановительному деарилметилированию в присутствии ацилирующего агента для синтеза, вследствие этого, тетраацилбис(арилметил)гексаазаизовюртцитана, и на второй стадии процесса тетраацилбис(арилметил)гексаазаизовюртцитан подвергают деарилметилированию и формилированию или одновременно или в указанном порядке для синтеза, вследствие этого, тетраацилдиформилгексаазаизовюртцитана через посредство тетраацилгексаазаизовюртцитана. В процессе в соответствии с вышеприведенной реакционной схемой (11) является предпочтительным, чтобы каждая из ацильных групп желательного соединения представляла собой ацетильную группу.

Что касается реакционных условий, применяемых при восстановительном деарилметилировании гексакис(арилметил)гексаазаизовюртцитана (которое осуществляют в присутствии ацилирующего агента) на первой стадии процесса в соответствии с реакционной схемой (11), то могут быть применены такие реакционные условия, которые упомянуты для восстановительного деарилметилирования (которое осуществляют в присутствии ацилирующего агента) в процессе в соответствии с реакционной схемой (6). Среди реакционных растворителей, упомянутых в связи с процессом в соответствии с реакционной схемой (6), на первой стадии процесса в соответствии с реакционной схемой (11) предпочтительным является органический растворитель, содержащий амидную или эфирную группу, который имеет точку кипения выше точки кипения муравьиной кислоты и который служит в композиционной системе, подвергаемой дистилляционному осаждению кристаллов, в качестве второго растворителя.

Что касается реакционных условий, применяемых в синтезе тетраацилдиформилгексаазаизовюртцитана из тетраацилбис(арилметил)гексаазаизовюртцитана на второй стадии процесса в соответствии с реакционной схемой (11), то могут быть применены такие реакционные условия, которые упомянуты для восстановительного деарилметилирования (которое осуществляют в присутствии ацилирующего агента) в процессе в соответствии с реакционной схемой (10), приведенной выше.

Как упоминалось выше, дистилляционный метод осаждения кристаллов может быть выгодно применен в первом аспекте способа настоящего изобретения. Однако, как упоминалось выше, могут быть также применены другие методы осаждения кристаллов, а именно: метод разделения мембранной фильтрацией, адсорбционный метод и метод с применением химической реакции. Эти другие методы объяснены ниже более подробно.

Ниже подробно объяснен метод разделения мембранной фильтрацией (метод B).

В методе разделения мембранной фильтрацией, который представляет собой метод удаления первого растворителя из композиционной системы для осаждения кристаллов желательного соединения, применяют разделительную мембрану, обладающую селективной пропускающей способностью в отношении первого растворителя. Когда удаление первого растворителя осуществляют с применением метода мембранного разделения, является наиболее предпочтительным, чтобы первым растворителем была вода. Тип разделительной мембраны, применяемый для отделения воды от композиционной системы, может быть выбран в соответствии с различными факторами, например с учетом формы реактора и других факторов. В качестве примеров разделительных мембран могут быть названы обычные разделительные мембраны, предназначенные для отделения воды от этанола. Конкретные примеры таких разделительных мембран включают полиоксиметиленовую мембрану; мембрану из сополимера акриловой кислоты и акрилонитрила; ионизованную хитоз новую мембрану; органические мембраны, например, композиционную мембрану, имеющую активный слой из малеиновой кислоты - сшитого PVA, и мембрану из полимерного сплава (смотри описания нерассмотренных заявок на патент Японии, выложенных для открытого ознакомления NN 59-109204 и 60-129104); и неорганическую мембрану, например A-цеолитную мембрану, описанную в: "Kagakukougaku Sinpojyumu Siriizu (Chemical Engineering Symposium Series)", 41, 102-105 (1994). С точки зрения коммерческого использования способа настоящего изобретения, в котором применяют метод разделения мембранной фильтрацией, предпочтительным является применение мембраны, имеющей большой срок службы, высокую стойкость в отношении химических веществ, содержащихся в реакционной системе и реакционной смеси, и высокую механическую прочность. Примером такой предпочтительной мембраны является неорганическая мембрана, так как она обычно имеет высокую критическую рабочую температуру и высокое химическое сопротивление. Вышеупомянутая A-цеолитная мембрана может быть получена в соответствии со способом, описанным в: "Kagakukougaku Sinpojyumu Sirriizu (Chemical Engineering
Symposium Series)", 41, 102-105 (1994), т.е. со способом, в котором пористую алюминийоксидную подложку, имеющую примерно диаметр пор 1 мм, погружают в раствор, содержащий силикат натрия, гидроксид натрия, алюмикат натрия и гидроксид алюминия при весовых соотношениях H₂О/Na₂O=60, Na₂O/SiO₂= 1 и SiO₂/Al₂O₃=2, и затем подвергают гидротермальной реакции при температуре от 80 до 100^oC в течение времени от 3 до 12 часов. Свойства мембраны можно регулировать путем повторения погружения и гидротермальной реакции.

Морфологию разделительной мембраны в особенности не ограничивают, и разделительная мембрана, имеющая желательную морфологию, может быть получена посредством применения подложки, имеющей желательную морфологию. Морфология разделительной мембраны может быть выбрана в соответствии с конструкцией применяемого реактора. Обычно применяют, например, мембрану типа листа, модуль, полученный с применением мембраны типа листа, трубчатую мембрану и модуль, полученный с применением трубчатой мембраны.

Что касается температуры для осуществления удаления воды, применяемой в качестве первого растворителя, то для повышения водопроницаемости разделительной мембраны выгодной является высокая температура, а для повышения точности отделения воды выгодной является низкая температура. Температуру для осуществления удаления воды можно выбрать в диапазоне от комнатной температуры до 200^oC. Когда в реактор включают разделительную мембрану, температуру для мембранного разделения выбирают в пределах реакционной температуры, которая обычно находится в диапазоне от 40 до 165^oC, предпочтительно от 40 до 100^oC.

Отделение воды от композиционной системы является теоретически возможным до тех пор, пока в мембране присутствует разность давлений, и давление при разделении обычно находится в диапазоне от 0,5 до 20 кг/см². Кроме того, воду эффективно удаляют из композиционной системы путем перекачивания на сторону выпуска разделительной мембраны, если смотреть в направлении потока воды.

Ниже подробно объяснен адсорбционный метод (метод C).

Адсорбционный метод, который представляет собой метод удаления из композиционной системы первого растворителя для осаждения кристаллов желательного соединения, включает адсорбцию первого растворителя на адсорбент.

В отношении этого метода следует отметить следующие моменты (a) и (b):
(a) Когда первым растворителем является вода, в качестве адсорбента могут быть упомянуты, например, молекулярное сито (поры которого служат для адсорбции молекул воды); и соли, например, хлорид кальция, сульфат магния и подобные вещества (которые способны к образованию стабильных гидратов с молекулами воды).

(b) Когда первым растворителем является карбоновая кислота, в качестве адсорбента могут быть упомянуты, например, анионообменные смолы и подобные вещества, которые способны к адсорбции карбоксильного аниона.

Ниже подробно объяснен метод с применением химической реакции (метод D).

Химический метод, который представляет собой метод удаления из композиционной системы первого растворителя для осаждения кристаллов желательного соединения, включает превращение первого растворителя в другое вещество посредством химической реакции. В отношении этого метода следует отметить следующие моменты (a) и (b):
(a) Когда первым растворителем является вода, вода взаимодействует с веществом, которое энергично взаимодействует с водой, например с калием, натрием, алюмогидридом лития, боргидридом натрия или боргидридом кальция, вследствие чего, происходит превращение вещества в гидроксид металла.

(b) Когда первым растворителем является карбоновая кислота, карбоновая кислота взаимодействует с основным соединением, например, амином или гидридом металла с образованием соли и затем соль подвергают или реакции дегидратации со спиртом для образования сложного эфира, или реакции дегидратации с амином для образования амида. В отношении воды, полученной в качестве побочного продукта посредством вышеупомянутых реакций дегидратации, следует отметить, что она может быть удалена посредством любого из вышеупомянутых методов удаления, т.е. A-дистилляцией, B-разделением мембранной фильтрацией, C-адсорбцией и D-химической реакцией.

В отношении метода выделения осажденных кристаллов из композиционной системы на стадии (III) не имеется определенных ограничений.

2. Способ в соответствии со вторым аспектом:
На стадии (A) способа второго аспекта настоящего изобретения предусмотрена композиционная система, содержащая:
(a') смешанный растворитель, состоящий из воды и, по меньшей мере, органического растворителя, который можно отделить от воды, и
(b') производное гексаазаизовюртцитана, содержащее ацильную группу, представленное следующей формулой (12):
WA_nH_(6-n), (12)
где n представляет целое число, равное 4 или 6, каждый A независимо представляет собой ацильную группу, имеющую от 1 до 10 атомов углерода, H представляет собой атом водорода и W представляет собой шестивалентный остаток гексаазаизовюртцитана, представленный следующей формулой:

где композиционная система включает органическую фазу и водную фазу, имеющую растворенную в ней, по меньшей мере, часть содержащего ацильную группу производного гексаазаизовюртцитана (b').

На стадии (B) способа второго аспекта настоящего изобретения водную фазу отделяют от композиционной системы.

На стадии (C) способа второго аспекта настоящего изобретения воду выпаривают из водной фазы, при этом получают производное гексаазаизовюртцитана (b') в чистом виде.

