[發明專利]羰基化相應的叔胺來制備仲酰胺的方法

無效

• 申請號: 200910149743.4
• 申請日: 2009-04-16
• 公開（公告）號: CN101735090A
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發明（設計）人: M·斯拉斯拉;P·雅各布斯;B·塞爾斯;M·C·J·提倫;K·蒙娜恩;P·盧斯;I·范登安德
• 申請（專利權）人: 塔明克公司
• 主分類號: C07C231/10
• 分類號: C07C231/10;C07C233/05;C07C233/07;C07D295/185;B01J31/28;B01J31/30
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 陳季壯

本發明涉及一種制備仲酰胺的方法，即在金屬催化劑和含鹵素的助催化劑的存在下，在反應混合物中用一氧化碳羰基化相應的叔胺。

酰胺代表一大類包含弱堿性氮的有機化合物，其大量的應用，例如作為溶劑和單體，也可以少量的用作更復雜的分子，例如作為藥品、肽等。通常地，N-烷基酰胺是通過合適的伯或仲酰胺和合適的羧酸衍生物例如羧酸或酯，酰氯或酸酐的常規有機化學反應制備的。然而，這些方法有時受到合適的和易得的原料的限制，以及低原子效率的影響。

同時，近年來對于各種酰胺的催化有機金屬路線得到了長足發展。這些路線中，氨基羰基化受到了很大的關注，因為一氧化碳作為一種便宜、易得的生成酰胺的有效試劑。這種方法包括伯或仲酰胺與芳基或烷基鹵化物和一氧化碳的反應。在催化循環的第一步驟，金屬被插入烷基或芳基鹵化物的碳、鹵素鍵中(氧化加成)。然后，一分子一氧化碳從金屬中心轉移到烷基或芳基基團(CO插入)。最后，新形成的羰基受到胺的進攻，最終的酰胺產物從金屬中心釋放，并釋放一當量的HX，其與反應混合物中的其他胺分子反應形成銨鹽。

由于HX和胺間的酸、堿反應，至少需要向反應混合物中加入2當量的胺。由于所述方法的低原子效率和鹵化原料的高價，該方法只被商業用于復雜分子(例如藥品中的活性成分)。

對于二甲基乙酰胺(DMAc)的生產，同樣已知的是由相應的叔胺，即由三甲基胺(TMA)開始來制備這種酰胺。TMA是一種便宜和易得的物質。其同時生產甲基和二甲基胺，和使應用受到限制。因此，TMA必須被再循環到反應器中，這使得工廠的規模和能源消耗增加。因此，由TMA制備DMAc的生產能夠為TMA提供一個適宜的產出，并對上一級的胺產品單元提供重要的能量和空間/時間的節約。

由TMA制備DMAc的方法已在大量專利中有所描述。DE948056報道由TMA和CO/H₂與作為催化劑的(NMe₄)₂CoBr₂I₂合成DMAc。實施例6報道在200℃和680巴條件下反應7小時，TMA完全轉化得到的DMAc只有90％的收率。雖然使用高壓，該方法中使用的催化劑卻只有弱的催化活性。實施例6方法所達到的轉化率(TOF表示為轉化產品(TMA)的摩爾數/摩爾催化金屬/小時)只有5摩爾產品/摩爾催化金屬/小時。然而，長的反應時間和很高的壓力限制了該方法的工業應用。此外，還產生了不期望的副產品。DE948056的實施例1，使用活性更高的二甲基或二乙基苯胺代替TMA，催化劑的活性略有提高，但是如實施例5，方法在200巴的較低壓下進行，需要很高的壓力，否則催化活性會很低。

已報道的幾種轉化TMA到DMAc的方法均基于熟知的羰基化催化劑Co₂(CO)₈。然而，由于該羰基配合物對空氣和適度加熱不穩定，因此很難被運用。在分解和在該金屬的催化循環期間，形成了高毒性和揮發性的金屬物質。然而，根據US3407231，Co₂(CO)₈可以在較低的CO壓力下應用：在225℃和138巴下能夠獲得95％的TMA轉化率。根據該專利的描述，反應不需要另外的助催化劑。在移除揮發性化合物后，DMAc從反應混合物中以99％的純度回收。但是，需要16小時不合實際的反應時間。該方法中催化劑的TOF很低，即僅為大約0.7摩爾TMA/摩爾催化劑/小時。EP0185823報道使用水作為助催化劑和Co₂(CO)₈一同使用僅5小時就可獲得92％的TMA轉化率。該方法在250℃的溫度下和172巴的相對較高壓力下進行。但是催化活性仍然相當低，即大約在5摩爾TMA/摩爾催化劑/小時。而且，在DMAc后形成DMF(1％)。值得注意的是，對于這些基于鈷方法報道為相對高的催化劑負載，可以解釋為鈷催化劑相對低的活性。