专利名称：用于制备酰胺酯化合物的方法
技术领域：
本发明涉及ー种用于制备酰胺酯化合物的方法。更具体地，本发明涉及一种通过ニ酯与胺之间的反应制备酰胺酯化合物的方法。
背景技术：
酰胺酯化合物因它们作为溶剂的应用而众所周知，特别是在植物健康应用中用作溶剂，正如例如文献WO 2009/092795中所描述。几种途径能用于获得所述酰胺酯化合物。文献US 4588833描述了ー种在高温下通过钴催化的不饱和酰胺与醇和ー氧化碳的反应制备酰胺酯的方法。·文献US 3417114在实施例9中描述了ー种同时制备式为MeOOC-(CH2)3-CONMe2的酰胺酯化合物(DMGME)和式为Me2NOC-(CH2)3-CONMe2的ニ酰胺化合物(TMG)的方法，随后通过蒸馏来分离这两种化合物。为了进行该反应，将气态ニ甲胺鼓入包括预先纯化过的ニ甲基戊ニ酸和甲醇钠溶液的介质中两小吋。然后两种化合物(DMGME和TMG)从得到的复杂混合物中通过蒸馏被分离。文献US3288794描述了与文献US3417114相同的方法，以及用类似的操作模式同时制备N，N-ニ甲基己酰胺甲酯和N，N，N' , N/ -四甲基己ニ酰胺，随后也通过蒸馏来分离。在ニ酯的情况下，上述现有技术的方法对酰胺酯没有选择性。ニ酰胺的比例通常是主要比例，而酰胺酯被认为是未充分反应的副产物。此外，对于这些方法，需要反应前ニ酯的纯化步骤，这使方法复杂化。在反应之后，这种类型的方法还需要难处理且昂贵的反应介质的处理以分离ニ酰胺和酰胺酯，例如通过蒸馏。而且，对于现有技术的这些方法，形成的粗产物可能具有不利于后续使用的浓橘黄色变色。因此产物进行额外的纯化步骤。所有这些纯化处理使制备酰胺酯的方法成为复杂的操作。在克服低酰胺酯选择性问题的尝试中，通常通过冷却反应介质在低温下操作，SP低于室温下。然而，降低反应温度显著降低反应的动力学，并且因此显著降低方法的生产率。因此，需要找到ー种酰胺酯选择性的由ニ酯制备酰胺酯的方法。而且，该方法必须在エ业设备中容易应用。该方法另ー个必要的要求是反应必须具有快的动力学。最后，该酰胺酯生产方法必须是高效的。
发明内容
为此，本发明提出一种用于制备下述式(I)的酰胺酯化合物的方法:RiOOC-A-CONR2R3(I)包括在碱性化合物的存在下使下述式(II)的ニ酯化合物与下述式(III)的胺进行反应的步骤:
RiOoC-A-CooR1(II)HNR2R3(III)式中:A是共价键，或包括1 12的碳原子数的直链或支链的ニ价亚烷基，R1是可选地被取代的包括1 36个碳原子的烃基，R2和R3相同或不同，选自氢原子以及可选地被取代的包括1 36个碳原子的烃基中的基团，R2和R3能一起形成包括与R2和R3连接的氮原子的环，所述环可选地被取代，和/或包括额外的杂原子，且R2和R3不同时为氢原子，其特征在于下述事实:将气态形式的式(III)的所述胺和所述碱性化合物共同加入到式(II)的所述ニ酯化合物中，并且所述反应在30°C或更高的温度下进行。“共同加入”在本发明中的意思是指将化合物同时但通过独立的给料装置加入到ニ酷化合物(II)中。“同时”意为化合物至少具有一共同的加入时间，每种化合物可能在不同的时间开始加入和结束加入。优选地，两种化合物的加入同时开始。根据本发明ー个有利的实施方式，共同加入时间(加入的共同时间段)在30分钟和6个小时之间，优选在30分钟和3小时之间，而且更优选在30分钟和2小时之间。因此，本发明的方法使用式(II)的ニ酯化合物，该化合物有利地具有下述特征。