合成N-取代内酰胺和酰胺的方法技术

经由还原烷基化合成N

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】合成N
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取代内酰胺和酰胺的方法
[0001]相关申请的交叉引用本申请要求2019年12月11日提交的美国临时申请号62/946,591的优先权，其公开内容全文通过引用结合到本文中。
[0002]背景公开领域本公开涉及经由还原N
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烷基化合成N
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取代内酰胺和酰胺的方法。
[0003]相关技术描述N
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取代酰胺，特别是N
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烷基化内酰胺，是用于广泛应用的理想分子。制备N
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取代酰胺和内酰胺的反应广泛用于制药工业合成药物、合成化肥、杀虫剂和其它产品，也用于合成化学中间体。
[0004]一种这样的反应为合成N
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烷基己内酰胺。N
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烷基己内酰胺通常经由烷基化合成，使用金属钠或氢化钠作为去质子化剂，卤代烷作为烷基化试剂。这些试剂可能危险且难以处理，并且可能产生大量的固体废物，处理和废物处置的难度可能会增加合成成本。
[0005]此外，已知的烷基化反应需要过程溶剂(通常乙酸乙酯)。还需要大量的脱水剂(例如无水硫酸钠(Na2SO4))和高压氢气(H2)(超过550psi)。这些反应条件使得N
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烷基己内酰胺和其它N
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烷基酰胺的大规模合成对工业应用不切实际。
[0006]需要的是用于合成N
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取代内酰胺的超过上述改进的方法。
[0007]概述本公开提供了经由还原烷基化合成N
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烷基化内酰胺的方法。本公开的方法可通过在催化剂存在下在还原气氛下将醛加入到内酰胺来进行。
[0008]本公开提供了制备经取代内酰胺的方法，所述方法包括使下式的内酰胺其中n为0、1、2或3，与选自低聚甲醛和下式的醛的烷基化试剂：其中R为H或C1‑
C6烷基；在催化剂、氢和总含量小于1500ppm的过程溶剂存在下反应，以形成水和下式的N
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取代内酰胺：其中n为0、1、2或3，并且R1为C1‑
C6烷基。
[0009]本公开还提供了制备经取代内酰胺的方法，所述方法包括使己内酰胺与选自低聚
甲醛、甲醛和乙醛的烷基化试剂在催化剂、氢和总含量小于1500ppm的过程溶剂存在下反应，以形成水和选自N
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甲基己内酰胺和N
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乙基己内酰胺的N
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取代内酰胺。
[0010]本公开还提供了N
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取代内酰胺，所述N
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取代内酰胺选自N
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甲基己内酰胺和N
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乙基己内酰胺，呈液体形式，基于内酰胺总重量，具有小于1500ppm的总过程溶剂含量。
[0011]通过参考实施方案的以下描述并连同附图，本公开的上述和其它特征以及实现它们的方式将变得更加显而易见，并且将更好地理解。
[0012]详述N
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烷基己内酰胺为在油漆和涂料、农用工业和电子产品等中具有很多潜在用途的一类化合物。烷基化酰胺，包括烷基化己内酰胺，可使用钯/碳催化剂和羰基化合物作为烷基化试剂经由还原N
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烷基化来合成。然而，使用小的醛(如乙醛和甲醛)作为烷基化试剂以前还没有报道过。
[0013]与依赖使用金属钠或氢化钠(NaH)作为去质子化剂连同卤代烷的已知合成方法不同，可用本公开的方法经由酰胺(例如己内酰胺)的还原N
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烷基化以高产率合成N
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烷基化酰胺。这些反应使用廉价且安全的原材料，例如己内酰胺和乙醛。本公开的方法容易进行，并且产生非常少的废物，其中水作为主要副产物，少量乙醇和乙缩醛作为次要副产物。此外，本公开的方法可以在没有任何过程溶剂或脱水剂下进行，从而消除去除过程溶剂或分离脱水剂的需要。
[0014]本公开提供了方法，通过所述方法，可由己内酰胺或其它酰胺通过还原N
