[發明專利]制備3-氰基-3,5,5-三甲基環己酮的方法

有效

• 申請號: 201280029729.0
• 申請日: 2012-06-05
• 公開（公告）號: CN103619807A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: M.施瓦茨;A.默克爾;J-J.尼茨;G.格倫德
• 申請（專利權）人: 贏創德固賽有限公司
• 主分類號: C07C253/10
• 分類號: C07C253/10;C07C255/46
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 石克虎;林森

本發明涉及使用醇鈣，特別是乙醇鈣作為催化劑制備3-氰基-3,5,5-三甲基環己酮（異佛爾酮腈，縮寫IPN）。

氫氰酸（HCN）與α,β-不飽和環狀（或無環）酮的堿催化反應是已知的反應（Hydrocyanation?of?Conjugated?Carbonyl?Compounds,?Wataru?Nagata?and?Mitsuru?Yoshioka,?在線發布:?2005年7月15日?DOI:?10.1002/0471264180.or025.03）。

在工業上進行作為用于合成異佛爾酮二胺的前體的異佛爾酮腈（IPN）的制備。

可以用下列反應方程式描述異佛爾酮（IP）與HCN生成IPN的反應：

用于制備β-氰基酮例如IPN的催化劑通常是為1,4-加成反應提供游離氰根離子（CN）的堿。在此，通常區分為無機鹽和有機化合物。

氫氰酸是pk_a為9.21的弱酸，并因此本身不加成到活潑的碳-碳雙鍵上。另一方面，CN（如SH或I）足夠親核以加成到共軛羰基體系的親電子的碳原子上。因此，需要堿性催化劑以提高CN離子的濃度。可行的催化劑因此是含氰化物的鹽（例如NaCN、KCN或K₄Ni(CN₄)，參見US?2?904?581）、無機堿（例如碳酸鉀或氫氧化鈉）或有機堿（例如三乙胺、吡啶或哌啶）。

加成反應的速率與CN離子的濃度成比例，該加成就CN而言是可逆的。此外，產生氰醇的反應與產生氰基酮的反應存在競爭（1,2-加成?vs?1,4-加成）。對許多底物而言，1,2-加成比1,4-加成更快。

從氰基酮（例如IPN）到相應反應物（例如異佛爾酮）的逆反應比正向反應進行得慢。提高溫度有利于可逆加成反應的逆反應。因此在盡可能低的溫度下合成是有利的。

氰醇在堿性介質中不穩定，因此幾乎僅形成氰基酮。氰醇的形成少得可忽略不計（或可逆以致CN離子可通過1,4-加成反應）。

在CN濃度過高的情況下，會發生強放熱的自發的氫氰酸的二聚和/或聚合。通過HCN的陰離子聚合形成聚合的氰化氫，也稱作氮明酸（Azulmins?ure）。該反應經由二聚氫氰酸（亞氨基乙腈）進行。同時，在兩個γ-位腈-基團之間發生閉環，由此使該鏈狀聚合物穩定。在每種情況下必須避免這種聚合，因為由此將不利地影響形成異佛爾酮腈的選擇性。

與HCN的反應可以在溶液中進行或無溶劑地進行。

現有技術

a)?由異佛爾酮和氫氰酸制備異佛爾酮腈的方法：

JP06065183?將堿性反應混合物與惰性溶劑混合并在薄層蒸發器中進行后處理。由此除去催化劑、高沸物和溶劑。然后在另外的柱中提純IPN。

EP?0?554?786（類似于US?5?254?711）描述了在兩個分開的反應區中通過堿催化的IP與HCN的反應連續制備IPN的方法。通過在形成氰根離子的堿性催化劑上使IP與氫氰酸反應進行IPN的制備。作為合適的催化劑提及堿金屬-和堿土金屬-醇鹽；以及-氫氧化物和-氰化物；以及季銨堿。

DE?102?59?708（類似于EP?1?581?481）要求保護通過在堿性催化劑－特別是氧化鈣－的存在下IP與HCN的反應和在進一步的蒸餾后處理之前加入磺酸或羧酸來制備IPN的方法。通過使用羧酸或磺酸，沒有形成沉淀物，該粗產物可以立即進一步加工。

作為現有技術，現有的催化劑和它們在工藝技術中的應用大都在>?170℃的溫度下在標準壓力下提供轉化率和選擇性（基于向IPN的轉化率，98%）。

在堿性反應條件下作為可能的副反應發生異佛爾酮的二聚，生成二異佛爾酮，和/或聚合。在（專利）文獻中詳細描述了異佛爾酮的自縮合：

1)?J.?A.?Bertrand,?D.?Cheung,?A.?D.?Hammerich,?H.?O.?House,?W.?T.?Reichle,?D.?Vanderveer,?E.?J.?Zaiko,?J.?Org.?Chem.,?1977,?42,?9,?1600–1607.

2)?G.?Kabas,?H.?C.?Rutz,?The?Alkali-Catalyzed?Self-Condensation?of?Isophorone,?Tetrahedron.?1966,?22,?1219-1226.

3)?US?2?406?652,?Ketols?from?Isophorones?and?Homologues?Thereof.