从伯醇制备羧酸盐的方法技术

本发明专利技术公开了一种新的和有用的从伯醇特别是伯氨基醇制备羧酸盐特别是氨基羧酸盐的方法的改进。该制备氨基羧酸盐的方法包括在有效量的催化剂的存在下，使伯氨基醇的水溶液与选自碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物、氢氧化铵化合物包括四烷基氢氧化铵等的强氢氧化物碱接触。该催化剂含有一种或多种选自铜、钴、镍和镉的元素，以及任选的少量铬、钛、铌、钽、锆、钒、钼、锰、钨、钴、镍或其混合物。在反应中反应混合物含有低于约３０００ｐｐｍ，优选低于约５００ｐｐｍ，更优选低于约１００ｐｐｍ的氧化的铜（Ｃｕ↑［＋］和／或Ｃｕ↑［２＋］）。使反应物中氧化剂的浓度最小化，以防止由金属铜催化剂形成氧化的铜。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
1.专利
本专利技术涉及羧酸盐的制备，更具体而言，涉及一种在催化剂存在下，通过伯氨基醇与氢氧化物碱反应制备氨基羧酸盐的方法。2.相关领域描述羧酸盐在许多应用中是有用的。该盐可中和为在大量应用中也是有用的相应的酸，如用作药物、农用化学品、杀虫剂等的原料。许多这类羧酸可以大量市购得到。已知铜催化剂可有效地将伯醇转化为羧酸盐(Chitwood 1945)，特别是将链烷醇胺转化为氨基羧酸(Goto等，1988)。现有技术认为金属铜和铜盐或氧化物(Cu+、Cu2+，或两者)均是有助于这类转化的合适催化剂。Laine等人的期刊文章“Structure and Activity ofChromium-Promoted Raney Copper Catalyst for Carbon MonoxideOxidation”，Applied Catalysis，44(1-2)，11-22页，公开了制备铬促进的阮内铜催化剂，并测定了其对一氧化碳氧化的活性。阮内铜催化剂的表面积直接与前体合金中的铝含量有关，并与所含的铬有较少的关系。通过X射线衍射测定出阮内铜催化剂中有大量氧化亚铜和氧化铜。铬的存在抑制了氧化铜的形成，但并不抑制氧化亚铜的形成。活性随着铬含量的增加而降低。Goto等人的US专利4782183描述了一种制备氨基羧酸盐的方法，其包括在阮内铜催化剂，或负载在氧化锆上的铜催化剂的存在下，使氨基醇和碱金属氢氧化物接触。催化剂也可为铜的无机或有机盐，或金属铜的氧化表面，其随后被氢气还原。Fields等人的US专利4810426描述了一种制备N-膦酰基甲基甘氨酸的方法，即通过氧化N-膦酰基甲基乙醇胺或其环状内酯与过量的含水碱和铜催化剂，然后在200℃～300℃的温度下加热。该催化剂选自镉、锌、铜、钯、铂及其相关氧化物、氢氧化物和盐。Urano等人的US专利5220054描述了一种在碱金属氢氧化物、含铜催化剂和水的存在下，通过氧化脱氢反应制备氨基羧酸的方法，其特征在于保持镍浓度低于40ppm。Franczyk的US专利5292936描述了一种改进的制备氨基羧酸盐的方法。根据该方法，在有效量的阮内铜催化剂的存在下，氨基醇的水溶液与碱金属氢氧化物接触，所述催化剂含有约50ppm～约10,000ppm的选自铬、钛、铌、钽、锆、钒、钼、锰、钨、钴、镍及其混合物的元素。尽管采用铜催化剂，或甚至采用阮内铜催化剂，通过现有技术的方法将醇转化为羧酸盐可得到令人满意的结果，但是已经发现根据本专利技术的教导，本专利技术的方法可以以较大的转化率将醇转化为酸盐。当以工业规模实施这类反应时，这种产率和选择性的提高导致了显著的成本节省和操作费用。专利技术概述本专利技术提供了一种新的和有用的对于从伯醇，特别是伯氨基醇制备羧酸盐，特别是氨基羧酸盐的方法的改进。制备氨基羧酸盐的方法包括在有效量催化剂的存在下，使伯氨基醇的水溶液与选自碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物、氢氧化铵化合物(包括四烷基氢氧化铵)等的强氢氧化物碱接触，以形成反应混合物。伯氨基醇和强氢氧化物碱在反应混合物中反应形成氨基羧酸盐。催化剂含有一种或多种选自铜、钴、镍和镉的元素以及任选少量的铬、钛、铌、钽、锆、钒、钼、锰、钨、钴、镍及其混合物。在反应过程中，反应混合物含有低于约3000ppm，优选低于约500ppm，更优选低于约100ppm的水溶性、配合的、胶态的或颗粒形式的氧化的铜。较之开始反应之前的活性催化剂的重量，含铜催化剂含有低于50ppm重量，优选低于10ppm重量，更优选低于1ppm重量的氧化的铜。氧化的铜的例子包括铜和亚铜离子、铜氧化物、铜氢氧化物等。