[發明專利]用于從三甲胺和環氧乙烷制備膽堿氫氧化物的方法

在審

• 申請號: 201710165300.9
• 申請日: 2013-01-17
• 公開（公告）號: CN106928072A
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發明（設計）人: R·李;R·S·迪克西特;A·M·帕特爾;X·陳;R·J·佩爾;J·G·潘德加斯特
• 申請（專利權）人: 陶氏益農公司
• 主分類號: C07C213/04
• 分類號: C07C213/04;C07C217/08;C07C215/40
• 代理公司: 北京市嘉元知識產權代理事務所(特殊普通合伙)11484
• 代理人: 劉彬

此案是申請日為2013年1月17日、申請號為201380005335.6、發明名稱為“用于從三甲胺和環氧乙烷制備膽堿氫氧化物的方法”的發明申請的分案申請。

本申請要求2012年1月19日提交的美國臨時專利申請流水號61/588,234和2012年10月31日提交的美國臨時專利申請流水號61/720,711的權益。

發明背景

膽堿氫氧化物(chioline hydroxide)可通過三甲胺(TMA)、環氧乙烷(EO)和水的反應產生。在該反應期間可能形成雜質如單乙氧基化、雙乙氧基化膽堿和乙二醇，而且這類雜質經常存在于商品化的膽堿氫氧化物中。

發明概述

描述了用于制備膽堿氫氧化物的改進方法和通過這些方法產生的膽堿氫氧化物。所述方法牽涉將環氧乙烷、三甲胺和水給料到第一反應器中以創建第一反應器產物。第一反應器溫度維持在5℃和35℃之間，且給料到所述第一反應器的環氧乙烷與三甲胺的摩爾比等于或小于1。然后，將第一反應器產物給料到第二反應器中以形成第二反應器產物。第二反應器是絕熱的，即允許在第二反應器中的絕熱加熱。最后，從所述第二反應器產物除去任何未反應的三甲胺以形成包含膽堿氫氧化物的終產物?？梢詫牡诙磻鳟a物除去的未反應的TMA再循環并給料到第一反應器中。

還描述了用于再使用至少一個額外的反應器來制備膽堿氫氧化物的進一步的方法。這些方法牽涉將三甲胺、水和環氧乙烷給料到第一反應器中以創建第一反應器產物。第一反應器溫度維持在5℃和35℃之間。接著，將所述第一反應器產物和第二量的環氧乙烷給料到第二反應器中以形成第二反應器產物。類似于第一反應器，第二反應器溫度維持在5℃和35℃之間。然后，將所述第二反應器產物給料到第三反應器中以形成第三反應器產物。第三反應器是絕熱的，即允許在第三反應器中的絕熱加熱。最后，從所述第三反應器產物除去任何未反應的三甲胺以形成包含膽堿氫氧化物的終產物?？梢詫牡谌磻鳟a物除去的未反應的TMA再循環并給料到第一反應器中。

附圖簡述

圖1顯示用于使用兩個反應器和TMA去除柱來制備膽堿氫氧化物的方法。

圖2顯示用于使用三個反應器和TMA去除柱來制備膽堿氫氧化物的方法。

圖3是拉曼(Raman)數據圖，其顯示將環氧乙烷(EO 1273)分批添加到含有三甲胺(TMA)的反應器和膽堿氫氧化物(膽堿OH)的產生。

發明詳述

本文中描述了用于制備N,N,N-三甲基乙醇氫氧化銨(膽堿氫氧化物)的新的方法。這些新方法使產物膽堿氫氧化物中副產物單乙氧基化和雙乙氧基化膽堿的產生最小化。所述方法一般包括將環氧乙烷、三甲胺和水給料到第一反應器中以創建第一反應器產物。將第一反應器的溫度維持在5℃和35℃之間，且給料到所述第一反應器的環氧乙烷與三甲胺的摩爾比是1比1或小于1比1(即在摩爾基礎上比三甲胺少的環氧乙烷)。將第一反應器的產物給料到第二反應器中以形成第二反應器產物。第二反應器是絕熱的，允許絕熱加熱。最后，將第二反應器產物中的任何未反應的三甲胺除去以形成包含膽堿氫氧化物的終產物。可將另外的反應器用于環氧乙烷和三甲胺反應。

如本文中描述的方法的反應化學如下：

具體地，三甲胺(TMA)、環氧乙烷(EO)和水起反應以形成N,N,N-三甲基乙醇氫氧化銨(膽堿氫氧化物)(見反應方案I)。然而，可能存在利用系統中可用反應物的別的反應，其創建副產物如單乙氧基化膽堿(見反應方案II)、雙乙氧基化膽堿(見反應方案III)和乙二醇(見反應方案IV)：

本文中描述的方法設計為使如反應方案II、III和IV示例的副產物的產生最小化。

不受理論束縛，認為這些副產物在過量的環氧乙烷可用時在反應系統中生成。具體地，任何不與三甲胺起反應、與膽堿氫氧化物產物形成接觸的環氧乙烷可起反應以形成不想要的副產物單乙氧基化和雙乙氧基化膽堿。本文中描述的方法設計為使反應器中存在的環氧乙烷量最小化至如下的量，該量會與可用的三甲胺快速起反應，從而過量的環氧乙烷不會用于與膽堿氫氧化物起反應。本文中描述的方法能提供膽堿氫氧化物作為終產物，其具有小于10重量百分比的單乙氧基化膽堿和/或雙乙氧基化膽堿。另外，可使用本文中描述的方法產生膽堿氫氧化物終產物，其具有小于9重量百分比、小于8重量百分比、小于7重量百分比、小于6重量百分比、小于5重量百分比、或小于4重量百分比的單乙氧基化膽堿和/或雙乙氧基化膽堿。