根据ー个有利的实施方式，在式⑴和(II)中，A是包括2 12的碳原子数，优选3 6的碳原子数的支链的ニ价亚烷基。优选地，在式⑴和(II)中，R1基团，或相同或不同，是包括1 16个碳原子并可具有一个或多个取代基的烃基。作为非限制性示例的“取代基”意为优选具有1 4个碳原子的烷基、优选具有1 4个碳原子的烷氧基、羟基或卤素。优选地，R1基团相同或不同，选自由烷基、烯基、环烷基、芳基以及芳烷基组成的组，所述基团可具有一个或多个取代基。更具体地，R1优选选自由甲基、こ基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、仲丁基、正戊基、异戊基、仲戊基、环戊基、正己基、异己基、仲己基、环己基、甲基环己基、2-乙基丁基、3-甲基戊基、正庚基、异庚基、仲庚基、3-甲基己基、4-甲基己基、1-一基戊基、2-乙基戊基、3-乙基戊基、正辛基、异辛基、3-甲基庚基、正壬基、正癸基、十一烷基、正十二烷基、十ニ烧基、十四烧基以及十五烧基组成的组。在一个特别有利的实施方式中，R1选自甲基和こ基。最优选地，式(II)的ニ酯化合物是具有如上述所定义的R1的下述式(11.1)、(I1.2)和(I1.3)的ニ酯化合物的混合物:R1OOC-CH(CH3) -CH2-CH2-COORi (I1.1)RiOOC-CH(CH2-CH3)-CH2-COOR1 (I1.2)RiOoc-Ch2-Ch2-Ch2-Ch2-CooR1 (i1.3)式(I1.1)、(I1.2)和(I1.3)的ニ酯化合物的混合物可具有下述组成:
75wt 95wt,优选 85wt 95wt的式(I1.1)的化合物，3wt*% 23wt*%,优选 4wt*% 14wt*% 的式(I1.2)的化合物，0.1wt% 10wt*%,优选 0.1wt% 3wt*%的式(I1.3)的化合物。更优选的是，对于上述式(I1.1)、(I1.2)和(I1.3)的ニ酯化合物的混合物，R1基团应该是甲基。该混合物尤其可为由Rhodia以商品名Rhodiasolv 丨RlS销售的ニ酯混合物。根据本发明ー个有利的实施方式，加入的ニ酯化合物(II)是纯化合物，即没有将其放入有机溶剂的溶液中。然而，可能将该ニ酯化合物(II)放入有机溶剂的溶液中。根据本发明ー个优选的实施方式，所述有机溶剂选自挥发性有机溶剤，尤其是醇和醚，优选选自甲醇、こ醇、四氢呋喃(THF)及其混合物。更优选地，有机溶剂是甲醇。在本发明的方法中还使用气态形式的式(III)的胺，所述胺有利地具有下述特征。优选地，在式(I)和(III)中，基团R2和R3相同或不同，是可具有一个或多个取代基的包括I 16个碳原子的烃基。作为非限制性示例的“取代基”意为优选具有I 4个碳原子的烷基、优选具有I 4个碳原子的烷氧基、羟基或卤素。优选地，基团R2和R3相同或不同，选自由烷基、烯基、环烷基、芳基以及芳烷基组成的组，所述基团可具有一个或多个取代基。根据本发明的ー个第一实施方式，R2和R3相同或不同，选自由甲基、こ基、羟こ基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、己基以及环己基组成的组。优选地，R2和R3选自甲基、こ基以及羟こ基。根据本发明的第二实施方式，R2和R3 —起形成包括它们所连接的氮原子的5个或6个原子的环，所述环的ー个原子可能为另ー种杂原子，诸如氧。优选地，R2和R3 —起形成选自吗啉、哌唳以及哌嗪的环。 