氧化的铜的存在导致了较差的催化选择性和活性。使反应物中氧化剂的浓度最低以防止由金属铜催化剂形成氧化的铜。原料和反应混合物中氧化剂的浓度优选低于约1000ppm总量，更优选低于约500ppm总量，甚至更优选低于约200ppm总量，且最优选低于约40ppm。专利技术详述本专利技术提供了一种新的和有用的对的改进。更具体而言，本专利技术提供了一种新的和有用的对从伯氨基醇制备氨基羧酸盐的方法的改进。可用于本专利技术方法的原料的伯醇可为一元或多元醇，也可为脂族、环状或芳族化合物，包括聚醚二醇，其与强碱反应形成羧酸盐。醇和得到的羧酸盐在强腐蚀性混合物中必需是稳定的，且该醇是稍稍水溶性的。合适的伯一元醇包括支链、直链或环状的脂族醇，以及芳族醇如苯甲醇。该醇可被多种非位阻基团取代，只要这些取代基在用于将醇转化为酸的温度和压力下不与氢氧化物碱或催化剂反应。合适的脂族醇包括乙醇、丙醇、丁醇、戊醇等。下式代表的氨基醇 也可用作本专利技术方法的原料，其中n为2～约20。当R1和R2均为氢且n为2时，氨基醇为单乙醇胺。当R1和R2之一为-CH2CH2OH或-CH2COOH，另一R基团为氢，且n为2时，由氨基醇得到的产物为亚氨基二乙酸盐。当R1和R2均为-CH2CH2OH或-CH2COOH时，由氨基醇得到的产物为次氨基三乙酸盐。具体的氨基醇包括例如正羟基乙基甘氨酸、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N-甲基乙醇胺、N-乙基乙醇胺、N-异丙基乙醇胺、N-丁基乙醇胺、N-壬基乙醇胺、N-(2-氨基乙基)乙醇胺、N-(3-氨基丙基)乙醇胺、N，N-二甲基乙醇胺、N，N-二乙基乙醇胺、N，N-二丁基乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、N-乙基二乙醇胺、N-丙基二乙醇胺、N-丁基二乙醇胺、N-甲基-N-(3-氨基丙基)乙醇胺、3-氨基丙醇及其盐。在上式中，R1和/或R2也可为具有1～6个碳原子的烷基，例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基等。然后可得到相应的带这些烷基的氨基酸，其在许多应用中是有用的。R1或R2也可为膦酰基甲基，使得原料氨基酸为N-膦酰基甲基乙醇胺，且得到的氨基酸盐为N-膦酰基甲基甘氨酸的盐。如果R1或R2之一为膦酰基甲基，另一为-CH2CH2OH，则得到的氨基酸盐为N-膦酰基甲基亚氨基二乙酸的盐，通过任何本领域熟练技术人员已知的许多技术可将其转化为N-膦酰基甲基甘氨酸。如果R1或R2之一为膦酰基甲基，另一为低级烷基，则得到的氨基酸盐为N-烷基-N-膦酰基甲基甘氨酸盐，通过Miller和Balthazor的US专利5068404(在此引作参考)的教导，其可转化为N-膦酰基甲基甘氨酸。一种工业上重要的实施方案是氨基醇为二乙醇胺，强氢氧化物碱为氢氧化钠，催化剂包含阮内铜或在惰性载体上的金属铜，以及氨基羧酸盐产物为亚氨基二乙酸二钠。制备羧酸盐包括使伯醇水溶液与强氢氧化物碱接触。适用于本专利技术方法的氢氧化物碱包括碱土金属氢氧化物如氢氧化镁、氢氧化钙、氢氧化钡等。氢氧化物碱也可为在每个烷基上具有最多达5个碳原子的四烷基氢氧化铵，如四甲基氢氧化铵、二甲基二丙基氢氧化铵、三丁基乙基氢氧化铵等。氢氧化物碱可为其它铵化合物。但是优选碱金属氢氧化物。适用于本专利技术方法的合适的碱金属氢氧化物包括氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铷和氢氧化铯。因为它们容易得到且易于控制，优选氢氧化钠和氢氧化钾，特别优选氢氧化钠。所用氢氧化物碱的量相对于反应中所用的醇的羟基为约1～约2当量。氢氧化物可为任何常用形式，例如薄片、粉末、颗粒或水溶液。制备羧酸盐包括在有效量催化剂的存在下使伯醇水溶液与强氢氧化物碱接触。优选的催化剂含有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备氨基羧酸盐的方法，包括 ａ） 在有效量的含金属铜的催化剂的存在下，使伯氨基醇的水溶液与强氢氧化物碱接触，在反应器内形成反应混合物，其中反应混合物含有低于约３０００ｐｐｍ的氧化的铜；以及 ｂ） 使混合物反应以将伯醇转化为羧酸盐。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：TS弗兰茨克二世，小WL芒什，
申请(专利权)人：孟山都技术有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]