用芳基胺将内酯还原胺化生产N-芳基-2-内酰胺和N-环烷基-2-内酰胺制造技术

本发明专利技术涉及使用金属催化剂，通过用芳基胺将内酯还原胺化来生产Ｎ－芳基－２－内酰胺和Ｎ－环烷基－２－内酰胺的方法，所述催化剂任选地是负载的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及使用金属催化剂，通过用芳基胺将内酯还原胺化来生产N-芳基-2-内酰胺和N-环烷基-2-内酰胺的方法，所述催化剂任选地是负载的。
技术介绍
内酰胺，并且尤其是吡咯烷酮，在许多工业应用中是重要的成分，包括作为化学反应中的溶剂，油墨和涂料制剂组分，电子工业中的涂层剥离剂，作物保护产品中的配制试剂，以及药物生产中的中间体。例如，N-环己基-2-吡咯烷酮在许多工业应用中被用作溶剂或者中间体，包括电子工业(光致抗蚀剂洗提溶液)、工业洗涤剂、油/气井养护和纤维染色。N--2-吡咯烷酮可用于工业清洗、印刷油墨和汽油和油品添加剂。例如，N-辛基-2-吡咯烷酮可用于农产品的制造，作为洗涤剂和分散剂，用于工业和金属清洗剂，用于印刷油墨和纤维染色。吡咯烷酮衍生物在工业规模上通常通过γ丁内酯与烷基胺或者氨水的催化或者非催化反应进行制备。例如，美国专利号4,824,967描述了使用γ-丁内酯和氨水，在230-300℃的温度和0.35MPa到2.1MPa的压力下，生产2-吡咯烷酮的气相方法。使用了硅酸镁催化剂，其需要在反应之后分离和再生，并且其可能截留很大量的产品。美国专利号5,393,888描述了从γ-丁内酯和氨水在不存在催化剂的情况下、但是在高温和压力下生产2-吡咯烷酮的液相过程；所述反应在200-375℃和4.8到12.4MPa下进行。在美国专利号6,348,601中，在催化剂存在下，甲醇与氨水反应，并且得到的甲胺混合物与γ-丁内酯反应，形成N-甲基-2-吡咯烷酮。反应温度是300-500℃，并且压力是0.8到3.6MPa。美国专利号6,248,902描述了从γ-丁内酯和甲胺生产N-甲基-吡咯烷酮的液相、非催化过程。在与内酯的反应中，芳基化合物也已经被用作胺。例如，美国专利号3,775,431描述了在250℃的温度下、在氮气氛下进行的反应中，从γ-甲基-γ-丁内酯和苯胺合成N-苯基-γ-甲基γ-丁内酰胺。美国专利号5,538,985描述了从对氯苯胺和γ-丁内酯在盐酸存在下的反应合成1-(4-氯苯基)-2-吡咯烷酮；所述反应在最高140℃的温度下进行17小时；所述产品在多步工艺中回收。美国专利号6,350,883描述了在硅铝酸盐沸石存在下，内酯与胺或者氨水反应生产内酰胺的气相过程；所述反应在180-400℃和0到1MPa下进行。生产芳基、烷基和环烷基吡咯烷酮的有效的和低成本的方法将是有利的。本文公开的是用于在催化剂存在下将内酯转化为芳基和环烷基内酰胺的新颖的一步工艺。
技术实现思路
本专利技术涉及制备N-芳基-2-内酰胺(III)、N-环烷基-2-内酰胺(IV)或者其混合物的方法，其包括在催化剂和氢气存在下使内酯(I)与芳基胺(II)接触的步骤 其中(i)n＝0-11；(ii)R1、R2、R3、R4、R5和R6独立地是氢、烃基或者被取代的烃基、C1到C18未被取代或被取代的烷基、未被取代或被取代的烯基、未被取代或被取代的环烷基、包含至少一个杂原子的未被取代或被取代的环烷基、未被取代或被取代的芳基和未被取代或被取代的杂芳基；(iii)R7是具有6到30个碳原子的芳族基团，和R8是R7的完全或者部分还原的衍生物；(iv)N-芳基-2-内酰胺(III)、N-环烷基-2-内酰胺(IV)或者其混合物可以占所形成的产品总量的100％重量，或者其中可以产生附加产物；和(v)所述催化剂选自以下金属钯、钌、铼、铑、铱、铂、镍、钴、铜、铁、锇；其化合物；以及其混合物。具体实施例方式“芳基胺”是指具有通式R-NH2的化合物，其中R是芳族基团。“杂芳基”指包含一个或二个O和S原子和/或一到四个N原子的5或者6原子环，条件是环中杂原子的总数是4或者更少，或者是双环，其中上述规定的包含O、S和N原子的五或者六元环被稠合到苯或者吡啶基环上。普通的实例是呋喃和噻吩。“催化剂”是指影响反应的速率，但不影响反应平衡的物质，并且其在工艺中在化学性质上不变。