本发明的方法使用碱性化合物。优选地，所述碱性化合物是碱金属的醇盐或碱土金属的醇盐，优选选自甲醇钠、こ醇钠或こ醇钾、叔丁醇钾。所述碱性化合物还能选自碳酸盐，尤其是碳酸钾或碳酸钠；或者选自烷基钛酸酯，例如丁基钛酸酷。所述碱性化合物还能是几种上述化合物的混合物。优选地，所述碱性化合物是甲醇钠。根据本发明一个优选的实施方式，所述碱性化合物存在于有机溶剂的溶液中。在这种情况下，所述有机溶剂是与上述用于ニ酯化合物(II)的溶剂相同的溶剤。优选有机溶剂选自甲醇、こ醇、四氢呋喃(THF)及其混合物。优选地，所述有机溶剂是甲醇。一般地，所述碱性化合物有利地以5 % 80 %，优选10 % 50 %，且更优选20 % 30%的有机溶剂中的重量浓度存在于有机溶剂的溶液中。根据本发明，式(II)的ニ酯化合物与式(III)的胺在碱性化合物的存在下以下文中定义的比例发生反应。有利地，气态形式的胺(III)的加入量相对于所述ニ酯化合物(II)的摩尔比在I 1.5范围内，优选在I 1.2范围内，并且更优选在I 1.1范围内。所述碱性化合物优选相对于所述ニ酯化合物以0.01 20 %， 优选3 10 %的摩尔浓度加入。
根据本发明的另ー特征，反应在30°C或更高温度下进行。优选地，反应在50°C或更高温度下进行。有利地，反应在30 130°C，优选在40 90°C，并且更优选在45 65°C温度下进行。用于控制该温度所需的卡路里由反应自身提供或由外部装置提供，例如加热装置或冷却装置。有利地，反应在I 10巴绝压，优选在I 5巴绝压，并且更优选在I 3巴绝压的压カ下进行。优选地，反应在无水条件下进行，即最多可容许0.2%的水，优选最多可容许
0.05%的水。根据ー个优选实施方式，反应在惰性条件下进行，例如使用具有惰性气体的冲洗装置，尤其是具有氮气的冲洗装置进行。从实践角度出发，将气态形式的式(II)的胺和所述碱性化合物共同加入到式(II)的ニ酯化合物中，将温度保持在预定的温度范围内。根据本发明，在反应结束 时，得到式⑴的酰胺酯化合物。在反应结束时，反应混合物不需要对酰胺酷化合物进行任何难处理的纯化，以将酰胺酯化合物从ニ酰胺化合物中分离出来。可仅除去诸如未反应的胺及溶剂的挥发性化合物，尤其是蒸发除去，例如通过在减压下蒸馏除去。介质可以可选地用本领域技术人员已知的传统操作来处理，尤其是通过中和、过滤和清洗步骤以除去反应过程中形成的盐。因而，得到的式(I)的酰胺酯化合物具有高的纯度并且可直接使用在预期应用中，例如作为溶剂，尤其是作为在植物健康应用中的溶剤。根据本发明的方法可以是连续或分批的过程。根据本发明的方法具有很多优点。当在高于30°C温度下，应用于符合式(11.1)、(I1.2)和(I1.3)的ニ酯化合物的混合物，例如:Rhodiasolv IRIS时，根据本发明的方法特别有利。首先，它是高酰胺酯选择性的，即对酰胺酯的选择性大于90%，甚至大于95%。出人意料地，尽管胺过量且反应温度为30°C或更高，但形成小于5%的ニ酰胺。此外，本发明的方法通过鼓入提供对加入的胺的量以及反应时间的控制。因此，不需要加入相对于ニ酯过量的胺。与在较低温度下以及无过量的胺的反应相比，反应也非常快。的确，本发明的方法具有高的反应动力学并且因此具有非常短的反应时间。而且，没有观察到明显的介质变色，并且在反应结束时，反应混合物不需要任何难处理的主产物的纯化处理，这大大筒化了方法并且提高了生产率。
