通过乙酰丙酸与硝基化合物的还原胺化生产5-甲基-N-芳基-2-吡咯烷酮和5-甲基-N-烷基-2-制造技术

本发明专利技术涉及一种利用任选地有载体的金属催化剂，通过乙酰丙酸与硝基化合物的还原胺化，生产５－甲基－Ｎ－芳基－２－吡咯烷酮、５－甲基－Ｎ－环烷基－２－吡咯烷酮、和５－甲基－Ｎ－烷基－２－吡咯烷酮的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种利用任选地有载体的金属催化剂，通过乙酰丙酸与硝基化合物的还原胺化，生产5-甲基-N-芳基-2-吡咯烷酮、5-甲基-N-环烷基-2-吡咯烷酮、和5-甲基-N-烷基-2-吡咯烷酮的方法。
技术介绍
乙酰丙酸是己糖酸解的一种众所周知产物，而且可以从纤维素原料廉价地获得。因此，它是一种生产很多有用5碳化合物及其衍生物方面的有吸引力起始原料。例如，在很多工业应用包括电子工业(光致抗蚀剂反提剂)、工业清洁剂、油/气井维护、和纤维染色中，使用N-环己基-2-吡咯烷酮作为一种溶剂或中间体。N--2-吡咯烷酮可用于工业清洁、印刷墨、以及汽油和油添加剂。N-辛基-2-吡咯烷酮可用于，例如，农业产品的制造、作为洗涤剂和分散剂、用于工业和金属清洁剂、用于印刷墨、和用于纤维染色。Emmert(Ber.d.deutschen chemischen Gesellschaft，1907，40912)描述了一种通过乙酰丙酸和硝基苯的同时电解还原生产5-甲基-1-苯基吡咯烷酮的方法。该反应在90安培-小时和16℃～33℃的电流和温度等数量下分别进行5～22.5小时。这种方法是复杂的，而且只产生苯基衍生物。美国专利No.3,337,585公开了一种利用乙酰丙酸和伯烷基胺、在50℃～350℃的温度、在一氧化碳下、在1.0-101MPa的压力制备5-甲基-1-烷基-2-吡咯烷酮的方法。另外的潜在伯胺包括亚烷基二胺、芳基胺和环烷基胺。没有使用含有NO2基团的化合物。美国专利No.3,235,562描述了一种通过氧化羧酸化合物的还原胺化生产内酰胺的蒸气相法。可以使用挥发性烷基或芳基伯胺；不使用硝基化合物。Candeloro和Bowie(Aust.J.Chem.，1978，312031-2037)描述了一种通过在氮气氛下使乙酸丙酸与苯胺反应生产5-甲基-2，3-二氧-1H-苯并氮杂-2-酮和5-(2-甲基-5-氧代-1-苯基吡咯烷-2-基)-4-氧代-N-苯基戊酰胺的方法。芳基、烷基和环烷基吡咯烷酮的一种高效率、低成本生产方法会是有利的。
技术实现思路
本专利技术是一种如以下更详细说明的、在催化剂的存在下使乙酰丙酸和硝基化合物转化成芳基、烷基和环烷基吡咯烷酮的新颖一步方法。具体地说，本专利技术涉及5-甲基-N-芳基-2-吡咯烷酮(III)、5-甲基-N-环烷基-2-吡咯烷酮(IV)、或其混合物的一种制备方法，包含在一种催化剂和氢气的存在下使化合物乙酰丙酸(I)与一种芳基硝基化合物(II)接触的步骤 式中R1是一种有6～30个碳的芳香族基团，且R2是R1的一种全还原或部分还原衍生物，且其中5-甲基-N-芳基-2-吡咯烷酮(III)、5-甲基-N-环烷基-2-吡咯烷酮(IV)、或其混合物可以包含所生成产物总量的100wt％，或其中还可以产生另外的产物。本专利技术方法中可以使用的催化剂选自钯、钌、铼、铑、铱、铂、镍、钴、铜、铁、锇组成的一组中的金属；其化合物；及其组合。本专利技术也涉及5-甲基-N-烷基-2-吡咯烷酮(VI)的制备方法，包含在一种催化剂和氢气的存在下使乙酰丙酸(I)与烷基硝基化合物(V)接触的步骤 式中R3是一种有1～30个碳的烷基，且R3可以是C1-C30无取代或有取代烷基、C1-C30无取代或有取代链烯基、C1-C30无取代或有取代链炔基、C3-C30无取代或有取代环烷基、或含有至少一个杂原子的C3-C30无取代或有取代环烷基，且其中5-甲基-N-烷基-2-吡咯烷酮(VI)可以包含所生成产物总量的100wt％，或其中还可以产生另外的产物。本专利技术的这种方法可以使用的催化剂选自钯、钌、铼、铑、铱、铂、镍、钴、铜、铁、锇组成的一组中的金属；其化合物；及其组合。具体实施例方式所谓“乙酰丙酸”系指有下式的化合物 所谓“芳基硝基化合物”系指式R-NO2所示化合物，式中R是一种芳香族基团。