Как следует из вышеприведенного, способ в соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения является по существу таким же, как и вышеупомянутый способ первого аспекта настоящего изобретения, за исключением того, что обязательно применяют смешанный растворитель (a'), состоящий из воды и, по меньшей мере, из одного органического растворителя, который можно отделить от воды, и тем, что желательное соединение (содержащее ацильную группу производное гексаазаизовюртцитана (b')) получают путем выпаривания воды из отдельной водной фазы.

В способе второго аспекта настоящего изобретения содержащее ацильную группу производное гексаазаизовюртцитана (b') формулы (12) является таким же, как содержащее ацильную группу производное гексаазаизовюртцитана (b) формулы (1), применяемое в способе первого аспекта, и шестивалентный остаток гексаазаизовюртцитана формулы (13), является таким же, как шестивалентный остаток гексаазаизовюртцитана формулы (2), упомянутый в способе первого аспекта.

Что касается многокомпонентного растворителя (a'), применяемого в способе второго аспекта, то здесь не существует определенных ограничений до тех пор, пока вышеупомянутый органический растворитель можно отделить от воды.

Что касается органического растворителя, применяемого в смешанном растворителе (a'), который можно отделить от воды, то предпочтительным является применение такого органического растворителя, в котором содержащее ацильную группу производное гексаазаизовюртцитана (b') формулы (12) имеет растворимость 0,5% по весу или менее. Примеры органических растворителей, применяемых в многокомпонентном растворителе (a'), включают сложноэфирные растворители, например этилацетат и бутилацетат; растворители, представляющие собой простой эфир, например диэтиловый эфир и диизопропиловый эфир; галогенсодержащие растворители, например хлороформ и дихлорметан; и ароматические растворители, например бензол, толуол и ксилол.

Что касается конкретных примеров содержащих ацильную группу производных гексаазаизовюртцитана (b'), то могут быть названы такие соединения, которые были упомянуты выше в качестве конкретных примеров соединений (b) формулы (1). Кроме того, что касается способа синтеза соединений (b'), условий синтеза, веществ, применяемых для синтеза, количеств веществ и подобных фактов, то здесь могут быть применены такие вышеперечисленные факторы, которые были упомянуты для соединений (b) формулы (6).

В отношении метода отделения водной фазы от композиционной системы и метода выпаривания воды из водной фазы не имеется определенных ограничений.

Ниже приведено объяснение структур вышеназванных соединений WB₆, WA₄B₂, WA₄H₂ и WA₄F₂ ^r.

Арилметильная группа, представленная B в каждой из реакционных схем (5), (6), (7), (10) и (11), означает арильную группу (Ar)-замещенную метильную группу, которая обычно имеет от 7 до 21 атома углерода. В качестве характерного примера арилметильных групп B может быть упомянута группа, имеющая структуру, представленную следующей формулой (14):
-CH₂Ar, (14)
где Ar представляет собой арильную группу, имеющую от 6 до 20 атомов углерода.

Как упоминалось выше, количество атомов углерода в Ar в формуле (14), приведенной выше, обычно находится в диапазоне от 6 до 20, предпочтительно от 6 до 10, наиболее предпочтительно оно равно 6. Примеры A включают фенильную группу; алкилфенильные группы, например толильную группу (O-, m- и p-изомеры), этилфенильную группу (O-, m- и p- изомеры), и ксилильную группу; алкоксифенильные группы, например метоксифенильную группу (O-, m- и p-изомеры), этоксифенильную группу (O-, m- и p-изомеры), и бутоксифенильную группу (O-, m- и p-изомеры); и незамещенные и замещенные нафтильные группы. Из них предпочтительными являются фенильная группа и алкоксифенильные группы. В WB₆ шесть арилметильных групп могут быть одинаковыми или разными.

В отношении соединения, представленного формулой WA₄B₂ в реакционных схемах (5), (6), (10) и (11), приведенных выше, можно предположить множество стереоизомерных конфигураций, которые отличаются положениями ацильных групп и арилметильных групп. Соединение, представленное формулой WA₄B₂, применяемое в настоящем изобретении, может быть любым из стереоизомеров, представленных следующими формулами (15-1) - (15-6):



где каждый из A и W является таким, как он определен выше для вышеприведенной формулы (12), и B является таким, как он определен выше, и их оптических изомеров.

Из этих соединений наиболее предпочтительным является соединение формулы (15-1), так как оно может обеспечить наиболее гидрофильную структуру, когда каждая из двух арилметильных групп (каждая представлена B) замещена атомом водорода.

В отношении производного гексаазаизовюртцитана, представленного формулой WA₄H₂ соответственно в вышеприведенных формуле и схемах (3), (5) и (7), можно предположить множество стереоизомерных конфигураций, которые отличаются положениями ацильных групп и атомов водорода. Производное гексаазаизовюртцитана, представленное WA₄B₂, которое получают способом синтеза, применяемым в настоящем изобретении, может быть любым из стереоизомеров. Более конкретно, эти стереоизомеры представляют собой производные гексаазаизовюртцитана, представленные формулами (15-1) - (15-6), где каждая из арилметильных групп замещена атомом водорода. Из них наиболее предпочтительным является производное гексаазаизовюртцитана, представленное вышеприведенной формулой (15-1), где каждая из арилметильных групп замещена атомом водорода, так как оно имеет очень высокую гидрофильность.

Кроме того, в отношении тетраацетилдиформилгексаазаизовюртцитана, представленного выше формулой (9), (где A представляет собой ацетильную группу), который является желательным соединением для дистилляционного осаждения кристаллов, можно предположить множество стереоизомерных конфигураций, которые отличаются положениями ацетильных и формильных групп. Тетраацетилдиформилгексаазаизовюртцитаном, полученным способом синтеза, применяемым в настоящем изобретении, может быть любой из стереоизомеров. Более конкретно, эти стереоизомеры представляют собой производные гексаазаизовюртцитана, представленные формулами (15-1) - (15-6), где каждая из арилметильных групп замещена формильной группой, и каждая из ацильных групп является ацетильной группой. Из них наиболее предпочтительным является производное гексаазаизовюртцитана, представленное вышеприведенной формулой (15-1), где каждая из арилметильных групп замещена формильной группой и каждая из ацильных групп представляет собой ацетильную группу, так как оно имеет очень высокую гидрофильность.

Реакции, представленные вышеприведенными реакционными схемами (6), (7) и (11) описаны ниже.

Каждая из упомянутых выше реакций включает стадии: 1) подвержения WB₆ восстановительному деарилметилированию в присутствии ацилирующего агента для превращения содержащейся в нем N-арилметильной группы в N-H-группу; и 2) последующего подвержения полученного в результате соединения ацилированию для превращения N-H-группы в N-ацильную группу. Кроме того, поскольку посредством восстановления N-ацильной группы, которое может произойти в зависимости от реакционных условий (как побочная реакция), может быть образована N-алкильная группа, то при этом в качестве побочного продукта может быть получено производное гексаазаизовюртцитана, содержащее N-алкильную группу. Исходя из продуктов реакции, были предположены пути реакций в соответствии с реакционными схемами (6), (7) и (11), и предложенные пути показаны на диаграмме реакционной схемой (16) (см. в конце описания), где B представляет собой арилметильную группу, имеющую от 7 до 21 атома углерода; каждый P независимо представляет собой алкильную группу, имеющую от 1 до 10 атомов углерода; и каждый из W, A и H является таким, как он определен выше для вышеприведенной формулы (1).

Любое из соединений, показанных на реакционной схеме (16), может содержаться в соединении формулы (1) и в продуктах, полученных посредством реакций в соответствии с реакционными схемами (5), (6), (7), (10) и (11), приведенными выше.

Способ настоящего изобретения, предназначенный для получения производного гексаазаизовюртцитана, содержащего ацильную группу, является коммерчески выгодным, потому что содержащее ацильную группу производное гексаазаизовюртцитана может быть легко получено в высокочистой форме с высоким выходом и при низкой стоимости путем удаления из композиционной системы первого растворителя (воды или карбоновой кислоты) или путем удаления первого растворителя выпариванием из фазы первого растворителя (которая была отделена от фазы второго растворителя), в котором растворена, по меньшей мере, часть производного гексаазаизовюртцитана, содержащего ацильную группу. Пути реакций, включенных в способ настоящего изобретения, суммированы на следующей диаграмме.

Наилучший способ осуществления изобретения
Настоящее изобретение описано ниже более подробно со ссылкой на примеры и сравнительный пример, которые не следует истолковывать как ограничивающие область настоящего изобретения.

В примерах были произведены различные измерения в соответствии с методами, приведенными на диаграмме в конце описания.

(1) Количественный анализ тетраацетилгексаазаизовюртцитана и гексаацетилгексаазаизовюртцитана высокоэффективной жидкостной хроматографией (HPLC):
Измерения осуществляли при следующих условиях посредством нижеописанной аппаратуры:
i) Аппаратура
Аппаратура для HPLC:LC - 10A (производимая и продаваемая Shimadzu Corporation Japan) (Шимадзу Корпорейшн, Япония) Колонка: TSK - GEL AMIDE-80 4,6х250 мм (производимая и продаваемая TOSOH, Japan) (TOCOX, Япония)
ii) Условия:
Обнаружение: UV (210 нм)
Температура колонки: 40^oC
Подвижная фаза: тетрагидрофуран/H₂O (90/10) (об/об)
Скорость потока: 1 мл/мин
Количество пробы на впрыскивание: 10 μл
Пробы, подвергнутые анализу HPLC, получали посредством следующих способов:
(i) Способ получения пробы из реакционной смеси, полученной восстановительным деарилметилированием WB₆ в присутствии ацилирующего агента:
0,5 мл реакционной смеси (суспензии, содержащей катализатор) подвергали выпариванию под пониженным давлением для удаления жидкого компонента реакционной смеси и получения остатка. К остатку добавили 9,5 мл воды, энергично перемешали и затем подвергли фильтрации для удаления катализатора и получения фильтрата. Фильтрат применяли в качестве пробы для HPLC.

