有机基‑1‑氧杂‑4‑氮鎓环己烷化合物制造技术

本发明专利技术描述了新型1‑氧杂‑4‑氮

1 organic radical oxa 4 nitrogenium cyclohexane compounds

This invention describes novel 1 oxa 4 n

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】有机基-1-氧杂-4-氮鎓环己烷化合物优先权声明本申请要求2014年12月04日提交的美国申请号14/561,132的优先权，其全部内容通过引用并入本文。专利技术背景1.专利
本专利技术涉及新型有机基-1-氧杂-4-氮环己烷化合物以及制备所述季铵盐的方法。所述方法包括由合适的试剂，例如取代烷烃和1-氧杂-4-氮杂环己烷衍生物形成1-氧杂-4-氮环己烷化合物。2.相关技术描述分子筛的类别包括结晶铝磷酸盐、硅铝磷酸盐或金属铝磷酸盐组合物，其是微孔的且由角共享的AlO4/2和PO4/2四面体形成。该类别由Lok和同事描述于US4,440,871中。其他类别的分子筛包括结晶硅铝酸盐或硅酸盐组合物，通常称为沸石。这些由角共享的SiO4/2和AlO4/2四面体形成。许多分子筛(天然存在的和合成制备的)用于各种工业方法中。就合成而言，这些分子筛使用合适的Si、Al、P源和结构导向剂如碱金属、碱土金属、胺或有机铵阳离子经由水热合成制备。结构导向剂驻留在分子筛的孔中，并且对最终形成的具体结构起主要作用。这些物质可平衡与铝磷酸盐组合物中的硅或其他金属如Zn或硅酸盐组合物中的铝有关的骨架电荷，并且还可用作空间填充剂以稳定四面体网络骨架。分子筛的特征在于具有均匀尺寸的开孔，具有显著的离子交换容量，并且能够可逆地解吸分散在晶体的整个内部孔隙中而不显著置换构成分子筛永久晶体结构的任何原子的吸附相。分子筛可用作烃转化反应的催化剂，所述反应可在外表面上以及孔内的内表面上进行。分子筛材料的合成通常依赖于使用称为有机结构导向剂(OSDA)的有机铵模板。尽管简单的OSDA如四甲基铵、四乙基铵和四丙基铵可商购获得，然而OSDA通常是复杂的分子，其难以合成并且合成成本高；然而，它们的重要性在于它们将其结构特征的方面赋予分子筛以产生所需孔结构的能力。例如，N,N,N,-三甲基桃金娘基(myrtanyl)铵衍生物的合成允许合成CIT-1(CON沸石类型的成员)(Lobo和Davis，J.Am.Chem.Soc.1995，117，3766-79)；甲基取代的N,N,N’,N’-四乙基双环[2.2.2]辛-7-烯-2,3,5,6-二吡咯烷二碘化物的合成使得ITQ-37(ITV沸石类型的成员)的合成成为可能(Sun等，Nature，2009，458，1154-7)；N,N-二乙基-2-甲基十氢喹啉碘化物的反式异构体的合成(Elomari等，Micro.Meso.Mater.2009，118，325-33)允许合成SSZ-56(SFS沸石类型的成员)。已经显示使用1,4,7,10,13,16-六甲基-1,4,7,10,13,16-六氮杂环十八烷作为OSDA允许合成STA-7(SAV沸石类型的铝磷酸盐基材料)(Wright等，J.Chem.Soc.,DaltonTrans.，2000，1243-12488)。现有技术清楚表明，使用复杂的有机铵SDA通常会产生新的分子筛材料。然而，这些复杂的有机铵化合物的合成相当耗时，并且需要许多步骤，通常在有机溶剂中进行，由此阻碍了新型分子筛材料的开发。通常，即使是简单的市售OSDA，该OSDA也是用于合成分子筛材料中最昂贵的成分。因此，由市售有机铵SDA或可由市售起始物质容易地合成的SDA合成新型分子筛将是经济上有利的。先前已将简单的市售胺吗啉(四氢-1,4-嗪)用于合成铝磷酸盐基分子筛，并且显示得到了CHA型分子筛(Marchese等，Micro.Meso.Mater.1999，30，145-53；Ito等，ActaCryst.1985，C41，1698-1700)，但尚未显示得到了其他结构类型的分子筛。此外，吗啉的蒸气压较高，这使得其商业规模应用麻烦，因为优选使用低蒸气压的有机铵SDA。先前讨论的复杂OSDA是异位合成的，且在若干点处添加到反应混合物中。然而，异位合成的一个缺点是所述方法通常在有机溶剂的存在下进行，这需要至少一个不希望的纯化步骤来从不希望的有机材料中回收SDA。因此，本领域需要的是新型有机基-1-氧杂-4-氮环己烷化合物。这些有机基-1-氧杂-4-氮环己烷化合物可望用作硅铝酸盐、硅酸盐、铝磷酸盐或硅铝磷酸盐组合物的SDA。专利技术简述本专利技术公开了一种制备基本上不能进行棱锥形倒反(pyramidalinversion)的取代烃和胺的预反应水溶液的方法，其克服了上述困难。专利技术人令人惊讶地发现，取代烃和胺可在室温(或稍高于室温)下在水溶液中反应，从而得到包含OSDA的水溶液。美国申请序列号14/552,654针对广泛类别的胺公开了该方法，其通过引用并入本文。然后，该溶液可在不进行纯化下用于合成分子筛。因此，该程序允许以容易和实际的方式由易得起始试剂制备SDA，例如罕见的季铵盐。通过本专利技术的方法制备的OSDA处于水溶液中，并且不会导致气味和闪点问题。结果是前所未有的去除在制备原位沸石反应混合物中通常所需的冷却步骤的能力，并且避免了纯化步骤，例如在异位制备方法中通常所需的有机溶剂的蒸发。本专利技术的一个方面是包含1-氧杂-4-氮环己烷盐的新型吗啉化合物。在一个版本中，1-氧杂-4-氮环己烷盐具有式1的结构：2-R1-2-R2-3-R3-3-R4-4-R9-4-R10-5-R5-5-R6-6-R7-6-R8-1-氧杂-4-氮环己烷+-X-其中R1-R8独立地选自H或具有式CnH2n+1的烷基，其中n为1-4；R9和R10形成具有式CmH2m的环烷基，从而形成环尺寸为q的杂环，其中m为4-8，q为5至m+1；X为卤离子或氢氧根；分子中的C原子总数为8-17。1-氧杂-4-氮环己烷盐的另一个版本具有式2的结构：[双-N,N’-二R9-(2,2’-二R1-2,2’-二R2-3,3’-二R3-3,3’-二R4-5,5’-二R5-5,5’-二R6-6,6’-二R7-6,6’-二R8-1,1’-氧杂-4,4’-氮环己烷)-R10]2+2X-其中R1-R9独立地选自H或具有式CnH2n+1的烷基，其中n为1-4，X为卤离子或氢氧根，分子中C原子的总数为11-24，且R10为具有式CmH2m的烷基，其中m为3-8，且在烷基链的x和y位与4和4’N原子连接，其中x和y独立地选自1至m。又一个版本的1-氧杂-4-氮环己烷盐具有式3的结构：[三-N,N’,N”-三R9-(2,2’,2”-三R1-2,2’,2”-三R2-3,3’,3”-三R3-3,3’,3”-三R4-5,5’,5”-三R5-5,5’,5”-三R6-6,6’,6”-三R7-6,6’,6”-三R8-1,1’,1”-氧杂-4,4’,4”-氮环己烷)-R10]3+3X-其中R1-R9独立地选自H或具有式CnH2n+1的烷基，其中n为1-4，X为卤离子或氢氧根，分子中的C原子总数为15-36，且R10为具有式CmH2m-1的烷基，其中m为3-8，且在烷基链的x、y和z位与4、4’和4”N原子连接，其中x、y和z独立地选自1至m。1-氧杂-4-氮环己烷盐的再一个版本具有式4的结构：2-R1-2-R2-3-R3-3-R4-4-R9-4-R10-5-R5-5-R6-6-R7-6-R8-1-氧杂-4-氮环己烷+-X-其中R1-R9独立地选自H或具有式CnH2n+1的烷基，其中n为1-4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种吗啉