所谓“5-甲基-N-芳基-2-吡咯烷酮”系指以下通式所示化合物，式中R1是一种有6～30个碳的芳基 所谓“5-甲基-N-环烷基-2-吡咯烷酮”系指以下通式所示化合物，式中R2是一种有6～30碳的环烷基 所谓“5-甲基-N-烷基-2-吡咯烷酮”系指以下通式所示化合物，式中R3是C1-C30无取代或有取代烷基、C1-C30无取代或有取代链烯基、C1-C30无取代或有取代链炔基、C3-C30无取代或有取代环烷基、或含有至少一个杂原子的C3-C30无取代或有取代环烷基 所谓“催化剂”系指一种能影响反应速度但不影响反应平衡而且化学上不变地离开该过程的物质。所谓“金属催化剂”系指一种包含至少一种金属、至少一种Raney金属、其化合物或其组合的催化剂。所谓“促进剂”系指为提高该催化剂的物理或化学功能而添加的化学元素周期表的一种元素。该促进剂也可以是为阻滞所不希望的副反应和/或影响反应速度而添加的。所谓“金属促进剂”系指为提高催化剂的物理或化学功能而添加的一种金属化合物。该金属促进剂也可以是为阻滞所不希望的副反应和/或影响反应速度而添加的。所谓芳基化合物的“全还原或部分还原衍生物”系指一种可以通过使该芳香环中的一个或多个不饱和键饱和或还原而从母体化合物衍生的化合物。不饱和化合物是含有一个或多个碳-碳双键或叁键的化合物。例如，苯基的全还原衍生物是环己基。本专利技术涉及在一种催化剂和氢的存在下从乙酰丙酸(I)和芳基硝基化合物(II)之间的反应的5-甲基-N-芳基-2-吡咯烷酮(III)、5-甲基-N-环烷基-2-吡咯烷酮(IV)或其混合物的合成 式中R1是一种有6～30个碳的芳香族基团，R2是R1的一种全还原或部分还原衍生物，且其中5-甲基-N-芳基-2-吡咯烷酮(III)、5-甲基-N-环烷基-2-吡咯烷酮(IV)或其混合物可以包含所生成产物总量的100wt％，或其中还可以产生另外的产物。此外，本专利技术涉及在一种催化剂和氢的存在下从乙酰丙酸(I)和烷基硝基化合物(II)之间的反应的5-甲基-N-烷基-2-吡咯烷酮(VI)的合成 式中R3是一种有1～30个碳的烷基，且R3可以是C1-C30无取代或有取代烷基、C1-C30无取代或有取代链烯基、C1-C30无取代或有取代链炔基、C3-C30无取代或有取代环烷基、或含有至少一个杂原子的C3-C30无取代或有取代环烷基，且其中5-甲基-N-烷基-2-吡咯烷酮(VI)可以包含所生成产物总量的100wt％，或其中还可以产生另外的产物。为了进行该胺化反应，本专利技术的方法中可以存在有或无载体的催化剂。任选地可以使用一种促进剂来帮助反应。该促进剂可以是一种金属。本专利技术的方法可以以间歇、序列间歇(即一系列间歇反应器)或连续方式用连续法惯常采用的任何一种设备(见，例如，H.S.Fogler，Elementary Chemical Reaction Engineering，Prentiee-Hall，Inc.，美国新泽西州)进行。作为反应产物生成的缩合水可以用惯常为这样的分离所采用的分离方法例如蒸馏脱除。式(II)、(III)和(IV)中R1和R2所代表的芳基和环烷基较好有6～30个碳。更好，式(II)、(III)和(IV)中R1和R2所代表的芳基和环烷基有6～12个碳。式(II)的较好实施方案的一个实例是硝基苯；因此，式(III)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含５－甲基－Ｎ－芳基－２－吡咯烷酮（Ⅲ）、５－甲基－Ｎ－环烷基－２－吡咯烷酮（Ⅳ）、或其混合物的反应产物的制备方法，该方法包含在氢气和一种催化剂的存在下使乙酰丙酸（Ⅰ）与一种芳基硝基化合物（Ⅱ）接触的步骤，该催化剂任选地载带于一种催化剂载体上，且任选地所述接触是在一种溶剂的存在下进行的：＊＊＊式中Ｒ↓［１］是一种有６～３０个碳的芳香族基团且Ｒ↓［２］是Ｒ↓［１］的全还原或部分还原衍生物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：LE曼泽尔，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]