(ii) Способ получения пробы из реакционной смеси, полученной восстановительным деарилметилированием WA₄B₄:
Реакционную смесь подвергли фильтрации для удаления катализатора и получения, вследствие этого, фильтрата. 0,5 мл фильтрата подвергли выпариванию под пониженным давлением для удаления, вследствие этого, жидкого компонента и получения остатка. К остатку добавили 9,5 мм воды, энергично перемешали и подвергли фильтрации для удаления нерастворимых веществ и получения, вследствие этого, фильтрата. Фильтрат использовали в качестве пробы для HPLC.

(2) Количественный анализ тетраацетилдиформилгексаазаизовюртцитана HPLC:
Измерения осуществляли при следующих условиях посредством нижеописанной аппаратуры:
i) Аппаратура
Аппаратура для HPLC:LC-10A (производимая и продаваемая Shimadzu Corporation Japan) (Шимадзу Корпорейшн, Япония)
Колонка: L-Колонка ODS 4,6х250 мм (производимая и продаваемая (Chemical Inspection & Testing Institute, Japan) (Кэмикал Инспекшн и Тестинг Инститьют, Япония)
ii) Условия
Обнаружение: UV (210 нм)
Температура колонки: 40^oC
Подвижная фаза: ацетонитрил/H₂O (5/95) (об./об.)
Скорость потока: 1 мл/мин
Количество пробы на впрыскивание: 10 μл
Пробы, подвергнутые анализу HPLC, получили следующим способом.

Реакционную смесь, содержащую тетраацетилдиформилгексаазаизовюртцитан, подвергли фильтрации для удаления катализатора и получения фильтрата. 0,5 мл фильтрата подвергли выпариванию под пониженным давлением для удаления жидкого компонента и получения остатка. К остатку добавили 9,5 мл воды, энергично перемешали и подвергли фильтрации для удаления нерастворенных веществ и получения фильтрата. Фильтрат применяли в качестве пробы для HPLC.

(3) Количественный анализ других производных гексаазаизовюртцитана газовой хроматографией (GC):
Измерения проводили при следующих условиях посредством нижеописанной аппаратуры.

i) Аппаратура
Аппаратура для газовой хроматографии: GC-14B (производимая и продаваемая Shimadzu Corporation Japan) (Шимадзу Корпорейшн, Япония)
Колонка: Металлическая капиллярная
Колонка, Ультрасплав (НТ), 0,25 мм (внутренний диаметр) х 15м, толщина пленки, нанесенной на внутреннюю стенку капиллярной колонки: 0,15 мм
ii) Условия
Обнаружение: FID
Температура на входе: 340^oC
Колонка: поддерживаемая при 200^oC в течение 1 минуты и при температуре 340^oC
в течение 4 минут: скорость увеличения температуры до 340^oC составила 15^oC/мин.

Детектор: 340^oC
Газ-носитель: N₂ Общая скорость 100 мл/мин.

Количество пробы на впрыскивание: 5 μл.

В качестве внешнего стандарта применяли трикозан.

Пробы, подвергаемые анализу GC, получили следующим методом.

К 0,5 мл реакционной смеси, содержащей гексаазаизовюртцитан, для получения раствора добавили 23,5 мл хлороформа. К 4 мл раствора добавили 0,5 мл раствора, полученного путем растворения 0,1 г трикозана в 100 мл хлороформа, и полученную смесь применяли в качестве пробы для GC.

Сравнительный пример /Растворимость различных типов производных гексаазаизовюртцитана, содержащих ацильную группу, в различных типах растворителей/
Исследовали растворимости различных типов производных гексаазаизовюртцитана, содержащих ацильную группу, в различных типах растворителей. Результаты показаны в таблице 1.

Сокращения, приведенные в таблице 1, представляют собой соответственные соединения, описанные ниже:
WA₄H₂: тетраацетилгексаазаизовюртцитан
WA₆: гексаацетилгексаазаизовюртцитан
WA₄F₂ ^r: тетраацетилдиформилгексаазаизовюртцитан
WA₄B₂: тетраацетилдибензилгексаазаизовюртцитан
WA₄E₂: тетраацетилдиэтилгексаазаизовюртцитан
DMA_c: N,N-диметилацетамид
DMF: N N-диметилформамид
DM1: 1,3-диметил-2-имидазолидон
NMP: N-метил-2-пирролидон
EDE: этиленгликольдиэтиловый эфир
EDB: этиленгликольди-н-бутиловый эфир
DEDM: диэтиленгликольдиметиловый эфир
DEDE: диэтиленгликольдиэтиловый эфир
DEDB: диэтиленгликольдибутиловый эфир
Пример 1. /Дистилляционное осаждение кристаллов различных типов производных гексаазаизовюртцитана, содержащих ацильную группу, из различных типов смешанных растворителей, состоящих из первого растворителя и второго растворителя/
Для получения композиционной системы каждое из различных типов производных гексаазаизовюртцитана, содержащих ацильную группу, отдельно растворили в смешанном растворителе, состоящем из первого и второго растворителя. Затем из композиционной системы для осаждения кристаллов производного гексаазаизовюртцитана отогнали первый растворитель. Соответственные количества (г) применяемых первого и второго растворителей и результаты дистилляционного осаждения кристаллов показаны в таблице 2. В примере 1 дистилляцию для осаждения кристаллов осуществляли до такой степени, при которой содержание первого растворителя становилось равным 1% по весу или менее в расчете на общий вес первого и второго растворителей.

Сокращения, приведенные в таблице 2, представляют собой соответственные соединения, описанные ниже.

WA₄H₂: тетраацетилгексаазаизовюртцитан
WA₆: гексаацетилгексаазаизовюртцитан
WA₄F₂ ^r: тетраацетилдиформилгексаазаизовюртцитан
DMAc: N,N-диметилацетамид
DMF: N,N-диметилформамид
EDE: этиленгликольдиэтиловый эфир
EDB: этиленгликоль-ди-н-бутиловый эфир
DEDM: диэтиленгликольдиметиловый эфир
DEDE: диэтиленгликольдиэтиловый эфир.

Пример 2. /Дистилляционное осаждение кристаллов WA₄H₂, полученного путем реакций в соответствии с реакционной схемой:
WB₆ ---> WA₄B₂ ---> WA₄H₂ / /первый растворитель: вода; второй растворитель: N,N-диметилацетамид (DMAc)/
B 100 мл автоклав загрузили 2,1 г гексабензилгексаазаизовюртцитана, 3,15 г 10% Pd-C (в качестве катализатора), 1,84 г уксусного ангидрида и 30 мл DMAc и автоклав закрыли. Автоклав продули азотом. Затем в автоклав подали водородный газ для того, чтобы внутреннее давление в автоклаве стало равным 1,1 кгф/см².

Для осуществления реакции начали перемешивать содержимое автоклава со скоростью 700 оборотов в минуту или более, а внутреннюю температуру автоклава увеличили до 60^oC. Во время реакции для поддержания внутреннего давления в автоклаве равным 1,1 кгф/см² в автоклав непрерывно подавали водородный газ. Через 3 часа от начала реакции анализ реакционной системы GC показал, что выход тетраацетилдибензилгексаазаизовюртцитана достиг около 60% в расчете на гексабензилгексаазаизовюртцитан. Затем реакцию завершили и полученную реакционную смесь вытащили из автоклава, отфильтровали катализатор, содержащийся в реакционной смеси, и получили раствор.

В автоклав загрузили полученный раствор, 3,15 г 10% Pd-C (в качестве катализатора) и 30 мл воды и автоклав закрыли. Автоклав продули азотом. Затем в автоклав подали водородный газ для того, чтобы внутреннее давление в автоклаве стало равным 3,3 кгф/см².

Для осуществления реакции начали перемешивать содержимое автоклава со скоростью 700 оборотов в минуту или более, и внутреннюю температуру автоклава увеличили до 130^oC. Во время реакции для поддержания внутреннего давления в автоклаве равным 3,3 кгф/см² в автоклав непрерывно подавали водородный газ. Через 1 час от начала реакции анализ реакционной системы HPLC показал, что выход тетраацетилгексаазаизовюртцитана достиг около 60% в расчете на гексабензилгексаазаизовюртцитан (выход этой реакции менялся в диапазоне от 58 до 68%). Затем реакцию завершили и полученную реакционную смесь вытащили из автоклава, отфильтровали катализатор, содержащийся в реакционной смеси, и получили раствор.

Вышеупомянутый ряд реакций повторили 10 раз, и все из полученных растворов смешали вместе и получили смешанный раствор.

Для удаления растворителя смешанный раствор подвергли дистилляции (70^oC, 1 мм Hg) с применением роторного испарителя, снабженного баней постоянной температуры, вакуумным насосом и регулятором вакуума, вследствие чего получили 17,0 г вязкой суспензии (содержание тетраацетилгексаазаизовюртцитана: 56,8% по весу).