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.04 US 14/561,1321.一种吗啉化合物，包含：具有如下结构的1-氧杂-4-氮环己烷盐：式1：2-R1-2-R2-3-R3-3-R4-4-R9-4-R10-5-R5-5-R6-6-R7-6-R8-1-氧杂-4-氮环己烷+-X-其中R1-R8独立地选自H或具有式CnH2n+1的烷基，其中n为1-4；R9和R10形成具有式CmH2m的环烷基，从而形成环尺寸为q的杂环，其中m为4-8，且q为5至m+1；X为卤离子或氢氧根；且分子中的C原子总数为8-17；条件是当R1-R8为H且m为4时，X为氢氧根；或式2：[双-N,N’-二R9-(2,2’-二R1-2,2’-二R2-3,3’-二R3-3,3’-二R4-5,5’-二R5-5,5’-二R6-6,6’-二R7-6,6’-二R8-1,1’-氧杂-4,4’-氮环己烷)-R10]2+2X--，其中R1-R9独立地选自H或具有式CnH2n+1的烷基，其中n为1-4，X为卤离子或氢氧根，分子中C原子的总数为11-24，且R10为具有式CmH2m的烷基，其中m为3-8，且在烷基链的x和y位与4和4’N原子连接，其中x和y独立地选自1至m；条件是当R1-R8为H时，R9为CH3，R10为C4H8，x为1，y为4，X为氢氧根；或者当R1-R8为H时，R9为CH3，R10为C5H10，x为1，y为5，X为氢氧根；或者当R1-R8为H时，R9为CH3，R10为C6H12，x为1，y为6，X为氢氧根；或者当R1-R8为H时，R9为CH3，R10为C7H14，x为1，y为7，X为氢氧根；或者当R1-R8为H时，R9为C2H5，R10为C6H12，x为1，y为6，X为氢氧根；或式3：[三-N,N’,N”-三R9-(2,2’,2”-三R1-2,2’,2”-三R2-3,3’,3”-三R3-3,3’,3”-三R4-5,5’,5”-三R5-5,5’,5”-三R6-6,6’,6”-三R7-6,6’,6”-三R8-1,1’,1”-氧杂-4,4’,4”-氮环己烷)-R10]3+3X-，其中R1-R9独立地选自H或具有式CnH2n+1的烷基，其中n为1-4，X为卤离子或氢氧根，分子中的C原子总数为15-36，且R10为具有式CmH2m-1的烷基，其中m为3-8，且在烷基链的x、y和z位与4、4’和4”N原子连接，其中x、y和z独立地选自1至m；或式4：2-R1-2-R2-3-R3-3-R4-4-R9-4-R10-5-R5-5-R6-6-R7-6-R8-1-氧杂-4-氮环己烷+-X-，其中R1-R9独立地选自H或具有式CnH2n+1的烷基，R10选自具有式CnH2n+1的烷基，其中n为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·P·尼古拉斯，M·A·米勒，M·M·加利，B·D·尤哈斯，S·普拉巴卡尔，
申请(专利权)人：环球油品公司，
类型：发明
国别省市：美国,US