[發明專利]制備低級脂族羧酸的酰胺的連續方法

有效

• 申請號: 200980101830.0
• 申請日: 2009-03-18
• 公開（公告）號: CN101984755A
• 公開（公告）日: 2011-03-09
• 發明（設計）人: M·克魯爾;R·莫施霍伊澤;M·澤巴赫;H·J·楚爾茲
• 申請（專利權）人: 科萊恩金融(BVI)有限公司
• 主分類號: C07C231/02
• 分類號: C07C231/02;C07C233/03;C07C233/05;C07C235/34
• 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: 鄧毅

低級脂族羧酸的酰胺是具有重要意義的化工原料。例如，各種酰胺可用作用于制備藥物和農用化學品的中間體。該叔酰胺尤其是具有突出的溶解力的非質子、極性液體。它們尤其用于生產纖維和薄膜以及用作反應介質。例如，將它們用作聚丙烯腈和其它聚合物的溶劑，用作脫模劑、萃取劑、催化劑以及結晶助劑。

在工業制備中，通常使反應性羧酸衍生物(如酸酐、酰氯或酯)與胺反應。這一方面導致了高生產成本，另一方面導致了不期望的伴隨產物，例如必需要分離出來并除去或后處理的鹽或酸。例如在Schotten-Baumann合成法中，在以工業規模制備大量羧酰胺之后，產生等摩爾量的氯化鈉。值得追求的酸與胺的直接熱縮合需要非常高的溫度和長的反應時間，但其中僅僅獲得了中等產率(J.Am.Chem.Soc.，59(1937)，401-402)。另外，所使用的酸與所形成的酰胺的分離常常是極其復雜的，因為這二者常常具有非常類似的沸點且還形成了共沸物。

GB-414?366公開了一種通過熱縮合來制備取代酰胺的方法。在實施例中，較高沸點的羧酸與氣態仲胺在200-250℃的溫度下反應。粗產物通過蒸餾或漂白來提純。

GB-719?792公開了制備二甲基酰胺的方法，其中使C₂-C₄-羧酸與二甲胺在過量的二甲基酰胺中反應，使得反應混合物中的酸的含量保持由酸與二甲基酰胺組成的共沸物的濃度以下。

這些制備方法中的問題尤其在于為了獲得在商業上有利可圖的轉化率所需的非常長的反應時間，以及由酸、胺、酰胺和反應水組成的反應混合物的腐蝕性，其在所需的高反應溫度下嚴重地侵蝕或溶解金屬反應容器。由此引入到產物中的金屬含量是非常不期望的，因為它們損害了不僅在其顏色方面的產品性能，而且催化了分解反應，并由此減低了產率。后一個問題可以部分地通過由高度抗腐蝕材料制成的或具有相應的涂層的特殊反應容器而得以規避，然而，這需要長的反應時間，由此獲得了顏色受損的產品。作為不期望的副反應要提到例如胺的氧化、仲胺熱歧化成伯胺和叔胺、以及羧酸的脫羧。所有這些副反應使目標產物的產率降低。

更近的合成酰胺的方法是羧酸和胺轉化為酰胺的微波輔助轉化法。

Vázquez-Tato，Synlett?1993，506公開了將微波用作熱源，用于由羧酸和芳脂族胺，經由銨鹽，制備酰胺。所述合成以毫摩爾規模進行。

Gelens等，Tetrahedron?Letters?2005，46(21)，3751-3754公開了借助微波輻射合成的多種酰胺。該合成是在10ml的容器中進行的。

Goretzki等，Macromol.Rapid?Commun.2004，25，513-516公開了直接由(甲基)丙烯酸和伯胺微波輔助地合成各種(甲基)丙烯酰胺。

但是，迄今為止，仍沒有實現將這種微波輔助反應的規模從實驗室按比例放大至工業規模，因此，仍然沒有開發出適于以對于工業規模應用有價值的時空產率每年生產數噸、例如數十噸、數百噸或者數千噸的設備。對此的原因一方面在于通常限于數毫米至數厘米的微波穿透到反應物料中的深度，這尤其使得以間歇法進行的反應只能局限于小容器；或者在攪拌的反應器中造成非常長的反應時間。由于隨后出現的放電過程和等離子體的形成，使場強度的提高受到嚴格的限制，而這種提高對用微波輻射大量物質而言是值得期望的，特別是在迄今為止優選用于將化學反應按比例放大的多模設備中。此外，微波場的非均勻性在按比例放大時，在通常所使用的多模微波設備中帶來問題，所述非均勻性會導致反應物料局部過熱，是由或多或少輻射入微波爐中的微波在微波爐的壁上和反應物料上不受控制的反射造成的。此外，在反應過程中經常改變的反應物料的微波吸收系數，會在可靠且可重現的反應進程方面帶來困難。

Chen等，J.Chem.Soc.，Chem.Commun.，1990，807-809描述了一種連續的實驗室微波反應器，其中反應物料通過安裝在微波爐中的Teflon蛇形管傳輸。Cablewski等，J.Org.Chem.，1994，59，3408-3412描述了類似的連續實驗室微波反應器，其用于實施很大范圍的不同的化學反應。但是，在這兩種情況下，多模運行的微波不允許被放大至工業領域。它們在反應物料的微波吸收方面的效率是低的，因為微波能量或多或少地被均勻分布在位于多模微波輻射器中的加熱器空間內，并沒有聚焦在所述蛇形管上。顯著提高射入的微波功率，會導致不期望的等離子體放電。此外，隨著時間變化而變化的微波場中的空間不均勻性(被稱為熱區)，會使得工業規模上的安全、可再現性的反應方案不可能實現。