В смешанном растворителе, состоящем из 15 мл DMAc и 150 мл воды, для получения раствора растворили 5,0 г суспензии. Раствор загрузили в 300 мл колбу, имеющую форму баклажана, и подвергли дистилляции (70^oC, 50 мм Hg) с применением роторного испарителя, снабженного баней постоянной температуры, вакуумным насосом и регулятором вакуума, при этом удалили около 150 мл воды. После дистилляции колбу, имеющую форму баклажана, отсоединили от роторного испарителя и полученный остаток дистилляции, находящийся в колбе, имеющей форму баклажана, охладили до комнатной температуры и выдержали в течение 6 часов при комнатной температуре, вследствие чего произошло осаждение твердых частиц.

Осажденные твердые частицы собрали фильтрацией под разрежением и затем промыли 10 мл DMAc, вследствие этого получили влажное твердое вещество. Влажное твердое вещество подвергли сушке посредством вакуумной сушилки (70^oC, 1 мм Hg), вследствие этого получили 2,51 г тетраацетилгексаазаизовюртцитана в виде белого твердого вещества / выход при осаждении кристаллов: 80%; чистота: 98% (определенная HPLC).

Пример 3. /Выделение WA₄H₂ с высоким выходом посредством дистилляционного осаждения кристаллов WA₄H₂, полученного реакциями в соответствии с реакционной схемой:
WB₆ ---> WA₄B₂ ---> WA₄H₂/
B 100 мл автоклав загрузили 0,84 г 10% Pd-C (в качестве катализатора) и автоклав продули водородным газом для того, чтобы внутреннее давление в автоклаве стало равным 1,1 кгф/см². Затем содержимое автоклава перемешали со скоростью 50 оборотов в минуту при 60^oC в течение 2 часов. В автоклав посредством шприца быстро загрузили раствор, полученный путем растворения 2,1 г гексабензилгексаазаизовюртцитана и 1,82 г уксусного ангидрида в 30 мл DMAc, скорость перемешивания тотчас же увеличили до 700 оборотов в минуту и в течение 1 часа при температуре 60^oC осуществили реакцию. Во время реакции для поддержания внутреннего давления в автоклаве равным 1,1 кгф/см² в автоклав непрерывно подавали водородный газ. Посредством вышеупомянутой реакции получили тетраацетилдибензилгексаазаизовюртцитан (содержащий тетраацетилгексаазаизовюртцитан). В дальнейшем эта реакция будет отнесена к "реакции первой стадии". После реакции первой стадии в автоклав посредством шприца загрузили 30 мл воды и для поддержания внутреннего давления в автоклаве равным 9 кгф/см² в автоклав подали водородный газ, температуру реакции увеличили до 90^oC и продолжили перемешивание при 700 оборотах в минуту в течение 1 часа для осуществления дебензилирования. После указанного периода времени реакцию завершили, полученную реакционную смесь вытащили из автоклава и для получения раствора отфильтровали содержащийся в реакционной смеси катализатор. Анализ этого раствора HPLC показал, что раствор содержал 0,80 г тетраацетилгексаазаизовюртцитана и выход его достиг 80%. В дальнейшем реакция дебензилирования будет отнесена к "реакции второй стадии".

Раствор загрузили в колбу, имеющую форму баклажана, и подвергли дистилляции (50^oC, 10 мм Hg) с применением роторного испарителя, снабженного баней постоянной температуры, вакуумным насосом и регулятором вакуума, вследствие чего удалили 32 мл низкокипящих фракций (например, воды и толуола), имеющих точку кипения, которая ниже точки кипения DMAc. После дистилляции колбу, имеющую форму баклажана, отсоединили от роторного испарителя и полученный остаток дистилляции, находящийся в колбе, имеющей форму баклажана, охладили до комнатной температуры, вследствие чего осадились твердые частицы.

Осажденные твердые частицы собрали фильтрацией под разрежением и затем промыли 1 мл DMAc, вследствие этого получили влажное твердое вещество. Влажное твердое вещество подвергли сушке посредством вакуумной сушилки (70^oC, 1 мм Hg или менее), при этом получили 0,775 г тетраацетилгексаазаизовюртцитана в виде белого твердого вещества /выход при осаждении кристаллов: 97%; чистота: 98% (определена HPLC)/.

Пример 4. /Дистилляционное осаждение кристаллов WA₄/H₂, полученного путем реакций в соответствии с реакционной схемой: WB₆ ---> WA₄B₂ ---> WA₄H₂ / / первый растворитель: уксусная кислота; второй растворитель: диэтиленгликольдиэтиловый эфир/
Повторили по существу ту же самую методику, которая описана в примере 3, за исключением того, что в качестве реакционного растворителя для реакции первой стадии вместо DMAc применяли диэтиленгликольдиэтиловый эфир, время реакции для первой стадии реакции изменили с 1 часа на 10 часов и в качестве первого растворителя, который добавили к реакционной системе в момент времени между реакцией первой стадии и реакцией второй стадии, вместо воды применяли уксусную кислоту. В результате выход тетраацетилгексаазаизовюртцитана составил 72% в расчете на гексабензилгексаазаизовюртцитан /выход при осаждении кристаллов: 96%, чистота: 97% (определенная HPLC).

Пример 5. /Дистилляционное осаждение кристаллов WA₄H₂, полученного реакциями в соответствии с реакционной схемой: WA₄B₂ ---> WA₄H₂ / первый растворитель: уксусная кислота; второй растворитель: диэтиленгликольдиметиловый эфир/
B 100 мл автоклав загрузили 1,22 г тетраацетилдибензилгексаазаизовюртцитана, 0,84 г 10% Pd-C (в качестве катализатора), который восстановили гидразином, и смешанный растворитель, состоящий из 30 мл уксусной кислоты и 30 мл диэтиленгликольдиметилового эфира (в качестве реакционного растворителя), и автоклав закрыли. Автоклав продули азотом. Затем в автоклав подали водородный газ для того, чтобы внутреннее давление автоклава стало равным 9 кгф/см².

Для осуществления реакции в течение 1 часа перемешивание содержимого в автоклаве осуществляли со скоростью 700 оборотов в минуту и температуру автоклава увеличили до 90^oC.

Анализ реакционной системы HPLC показал, что выход тетраацетилгексаазаизовюртцитана составил 95% в расчете на тетраацетилдибензилгексаазаизовюртцитан.

Затем реакцию завершили, полученную реакционную смесь вытащили из автоклава, и для получения раствора в виде фильтрата содержащийся в реакционной смеси катализатор отфильтровали. Раствор подвергли дистилляционному осаждению кристаллов по существу тем же самым способом, который описан в примере 3, вследствие чего получили кристаллы тетраацетилгексаазаизовюртцитана /выход при осаждении кристаллов: 95%, чистота: 99% (определенная HPLC).

Пример 6. Дистилляционное осаждение кристаллов WA₄H₂, полученного реакцией в соответствии с реакционной схемой:
WA₄B₂ ---> WA₄H₂ / первый растворитель: уксусная кислота; второй растворитель: этиленгликоль-ди-н-бутиловый эфир (добавленный после реакции) /
Повторили по существу ту же самую реакцию, которая описана в примере 5, за исключением того, что в качестве реакционного растворителя применяли только 30 мл уксусной кислоты. После завершения реакции полученную реакционную смесь вытащили из автоклава, содержащийся в реакционной смеси катализатор отфильтровали, вследствие чего раствор получили в виде фильтрата.

К раствору добавили 30 мл этиленгликоль-ди-н-бутилового эфира и перемешали для получения гомогенного раствора. Гомогенный раствор подвергли дистилляционному осаждению кристаллов по существу тем же самым способом, который описан в примере 3, при этом получили кристаллы тетраацетилгексаазаизовюртцитана. В результате выход тетраацетилгексаазаизовюртцитана составил 87% в расчете на тетраацетилдибензилгексаазаизовюртцитан /выход при осаждении кристаллов: 94%; чистота: 99% (определенная HPLC)/
Пример 7. / Дистилляционное осаждение кристаллов WA₄H₂ полученного реакцией в соответствии с реакционной схемой: WA₄B₂ ---> WA₄H₂/ /первый растворитель: уксусная кислота + вода; второй растворитель: диэтиленгликольдиэтиловый эфир /
Повторили по существу такую же реакцию и дистилляционное осаждение кристаллов, которые описаны в примере 5, за исключением того, что в качестве реакционного растворителя использовали смешанный растворитель, состоящий из 20 мл уксусной кислоты и 10 мл воды. В результате выход тетраацетилгексаазаизовюртцитана составил 81% в расчете на тетраацетилдибензилгексаазаизовюртцитан/ выход при осаждении кристаллов: 96%, чистота: 97% (определенная HPLC)/.

Пример 8. /Дистилляционное осаждение кристаллов WA₄H₂, полученного реакциями в соответствии с реакционной схемой:
WB₆ ---> WA₄B₂ ---> WA₄H₂/ /первый растворитель: уксусная кислота; второй растворитель: диэтиленгликольдиэтиловый эфир + диэтиленгликольдиметиловый эфир/
Повторили по существу ту же самую методику, которая описана в примере 3, за исключением того, что в качестве реакционного растворителя для первой стадии реакции применяли смешанный растворитель, состоящий из 15 мл диэтиленгликольдиэтилового эфира и 15 мл диэтиленгликоль диметилового эфира, время реакции для первой стадии реакции изменили с 1 часа на 10 часов и в качестве первого растворителя, который добавили к реакционной системе в момент времени между реакцией первой стадии и реакцией второй стадии, вместо воды применяли уксусную кислоту. В результате выход тетраацетилгексаазаизовюртцитана составил 69% в расчете на гексабензилгексаазаизовюртцитан/ выход при осаждении кристаллов: 95%, чистота 98% (определенная HPLC)/.