“金属催化剂”是指由至少一种金属、至少一种Raney金属、其化合物或者其混合物组成的催化剂。“助催化剂”是指为了提高催化剂的物理或者化学功能而加入的元素周期表中的元素。助催化剂还可以为了减慢不希望的副反应和/或影响反应速率而被加入。“金属助催化剂”是指为了提高催化剂的物理或者化学功能而加入的金属化合物。金属助催化剂还可以为了减慢不希望的副反应和/或影响反应速率而被加入。芳基化合物的“完全或者部分还原衍生物”是指可以通过将芳香环中的一个或多个不饱和键饱和或者还原而衍生自母体化合物的化合物。不饱和化合物是包含一个或多个碳-碳双键或者三键的化合物。例如，苯基的完全还原衍生物是环己基。本专利技术涉及在催化剂和氢气存在下，从内酯(I)和芳基胺(II)之间的反应合成N-芳基-2-内酰胺(III)、N-环烷基-2-内酰胺(IV)或者其混合物的方法； 其中(i)n＝0-11； (ii)R1、R2、R3、R4、R5和R6独立地是氢、烃基或者被取代的烃基、C1到C18未被取代或被取代的烷基、未被取代或被取代的烯基、未被取代或被取代的环烷基、包含至少一个杂原子的未被取代或被取代的环烷基、未被取代或被取代的芳基和未被取代或被取代的杂芳基；(iii)R7是具有6到30个碳原子的芳族基团，和R8是R7的完全或者部分还原的衍生物；和(iv)N-芳基-2-内酰胺(III)、N-环烷基-2-内酰胺(IV)或者其混合物可以占所形成的产品总量的100％重量，或者其中可以产生附加产物。催化剂，负载的或没有负载的，均可以存在于本专利技术的方法中，以进行胺化反应。助催化剂可以任选地被用于促进该反应。助催化剂可以是金属。本专利技术方法可以间歇地、顺次间歇地(即在一系列间歇反应器中)或者以连续方式在通常用于连续工艺的任何设备中进行(参考例如H.S.Fogler，基本化学反应工程，Prentice-Hall，Inc.，N.J.，美国)。作为反应产物形成的冷凝水通过分离方法除去，该分离方法是通常用于这种分离的方法，例如蒸馏。在本专利技术优选的实施方案中，n＝1到7，并且R1、R2、R3、R4、R5和R6独立地是氢或者烷基。在更优选的实施方案中，n＝1，R5是氢或者甲基，并且R1、R2、R3、R4和R6是氢。由R7和R8表示的芳基和环烷基基团优选具有6到30个碳原子。更优选，由R7和R8表示的芳基和环烷基基团具有6到12个碳原子。在本专利技术方法中，在反应开始时，芳基胺与内酯的摩尔比为大约0.01/1到大约100/1是优选的。在反应开始时，大约0.1/1到大约5/1的芳基胺与内酯的摩尔比是更优选的。对于本专利技术的方法，大约50℃到大约300℃的温度范围是优选的。大约75℃到大约225℃的温度范围是更优选的。对于本专利技术的方法，使用了大约0.3MPa到大约20MPa的压力。大约1.3MPa到大约7.6MPa的压力范围是优选的。本专利技术的反应可以在非反应性溶剂介质中进行，例如水、醇、醚和内酰胺。可选择地，过量的芳基胺还可以起溶剂介质的作用。可用于本专利技术中的催化剂是影响反应的速率，但不影响反应平衡的物质，并且其在工艺中在化学性质上不变。化学助催化剂通常提高催化剂的活性。在此，助催化剂可以在催化剂构分的化学处理中的任何步骤期间加入催化剂。化学助催化剂通常提高催化剂试剂的物理或者本文档来自技高网...

【技术保护点】
制备包含Ｎ－芳基－２－内酰胺（Ⅲ）、Ｎ－环烷基－２－内酰胺（Ⅳ）或者其混合物的反应产物的方法，其包括在氢气和催化剂存在下使内酯（Ⅰ）与芳基胺（Ⅱ）接触的步骤，所述催化剂任选地被负载在催化剂载体上，并且任选地，所述接触在溶剂存在下进行；　 　＊＊＊其中：（ｉ）ｎ＝０－１１；（ｉｉ）Ｒ↓［１］、Ｒ↓［２］、Ｒ↓［３］、Ｒ↓［４］、Ｒ↓［５］和Ｒ↓［６］独立地是氢、烃基或者被取代的烃基、Ｃ↓［１］至Ｃ↓［１８］未被取代或被取代的烷基、未被取代或被取代的烯基 、未被取代或被取代的环烷基、包含至少一个杂原子的未被取代或被取代的环烷基、未被取代或被取代的芳基和未被取代或被取代的杂芳基；和（ｉｉｉ）Ｒ↓［７］是具有６到３０个碳原子的芳族基团，和Ｒ↓［８］是Ｒ↓［７］的完全或者部分还原的衍生物。

【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]