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烷基化制备N
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乙基己内酰胺(NEC)、N
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甲基己内酰胺(NMC)和其它N
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烷基酰胺，如以下方案1中所示：方案1,其中n为0、1、2或3；R为H或C1‑
C6烷基；并且R1为C1‑
C6烷基。
[0015]因此，反应剂内酰胺可包括β
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丙内酰胺、γ
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丁内酰胺、δ
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戊内酰胺和ε
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己内酰胺。
[0016]已令人惊讶地发现，这些反应可在不使用任何脱水剂下进行，从而消除从产物分离脱水剂的需要。本公开的方法也可以在不依赖高压下进行，从而减少对能够承受高压的反应容器的需求。有利地，还发现，这些反应可在没有过程溶剂的条件下进行，如下所述，因此显著限制所产生废物的量。
[0017]可在氢气气氛下在催化剂存在下，通过使酰胺与过量的醛组合进行反应。
[0018]酰胺与醛的摩尔比可以为1.0:1.5或更大、1.0：2.0或更大、1.0:3.0或更大、1.0:4.0或更大、1.0:5.0或更大，或1.0:6.0或更小、1.0:7.0或更小、1.0:8.0或更小、1.0:9.0或更小、1.0:10.0或更小，或在任何两个上述值之间(和包括任何两个上述值)定义的任何范围内。
[0019]催化剂可选自钯、铂、镍、铑和铱。催化剂可包括载体，例如活性炭。
[0020]以酰胺的摩尔百分比计，存在的催化剂的量可以为0.1%或更大、0.2%或更大、0.4%或更大、0.6%或更大，或1.0%或更小、2.0%或更小、3.0%或更小、4.0%或更小、5.0%或更小，或在任何两个上述值之间(和包括任何两个上述值)定义的任何范围内。
[0021]氢气的压力可以为100psi或更低、120psi或更低、150psi或更低、160psi或更低、170psi或更低、190psi或更低、200psi或更低、250psi或更低，或在任何两个上述值之间(和包括任何两个上述值)定义的任何范围内。
[0022]反应可以在40℃或更高、50℃或更高、60℃或更高、80℃或更高、100℃或更高，或110℃或更低、120℃或更低、130℃或更低、150℃或更低、170℃或更低、200℃或更低的温度下进行，或在任何两个上述值之间(和包括任何两个上述值)定义的任何范围内。
[0023]反应时间可以为2小时或更长、4小时或更长、6小时或更长、10小时或更长、12小时或更长、15小时或更长，或16小时或更短、18小时或更短、20小时或更短、22小时或更短、24小时或更短、30小时或更短，或在任何两个上述值之间(和包括任何两个上述值)定义的任何范围内。
[0024]如本文所用“过程溶剂”应理解为包括水、水性混合物和有机液体。应理解，过程溶剂不包括反应剂或反应产物。应理解，如本文所用“无过程溶剂”或“无过程溶剂条件”表示反应中存在的过程溶剂的量为1500ppm或更小、1000ppm或更小、800pp本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.制备经取代内酰胺的方法，所述方法包括：使下式的内酰胺：其中n为0、1、2或3，与选自低聚甲醛和下式的醛的烷基化试剂：其中R为H或C1‑
C6烷基；在催化剂、氢和总含量小于1500ppm的过程溶剂存在下反应，以形成水和下式的N
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取代内酰胺：其中n为0、1、2或3，并且R1为C1‑
C6烷基。2.权利要求1所述的方法，其中所述过程溶剂的总含量小于1000ppm。3.权利要求1所述的方法，其中所述催化剂为钯催化剂。4.权利要求1所述的方法，其中所述反应步骤在50℃至200℃的温度下进行。5.权利要求1所述的方法，其中所述反应步骤在氢气气氛存在下在100psi至200psi的压力下进行。6.权利要求1所述的方法，其中所述内酰胺为己内酰胺，并且N
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取代内酰胺为N
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甲基己内酰胺。7.权利要求1所述的方法，其中所述内酰胺为己内酰胺，并且N
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取代内酰胺为N
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乙基己内酰胺。8.权利要求1所述的方法，其中所述N
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取代内酰胺以大于90%的产率获得。9.制备经取代内酰胺的方法，所述方法包括：使己内酰胺与选自低聚甲醛、甲醛和乙醛的烷基化试剂：在催化剂、氢和总含量小于1500ppm的过程溶剂存在下反应，以形成水和选自N
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甲基己内酰胺和N
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乙基己内酰胺的N
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【专利技术属性】
技术研发人员：张下委，R，
申请(专利权)人：艾德凡斯化学公司，
类型：发明
国别省市：