Пример 9. /Дистилляционное осаждение кристаллов WA₄H₂, полученного реакцией в соответствии с реакционной схемой:
WB₆ ---> WA₄H₂/ /первый растворитель: вода (добавленная после реакции); второй растворитель: DMAc/
Повторили по существу ту же самую стадию реакции, которая описана в примере 3, за исключением того, что количество 10% Pd-C (в качестве катализатора) изменили на 3,15 г и время реакции изменили на 3 часа, вследствие чего получили реакционную смесь, содержащую тетраацетилгексаазаизовюртцитан.

Анализ реакционной смеси HPLC показал, что выход тетраацетилгексаазаизовюртцитана достиг 60% в расчете на гексабензилгексаазаизовюртцитан.

К реакционной смеси добавили 30 мл воды и перемешали в течение 30 минут при 40^oC для растворения осажденного тетраацетилгексаазаизовюртцитана. Затем содержащийся в реакционной смеси катализатор отфильтровали, вследствие чего получили раствор.

Раствор подвергли дистилляционному осаждению кристаллов по существу тем же самым способом, который описан в примере 3, получив при этом кристаллы тетраацетилгексаазаизовюртцитана / выход при осаждении кристаллов: 98%, чистота: 99% (определенная HPLC) /.

Пример 10. / Дистилляционное осаждение кристаллов WA₆, полученного реакциями в соответствии с реакционной схемой:
WA₄B₂ ---> WA₄H₂ ---> WA₆/ /первый растворитель: диэтиленгликольдиэтиловый эфир/
Повторили по существу ту же самую реакцию, которая описана в примере 5, за исключением того, что в качестве реакционного растворителя использовали диэтиленгликольдиэтиловый эфир. Полученную реакционную смесь вытащили из автоклава, отфильтровали содержащийся в реакционной смеси катализатор, вследствие чего получили раствор в виде фильтрата. К раствору добавили 2 г ацетилхлорида и перемешали при комнатной температуре в течение 1 часа для осуществления реакции. Посредством этой реакции ацетилировали N-H-группы тетраацетилгексаазаизовюртцитана для того, чтобы получить гексаацетилгексаазаизовюртцитан примерно в стехиометрическом количестве в расчете на тетраацетилдибензилгексаазаизовюртцитан. Полученную реакционную смесь подвергли дистилляционному осаждению кристаллов по существу тем же самым способом, который описан в примере 3, вследствие чего получили кристаллы гексаацетилгексаазаизовюртцитана с выходом 90% в расчете на тетраацетилдибензилгексаазаизовюртцитан / выход при осаждении кристаллов: 85%, чистота: 97% (определенная HPLC)/.

Пример 11. /Дистилляционное осаждение кристаллов WA₆, полученного реакциями в соответствии с реакционной схемой:
WB₆ ---> WA₄B₂ ---> WA₄H₂ ---> WA₆/ /первый растворитель: уксусная кислота; второй растворитель: диэтиленгликольдиметиловый эфир /
Повторили по существу ту же самую методику, которая описана в примере 3, за исключением того, что в качестве реакционного растворителя для реакции первой стадии применяли диэтиленгликольдиметиловый эфир, время реакции изменили на 10 часов, и в качестве первого растворителя, который добавили к реакционной системе в момент времени между реакцией первой стадии и реакцией второй стадии, применяли уксусную кислоту. Полученную реакционную смесь вытащили из автоклава, отфильтровали содержащийся в реакционной смеси катализатор при этом получили раствор в виде фильтрата. К раствору добавили 2 г ацетилхлорида и перемешали в течение 1 часа при 40^oC. Полученную реакционную смесь подвергли дистилляционному осаждению кристаллов по существу тем же самым способом, который описан в примере 3, вследствие этого получили кристаллы гексаацетилгексаазаизовюртцитана с выходом 64% в расчете на гексабензилгексаазаизовюртцитан / выход при осаждении кристаллов: 85%, чистота: 98% (определенная HPLC)/.

Пример 12. / Дистилляционное осаждение кристаллов WA₄F₂ ^r, полученного реакциями в соответствии с реакционной схемой:
WB₆ ---> WA₄B₂ ---> WA₄F₂ ^r/ /первый растворитель: муравьиная кислота; второй растворитель: диэтиленгликольдиэтиловый эфир)
Повторили по существу ту же самую методику, которая описана в примере 3, за исключением того, что в качестве реакционного растворителя для реакции первой стадии вместо DMAc применяли диэтиленгликольдиэтиловый эфир; время реакции для реакции первой стадии изменили с 1 часа на 10 часов, и в качестве первого растворителя, который добавили к реакционной системе в момент времени между реакцией первой стадии и реакцией второй стадии, вместо воды применяли муравьиную кислоту; реакцию второй стадии осуществляли в атмосфере азота вместо атмосферы водородного газа и время реакции для реакции второй стадии изменили с 1 часа на 5 часов. Муравьиная кислота, добавленная к реакционной системе в момент времени между реакцией первой стадии и реакцией второй стадии, имела следующие четыре функции:
(1) функцию формилирующего агента (для формилирования N-H-групп в тетраацетилгексаазаизовюртцитане, полученном во время реакции второй стадии, и получения, вследствие этого, тетраацетилдиформилгексаазаизовюртцитана);
(2) функцию растворителя для растворения тетраацетилдиформилгексаазаизовюртцитана;
(3) функцию восстановителя (благодаря этой функции муравьиной кислоты отпала необходимость в проведении реакции второй стадии в атмосфере водородного газа); и
(4) функцию первого растворителя, который отгоняют во время дистилляционного осаждения кристаллов.

Реакционную смесь, полученную реакцией второй стадии, вытащили из автоклава, отфильтровали катализатор, содержащийся в реакционной смеси, вследствие чего получили раствор в виде фильтрата. Раствор подвергли дистилляционному осаждению кристаллов по существу тем же способом, который описан в примере 3, вследствие этого получили тетраацетилдиформилгексаазаизовюртцитан с выходом 68% в расчете на гексабензилгексаазаизовюртцитан / выход при осаждении кристаллов: 97%; чистота: 98% (определенная HPLC).

Пример 13. /Дистилляционное осаждение кристаллов WA₄/F₂ ^r, полученного реакциями в соответствии с реакционной схемой:
WA₄B₂ ---> WA₄F₂ ^r/ (первый растворитель: муравьиная кислота; второй растворитель: этиленгликольдиэтиловый эфир /
Повторили по существу ту же самую методику, которая описана в примере 5, за исключением того, что в качестве реакционных растворителей использовали 30 мл муравьиной кислоты и 30 мл этиленгликольдиэтилового эфира; реакцию осуществили в атмосфере азота вместо водородного газа; время реакции изменили с 1 часа на 3 часа; и температуру реакции изменили с 90^oC на 80^oC. В результате получили тетраацетилдиформилгексаазаизовюртцитан с выходом 95% в расчете на тетраацетилдибензилгексаазаизовюртцитан / выход при осаждении кристаллов: 98%; чистота: 98% (определенная HPLC) /.

Пример 14. / Синтез WA₄H₂, в котором побочный продукт карбоновую кислоту удалили азеотропной дистилляцией / /WB₆ ---> WA₄B₂ ---> (азеотропная дистилляция) ---> WA₄H₂ / (первый растворитель: вода; второй растворитель: DMAc)
Реакцию первой стадии осуществили по существу тем же самым способом, который описан в примере 3, вследствие этого получили реакционную смесь, содержащую тетраацетилдибензилгексаазаизовюртцитан. Полученную реакционную смесь вытащили из автоклава и затем для удаления катализатора подвергли фильтрации. К образованному фильтрату для получения смеси добавили 60 мл толуола. С применением дистилляционной колонки, дно которой соединено с выпарным аппаратом, полученную смесь подвергли дистилляции для удаления уксусной кислоты вместе с толуолом посредством азеотропной дистилляции. В результате в выпарном аппарате получили раствор DMAc, содержащий приблизительно 30 мл толуола. Затем раствор DMAc подвергли дистилляции для отгонки толуола. Полученный раствор DMAc имел концентрацию уксусной кислоты, равную 2% или менее.

В 100 мл автоклав загрузили вышеупомянутый раствор DMAc, 0,84 г 10% Pd-C (в качестве катализатора), который до применения восстановили гидразином, и 30 мл воды и автоклав закрыли. Автоклав продули азотом. Затем в автоклав подали водородный газ для того, чтобы внутреннее давление в автоклаве стало равным 9 кгф/см². После этого начали перемешивание раствора DMAc в автоклаве со скоростью перемешивания 700 оборотов в минуту, и для осуществления реакции температуру в автоклаве увеличили до 90^oC. После того, как температура в автоклаве стала равной 90^oC, реакцию продолжили в течение 1 часа. После завершения реакции полученную реакционную смесь вытащили из автоклава и для удаления катализатора подвергли фильтрации. Полученный фильтрат подвергли дистилляционному осаждению кристаллов по существу тем же самым способом, который описан в примере 3, вследствие этого получили смесь, содержащую тетраацетилгексаазаизовюртцитан / выход: 76%; чистота: 98% (определенная
HPLC); выход при осаждении кристаллов: 98% /.

Поскольку в этом способе содержание уксусной кислоты в смеси, полученной дистилляционным осаждением кристаллов, составляет 2% или менее, можно легко осуществить рециркуляцию DMAc путем подвержения смеси повторной дистилляции (так как уксусная кислота вызывает разложение скелета гексабензилгексаазаизовюртцитана, примененного в качестве исходного материала, растворитель, содержащий большое количество уксусной кислоты, не может быть использован в качестве растворителя для реакции первой стадии).

Пример 15. /Синтез WA₄H₂, в котором побочную карбоновую кислоту удалили азеотропной дистилляцией /
Путь реакции: WB₆ ----> WA₄B₂ ---> WA₄H₂ ---> (азеотропная дистилляция) /
(первый растворитель: вода; второй растворитель: DMAc)
Для получения реакционной смеси реакции первой стадии и второй стадии осуществили по существу тем же самым способом, который описан в примере 3. Полученную реакционную смесь вытащили из автоклава и затем для удаления катализатора повергли фильтрации. Полученную смесь подвергли дистилляционному осаждению кристаллов по существу тем же самым способом, который описан в примере 3, вследствие этого получили смесь, содержащую тетраацетилгексаазаизовюртцитан /выход: 79%, чистота: 97% (определенная HPLC); выход при осаждении кристаллов: 94% /.

К смеси, полученной дистилляционным осаждением кристаллов, добавили 60 мл толуола и полученную смесь подвергли дистилляции для удаления уксусной кислоты азеотропной дистилляцией. В результате в выпарном аппарате получили раствор DMAc, содержащий около 30 мл толуола. Полученный раствор DMAc подвергли повторной дистилляции для удаления толуола. Полученный в результате раствор DMAc имел концентрацию уксусной кислоты 2% или менее.

Примеры 16 - 20. / Опыты, иллюстрирующие преимущество, достигнутое за счет применения в реакции в соответствии с реакционной схемой: WB₆ ---> WA_nB_(6-n) органического растворителя, содержащего амидную группу (n - целое число, равное 4 или 5) /
Для оценки влияния кислотности и основности реакционного растворителя на реакцию в соответствии с реакционной схемой: WB₆ ---> WA_nB_(6-n) осуществили опыты с применением соответственно в качестве реакционных растворителей уксусной кислоты (AcOH: кислотный растворитель), этиленбензола (EB: нейтральный растворитель), N,N-диметилацетамида (DMAc: слабоосновный растворитель), 1,3-диметил-2-имидазолидона (DMI: слабоосновный растворитель) и N,N-диметиланимина (DMA: основный растворитель). Каждый из опытов осуществляли следующим образом.

В 300 мл трубу высокого давления (изготовленную из нержавеющей стали SUS) загрузили 0,118 г (0,167 ммоля) гексабензилгексаазаизовюртцитана, 0,106 г 10% Pd-C (в качестве катализатора), 0,859 г (9,00 ммолей) уксусного ангидрида, и 10 мл реакционного растворителя. Трубу высокого давления продули азотом. Затем в трубу подали водородный газ для того, чтобы внутреннее давление трубы стало равным 2 кгф/см². Трубу поместили в вибратор, имеющий температуру 60^oC, и осуществили встряхивание со скоростью от 90 до 100 встряхиваний в минуту в течение 4 часов для проведения реакции. После завершения реакции полученную реакционную смесь вытащили из трубы и подвергли анализу GC. Результаты показаны в таблице 3.

Все количества в таблице 3 приведены в ммолях.

B представляет собой бензильную группу;
A представляет собой ацетильную группу; и
E представляет собой этильную группу.

^*1: Соединение, полученное из бензильных групп посредством реакции дебензилирования. Образованное количество толуола показывает степень развития реакции.

^*2: Соединение, генерированное ацетилированием бензиламина, где бензиламин является продуктом разложения скелета WB₆ посредством кислотных продуктов. Образованное количество этого соединения показывает степень развития разложения скелета.

^*3: Общее количество соединений, имеющих скелет гексаазаизовюртцитана, которое обнаружено посредством газовой хроматографии. Общее количество содержит количество производных гексаазаизовюртцитана, которые не показаны в таблице 3.

Как следует из таблицы 3, когда реакцию осуществляют с применением слабоосновного растворителя, содержащего амидную группу, например DMAc или DMI, появление разложения скелета подавляется и выход соединений, имеющих скелет гексаазаизовюртцитана, является высоким по сравнению со случаем, когда реакцию осуществляют с применением кислотного растворителя, например AcOH, или нейтрального растворителя, например EB. Кроме того, когда реакцию осуществляют с применением основного растворителя, например MA, разложение скелета по существу не происходит; однако реакционная способность является слишком низкой, поэтому получается только WA₂B₄, который является промежуточным соединением, образованным на ранней стадии реакции в соответствии с реакционной схемой: WB₆ ---> WA_nB_(6-n).

Примеры 21 - 24.

В этих примерах осуществили опыты для того, чтобы показать, что если лаже реакцию WB₆ ---> WA_nB_(6-n) осуществляют при высокой температуре, применение в такой реакции слабоосновного органического растворителя, содержащего амидную группу, обеспечивает подавление разложения скелета. Опыты осуществляли следующим образом.

В 300 мл трубу высокого давления (изготовленную из нержавеющей стали SUS) загрузили 0,118 г (0,167 ммоля) гексабензилгексаазаизовюртцитана, 0,106 г 10% Pd-C (в качестве катализатора), 0,510 г (5,00 ммолей) уксусного ангидрида и 10 мл DMAc. Трубу продули азотом. Затем в трубу подали водородный газ для того, чтобы внутреннее давление трубы стало равным 2 кгф/см². Трубу поместили в вибратор и осуществили встряхивание со скоростью от 100 до 110 встряхиваний в минуту в течение 4 часов при различной постоянной температуре.

После завершения реакции полученную реакционную смесь вытащили из трубы и подвергли анализу GC. Результаты показаны в таблице 4.

В таблице 4:
B представляет собой бензильную группу;
A представляет собой ацетильную группу; и
E представляет собой этильную группу.

^*1: Соединение, полученное из бензильных групп посредством реакции дебензилирования. Образованное количество толуола показывает степень развития реакции.

^*2: Общее количество соединений, имеющих скелет гексаазаизовюртцитана, которое обнаружено посредством газовой хроматографии. Общее количество содержит количества производных гексаазаизовюртцитана, которые показаны в таблице 4.

Как следует из таблицы 4, применение в качестве реакционного растворителя слабоосновного органического растворителя, содержащего амидную группу, является выгодным, потому, что даже в том случае, когда реакцию осуществляют при высокой температуре (до 165^oC), разложения скелета почти не происходит.

В качестве сравнительного опыта повторили по существу ту же самую методику, которая описана в примере 7, за исключением того, что в качестве реакционного растворителя применяли EB. В результате выход соединений, имеющих скелет гексаазаизовюртцитана, составил только 60% или менее (0,100 ммоля или менее).

Пример 25.

В этом примере осуществили опыт для того, чтобы показать, что если в реакции в соответствии с реакционной схемой: WB₆ ---> WA_nB_(6-n) применяют реакционный растворитель, содержащий AcOH в количестве около 5% по весу или менее в расчете на вес реакционного растворителя, то AcOH, содержащийся в реакционном растворителе в таком маленьком количестве, не оказывает неблагоприятного влияния на реакцию.

Реакцию первой стадии осуществили по существу тем же самым способом, который описан в примере 3, за исключением того, что к DMAc (реакционному растворителю) добавили 1,5 мл уксусной кислоты и время реакции изменили на 2 часа.

В результате выходы тетраацетилдибензилгексаазаизовюртцитана и тетраацетилгексаазаизовюртцитана составили соответственно 52% и 21% в расчете на гексабензилгексаазаизовюртцитан.

Пример 26.

В этом примере осуществили опыт для того, чтобы показать, что если даже реакцию первой стадии осуществляют с применением WB₆ в таком большом количестве, как около 14% по весу в расчете на вес реакционного растворителя, то реакция первой стадии все равно происходит.

Реакцию первой стадии осуществили по существу тем же способом, который описан в примере 3, за исключением того, что количество гексабензилгексаазаизовюртцитана и 10% Pd-C изменили соответственно на 4,2 г и 2,1 г и время реакции изменили на 40 минут.

В результате выходы тетраацетилдибензилгексаазаизовюртцитана и тетраацетилгексаазаизовюртцитана составили соответственно 53 и 19% в расчете на гексабензилгексаазаизовюртцитан.

Пример 27.

К 5,0 г вязкой суспензии, содержащей 56,8% по весу тетраацетилгексаазаизовюртцитана, полученного тем же самым способом, который описан в примере 2, добавили 150 мл воды и 100 мл хлороформа, затем для растворения суспензии осуществили перемешивание. Полученный раствор выдержали для образования слоя хлороформа и водного слоя. Затем извлекли водный слой и подвергли дистилляции под пониженным давлением для удаления жидкого компонента, вследствие этого получили 2,26 г тетраацетилгексаазаизовюртцитана в сухом виде / выход при осаждении кристаллов: 80%; чистота: 95% (определенная HPLC) /.

Промышленная применимость
Способ настоящего изобретения является коммерчески выгодным, потому что он может быть применен для получения производного гексаазаизовюртцитана, содержащего ацильную группу, в высокочистой форме, с высоким выходом и при небольших затратах, при этом производное гексаазаизовюртцитана является пригодным в качестве предшественника производного гексанитроизовюртцитана, которое может быть использовано для усовершенствования эксплуатационных качеств обычных взрывчатых веществ.

Описывается способ выделения производного гексаазаизовюртцитана, содержащего ацильную группу, который включает (I) получение композиционной системы, содержащей: (а) смешанный растворитель, состоящий, по меньшей мере, из одного первого растворителя, выбранного из группы, состоящей из воды и карбоновых кислот, и, по меньшей мере, одного второго растворителя, выбранного из группы, состоящей из содержащих амидную или эфирную группы органических растворителей; (b) производное гексаазаизовюртцитана, содержащее ацильную группу, следующей формулы (1): WA_nH_(6-n) (1), где n представляет собой целое число, равное 4 или 6, каждый А независимо представляет собой ацильную группу, имеющую от 1 до 10 атомов углерода, Н представляет собой атом водорода и W представляет собой шестивалентный остаток гексаазаизовюртцитана следующей формулы (2); причем, по меньшей мере, часть ацилсодержащего производного гексаазаизовюртцитана (b) растворена в смешанном растворителе (а); (II) удаление из композиционной системы, по меньшей мере, части первого растворителя для осаждения кристаллов ацилсодержащего производного гексаазаизовюртцитана (в); и (III) выделение осажденных кристаллов из композиционной системы. Это соединение, полезное для использования в качестве предшественника взрывчатой добавки с высокими эксплуатационными свойствами (в частности, гексанитрогексаазаизовюртцитана), может быть легко получено с высокой чистотой, с высоким выходом и при небольших затратах. 4 с. и 32 з.п.ф-лы, 4 табл.

1. Способ выделения производного гексаазаизовюртцитана, содержащего ацильную группу, отличающийся тем, что включает: (I) получение композиционной системы, содержащей: (а) смешанный растворитель, состоящий, по меньшей мере, из одного первого растворителя, выбранного из группы, состоящей из воды и карбоновых кислот, и, по меньшей мере одного второго растворителя, выбранного из группы, состоящей из содержащих амидную или эфирную группы органических растворителей, (b) производное гексаазаизовюртцитана, содержащее ацильную группу, следующей формулы 1:
WA_nH_(6-n),
где n представляет собой целое число, равное 4 или 6;
каждый А независимо представляет собой ацильную группу, имеющую от 1 до 10 атомов углерода;
Н представляет собой атом водорода;
W представляет собой шестивалентный остаток гексаазаизовюртцитана следующей формулы 2:

причем, по меньшей мере, часть ацилсодержащего производного гексаазаизовюртцитана (b) растворена в смешанном растворителе (а); (II) удаление из композиционной системы, по меньшей мере, части первого растворителя для осаждения кристаллов ацилсодержащего производного гексаазаизовюртцитана (b); и (III) выделение осажденных кристаллов из композиционной системы. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что ацилсодержащее производное гексаазаизовюртцитана (b) формулы 1 является продуктом, полученным синтезом с применением реакционного растворителя, состоящего из первого и второго растворителей. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что в композиционной системе, полученной на стадии I, смешанный растворитель, состоящий из первого и второго растворителей, получают, по меньшей мере, из одного реакционного растворителя. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что второй растворитель имеет точку кипения выше точки кипения первого растворителя и удаление, по меньшей мере, части первого растворителя из композиционной системы осуществляют дистилляцией. 5. Способ по п.3, отличающийся тем, что второй растворитель имеет точку кипения выше точки кипения первого растворителя и удаление, по меньшей мере, части первого растворителя из композиционной системы осуществляют дистилляцией. 6. Способ по п.5, отличающийся тем, что ацилсодержащее производное гексаазаизовюртцитана (b) представляет собой тетраацилгексаазаизовюртцитан следующей формулы 3:
WA₄H₂,
где каждый из А, Н и W определен выше для формулы 1,
и который получают синтезом с применением, по меньшей мере, двух реакционных растворителей, представляющих собой, по меньшей мере, один первый растворитель и, по меньшей мере, один второй растворитель, где в композиционной системе, полученной на стадии I, по меньшей мере, один первый растворитель и, по меньшей мере, один второй растворитель получают, по меньшей мере, из двух реакционных растворителей, и где, по меньшей мере, один первый растворитель выбирают из группы, состоящей из воды и уксусной кислоты, и, по меньшей мере, один второй растворитель выбирают из группы, состоящей из органических растворителей, имеющих точку кипения выше точки кипения воды, когда первым растворителем является вода, или имеющих точку кипения выше точки кипения уксусной кислоты, когда первым растворителем является уксусная кислота или смесь воды и уксусной кислоты. 7. Способ по п. 5, отличающийся тем, что ацилсодержащее производное гексаазаизовюртцитана (b) представляет собой тетраацилгексаазаизовюртцитан следующей формулы 3:
WA₄H₂,
где каждый из А, Н и W определен выше для формулы 1,
и который получают синтезом с применением, по меньшей мере, двух реакционных растворителей, представляющих собой по меньшей мере, один первый растворитель и, по меньшей мере, один второй растворитель, где в композиционной системе, полученной на стадии I, по меньшей мере, один первый растворитель и, по меньшей мере, один второй растворитель получают, по меньшей мере, из двух реакционных растворителей, и где первым растворителем является вода и, по меньшей мере, один второй растворитель выбирают из группы, состоящей из органических растворителей, содержащих амидную группу, имеющих совместимость с водой и имеющих точку кипения выше точки кипения воды. 8. Способ по п. 6, отличающийся тем, что синтез тетраацилгексаазаизовюртцитана формулы 3 включает введение тетраацилбис(арилметил)гексаазаизовюртцитана следующей формулы 4:
WA₄В₂,
где каждый В независимо представляет собой арилметильную группу, имеющую от 7 до 21 атома углерода;
каждый W и А определены выше для формулы 1,
в реакцию деарилметилирования в присутствии, по меньшей мере, двух реакционных растворителей. 9. Способ по п. 7, отличающийся тем, что синтез тетраацилгексаазаизовюртцитана формулы 3 включает введение тетраацилбис(арилметил)гексаазаизовюртцитана следующей формулы 4:
WA₄В₂,
где каждый В независимо представляет собой арилметильную группу, имеющую от 7 до 21 атома углерода;
каждый из W и А определен выше для формулы 1,
в реакцию деарилметилирования в присутствии, по меньшей мере, двух реакционных растворителей. 10. Способ по п.5, отличающийся тем, что ацилсодержащее производное гексаазаизовюртцитана (b) представляет собой тетраацилгексаазаизовюртцитан следующей формулы 3:
WA₄Н₂,
где каждый из А, Н и W определен выше для формулы 1,
и который получают синтезом с применением, по меньшей мере, двух реакционных растворителей, представляющих собой, по меньшей мере, один первый растворитель и, по меньшей мере, один второй растворитель, где в композиционной системе, полученной на стадии (I), по меньшей мере, один первый растворитель и, по меньшей мере, один второй растворитель получают, по меньшей мере, из двух реакционных растворителей, и где первым растворителем является вода и, по меньшей мере один второй растворитель выбирают из группы, состоящей из содержащих амидную группу органических растворителей, имеющих совместимость с водой и имеющих точку кипения, которая выше точки кипения воды, где синтез тетраацилгексаазаизовюртцитана формулы 3 включает следующие стадии: (i) введение гексакис(арилметил)гексаазаизовюртцитана в реакцию восстановительного деарилметилирования в присутствии ацилирующего агента с получением реакционной смеси (i), содержащей тетраацилбис(арилметил)гексаазаизовюртцитан следующей формулы 4:
WA₄В₂,
где каждый В независимо представляет собой арилметильную группу, имеющую от 7 до 21 атома углерода;
каждый из W и А определен выше для формулы 1,
и содержащей карбоновую кислоту и арилметан в качестве побочных продуктов, (ii) добавление воды к реакционной смеси и (iii) последующее введение полученной реакционной смеси в реакцию деарилметилирования с получением реакционной смеси (iii), содержащей тетраацилгексаазаизовюртцитан формулы 3 и арилметан в качестве побочного продукта. 11. Способ по п.10, отличающийся тем, что побочную карбоновую кислоту, полученную на стадии (i), удаляют из реакционной смеси (i), полученной на стадии (i), методом азеотропной дистилляции вместе с арилметаном, представляющим собой арилметановый побочный продукт, полученный на стадии (i). 12. Способ по п.10, отличающийся тем, что побочную карбоновую кислоту, полученную на стадии (i), удаляют методом азеотропной дистилляции вместе с арилметаном, представляющим собой арилметановый побочный продукт, полученный на стадии (i) и на стадии (iii), из композиционной системы во время удаления первого растворителя дистилляцией на стадии (II) или из части композиционной системы, которая остается после выделения осажденных кристаллов из композиционной системы на стадии (III). 13. Способ по п.10, отличающийся тем, что второй растворитель представляет собой, по меньшей мере, один органический растворитель, содержащий амидную группу, выбранный из N, N-диметилацетамида, N, N-диметилформамида, 1,3-диметил-2-имидазолидона и N-метил-2-пирролидона. 14. Способ по п.11, отличающийся тем, что второй растворитель представляет собой, по меньшей мере, один органический растворитель, содержащий амидную группу, выбранный из N, N-диметилацетамида, N, N-диметилформамида, 1,3-диметил-2-имидазолидона и N-метил-2-пирролидона. 15. Способ по п.12, отличающийся тем, что второй растворитель представляет собой, по меньшей мере, один органический растворитель, содержащий амидную группу, выбранный из N, N-диметилацетамида, N, N-диметилформамида, 1,3-диметил-2-имидазолидона и N-метил-2-пирролидона. 16. Способ по п.11, отличающийся тем, что побочной карбоновой кислотой является уксусная кислота и арилметаном является толуол. 17. Способ по п.12, отличающийся тем, что побочной карбоновой кислотой является уксусная кислота и арилметаном является толуол. 18. Способ по п.14, отличающийся тем, что побочной карбоновой кислотой является уксусная кислота и арилметаном является толуол. 19. Способ по п.15, отличающийся тем, что побочной карбоновой кислотой является уксусная кислота и арилметаном является толуол. 20. Способ по п. 4, отличающийся тем, что ацилсодержащее производное гексаазаизовюртцитана (b) представляет собой гексаацилгексаазаизовюртцитан следующей формулы 8:
WA₆,
где каждый из W и А определен выше для формулы 1,
и где, по меньшей мере, один первый растворитель выбирают из группы, состоящей из воды и уксусной кислоты, и по меньшей мере, один второй растворитель выбирают из группы, состоящей из содержащих эфирную группу органических растворителей, имеющих точку кипения выше точки кипения воды, когда первым растворителем является вода, или имеющих точку кипения выше точки кипения уксусной кислоты, когда первым растворителем является уксусная кислота или смесь воды и уксусной кислоты. 21. Способ по п.5, отличающийся тем, что ацилсодержащее производное гексаазаизовюртцитана (b) представляет собой тетраацилдиформилгексаазаизовюртцитан следующей формулы 9:
WA₄F₂ ^r,
где каждый F^r представляет собой формильную группу;
каждый из W и А определен выше для формулы 1,
и который получают синтезом с применением, по меньшей мере, двух реакционных растворителей, представляющих собой, по меньшей мере, один первый растворитель и, по меньшей мере, один второй растворитель, где в композиционной системе, полученной на стадии (I), по меньшей мере, один первый растворитель и, по меньшей мере, один второй растворитель получают, по меньшей мере, из двух реакционных растворителей, и где первым растворителем является муравьиная кислота и, по меньшей мере, один второй растворитель выбирают из группы, состоящей из содержащих эфирную группу органических растворителей, имеющих точку кипения выше точки кипения муравьиной кислоты. 22. Способ по п.21, отличающийся тем, что синтез тетраацилдиформилгексаазаизовюртцитана формулы 9 включает введение тетраацилбис(арилметил)гексаазаизовюртцитана следующей формулы 4:
WA₄B₂,
где каждый В независимо представляет собой арилметильную группу, имеющую от 7 до 21 атома углерода;
каждый из W и А определен выше для формулы 1,
в реакцию деарилметилирования в присутствии реакционного растворителя. 23. Способ по п.21 или 22, отличающийся тем, что синтез тетраацилдиформилгексаазаизовюртцитана формулы 9 включает следующие стадии: (iii) введение гексакис(арилметил)гексаазаизовюртцитана в реакцию восстановительного деарилметилирования в присутствии ацилирующего агента для получения реакционной смеси, содержащей тетраацилбис(арилметил)гексаазаизовюртцитан следующей формулы 4:
WA₄B₂,
где каждый В независимо представляет собой арилметильную группу, имеющую от 7 до 21 атома углерода;
каждый из W и А определен выше для формулы 1,
(iv) добавление к реакционной смеси муравьиной кислоты и (v) последующее деарилметилирование полученной реакционной смеси. 24. Способ по п.21, отличающийся тем, что второй растворитель представляет собой, по меньшей мере, один органический растворитель, содержащий эфирную группу, выбранный из этиленгликольдиэтилового эфира, этиленгликоль-ди-н-бутилового эфира, диэтиленгликольдиметилового эфира и диэтиленгликольдиэтилового эфира. 25. Способ по п.22, отличающийся тем, что второй растворитель представляет собой, по меньшей мере, один органический растворитель, содержащий эфирную группу, выбранный из этиленгликольдиэтилового эфира, этиленгликоль-ди-н-бутилового эфира, диэтиленгликольдиметилового эфира и диэтиленгликольдиэтилового эфира. 26. Способ по п.23, отличающийся тем, что второй растворитель представляет собой, по меньшей мере, один органический растворитель, содержащий эфирную группу, выбранный из этиленгликольдиэтилового эфира, этиленгликоль-ди-н-бутилового эфира, диэтиленгликольдиметилового эфира и диэтиленгликольдиэтилового эфира. 27. Способ по п.8 или 9, отличающийся тем, что тетраацилбис(арилметил)гексаазаизовюртцитан формулы 4 получают способом, включающим введение гексакис(арилметил)гексаазаизовюртцитана в реакцию восстановительного деарилметилирования в присутствии ацилирующего агента и органического растворителя, содержащего амидную группу. 28. Способ по п.27, где органический растворитель, содержащий амидную группу, представляет собой, по меньшей мере, одно соединение, выбранное из группы, состоящей из N,N-диметилацетамида, N,N-диметилформамида, 1,3-диметил-2-имидазолидона и N-метил-2-пирролидона. 29. Способ получения ацилсодержащего производного гексаазаизовюртцитана, включающий: (А) получение композиционной системы, содержащей: (a') смешанный растворитель, состоящий из воды и, по меньшей мере, одного органического растворителя, который можно отделить от воды, и (b') производное гексаазаизовюртцитана, содержащее ацильную группу следующей формулы 12:
WA_nH_(6-n),
где n представляет собой целое число, равное 4 или 6;
каждый А независимо представляет собой ацильную группу, имеющую от 1 до 10 атомов углерода;
Н представляет собой атом водорода;
W представляет собой шестивалентный остаток гексаазаизовюртцитана следующей формулы 13:

причем композиционная схема включает органическую фазу и водную фазу, содержащую растворенную в ней, по меньшей мере, часть ацилсодержащего производного гексаазаизовюртцитана (b'); (В) отделение водной фазы от композиционной системы и (С) выпаривание воды из водной фазы для получения производного гексаазаизовюртцитана (b') в чистом виде. 30. Способ по п.29, отличающийся тем, что n в формуле 12 равен 4. 31. Способ по п.29, отличающийся тем, что n в формуле 12 равен 6 и где две группы А в формуле 12 являются формильными группами, а оставшиеся четыре группы А являются ацильными группами, исключая формильную группу. 32. Способ получения тетраацилбис(арилметил)гексаазаизовюртцитана следующей формулы 4:
WA₄B₂,
где каждый А независимо представляет собой ацильную группу, имеющую от 1 до 10 атомов углерода;
В представляет собой арилметильную группу, имеющую от 7 до 21 атома углерода;
W представляет собой остаток гексаазаизовюртцитана следующей формулы 2

включающий введение гексакис(арилметил)гексаазаизовюртцитана в реакцию восстановительного деарилметилирования в присутствии ацилирующего агента и органического растворителя, содержащего амидную группу, с получением тетраацилбис(арилметил)гексаазаизовюртцитана в виде его смеси с содержащим амидную группу органическим растворителем. 33. Способ по п. 32, отличающийся тем, что органический растворитель, содержащий амидную группу, представляет собой, по меньшей мере, одно соединение, выбранное из группы, состоящей из N, N-диметилацетамида, N, N-диметилформамида, 1,3-диметил-2-имидазолидона и N-метил-2-пирролидона. 34. Способ получения тетраацилгексаазаизовюртцитана следующей формулы 3:
WA₄H₂,
где каждый А независимо представляет собой ацильную группу, имеющую от 1 до 10 атомов углерода;
Н представляет собой атом водорода;
W представляет собой остаток гексаазаизовюртцитана следующей формулы 2:

включающий введение тетраацилбис(арилметил)гексаазаизовюртцитана следующей формулы 4:
WA₄B₂,
где каждый А независимо представляет собой ацильную группу, имеющую от 1 до 10 атомов углерода;
В представляет арилметильную группу, имеющую от 7 до 21 атома углерода;
W представляет собой остаток гексаазаизовюртцитана следующей формулы 2:

в реакцию восстановительного деарилметилирования в присутствии ацилирующего агента и растворителя, причем указанный растворитель включает смесь воды и органического растворителя, содержащего амидную группу. 35. Способ по п.34, отличающийся тем, что тетраацилбис(арилметил)гексаазаизовюртцитан получают путем восстановительного деарилметилирования гексабис(арилметил)гексаазаизовюртцитана следующей формулы:
WB₆,
где каждый из W и В определен выше для формулы 4,
в присутствии ацилирующего агента и органического растворителя, содержащего амидную группу. 36. Способ по п.34 или 35, отличающийся тем, что органический растворитель представляет собой, по меньшей мере, одно соединение, выбранное из группы, состоящей из N, N-диметилацетамида, N, N-диметилформамида, 1,3-диметил-2-имидазолидона и N-метил-2-пирролидона.

Приоритет по пунктам:
14.10.96 по пп.32-36;
17.04.97 по пп.1-10, 13, 27, 28, 29, 30.