具体实施例方式以下实施例示例本发明但不限制本发明。实施例实施例1比较-ニ甲胺(气体I加入到Rhodiasolv IRIS /甲醇钠的混合物中-T = 20 °C将甲醇中的甲醇钠溶液(50% w/w溶液，18.8g)和304g的由Rhodia以商品名Rhodiasolv⑧IRIS销售的2-甲基-戊ニ酸ニ酷、2-こ基-琥珀酸ニ酯和己ニ酸ニ酯的混合物加入配置有机械搅拌且预先干燥过的充分搅拌的I升的双夹套反应器中。
发现反应介质变为浓橘黄色。将该反应介质的温度稳定在设定值+20°C，并且设定操作将气态ニ甲胺鼓入包括甲醇钠和ニ酯混合物的反应混合物中两小时(加入82g ニ甲胺)。在鼓入期间，反应介质的温度保持恒定。将反应介质的温度保持在+20°C直到已经消耗96%的起始加入的ニ酯混合物(完成时间:20小吋)。在20°C 50°C温度下，在减压下(约200mbars)蒸馏轻微过量的ニ甲胺。然后通过加入足够量的85%的磷酸中和反应介质。过滤形成的盐。用甲醇清洗形成的固体,并且然后真空蒸馏挥发性化合物(甲醇和未反应的ニ酷)。然后通过气相色谱法分析产物。下表I集合了该比较例I的条件和結果。实施例2比较-ニ甲胺(气体I加入到Rhodiasolv( IRlS /甲醇钠的混合物中-T = 50 °C将甲醇中的甲醇钠溶液(50% w/w溶液，18.8g)和304g的由Rhodia以商品名Rhodiasolv IRIS销售的2-甲基-戊ニ酸ニ酷、2-こ基-琥珀酸ニ酯和己ニ酸ニ酯的混合物加入配置有机械搅拌且预先干燥过的充分搅拌的I升的双夹套反应器中。确认反应介质变为浓橘黄色。将该反应介质的温度稳定在设定值+50°C，并且设定操作将气态ニ甲胺鼓入包括甲醇钠和ニ酯混合物的反应混合物中两小时(加入82g ニ甲胺)。在鼓入期间，反应介质的温度保持恒定。将反应介质的温度保持在+50°C直到已经消耗96%的起始加入的ニ酯混合物(完成时间:2小时)。在20°C 50°C温度下，在减压下(约200mbars)蒸馏轻微过量的ニ甲胺。然后通过加入足够量的85%的磷酸中和反应介质。过滤形成的盐。用甲醇清洗形成的固体,并且然后真空蒸馏挥发性化合物(甲醇和未反应的ニ酷)。然后通过气相色谱法分析产物。下表I集合了该比较例2的条件和結果。实施例3 ニ甲胺(气体)和甲醇钠共同加入到Rhodiasolv 丨RlS中将304g的由Rhodia以商品名Rhodiasolv IRIS销售的2-甲基-戊ニ酸ニ酷、
2-こ基-琥珀酸ニ酯和己ニ酸ニ酯的混合物加入配置有机械搅拌且预先干燥过的充分搅拌的I升的双夹套反应器中。确认没有反应介质的明 显变色。将该反应介质的温度稳定在设定值+50°C，并且共同加入气态ニ甲胺(鼓入ニ酯中，加入82g ニ甲胺)和甲醇中的甲醇钠溶液(滴加-50% w/w溶液，18.8g)。共同加入的持续时间是2小时。在整个共同加入时间内，反应介质的温度保持恒定。将反应介质的温度保持在+50°C直到已经消耗96%的起始加入的ニ酯混合物(完成时间:2小时)。在20°C 50°C温度下，在减压下(约200mbar)蒸馏轻微过量的ニ甲胺。然后通过加入足够量的85%的磷酸中和反应介质。过滤形成的盐。用甲醇清洗形成的固体,并且然后真空蒸馏挥发性化合物(甲醇和未反应的ニ酷)。然后通过气相色谱法分析产物。下表I集合了不同实施例1C、2C和3的条件和結果。表权利要求
1.一种用于制备下述式(I)的酰胺酯化合物的方法:RiOOC-A-CONR2R3(I) 所述方法包括在碱性化合物的存在下使下述式(II)的ニ酯化合物与下述式(III)的胺进行反应的步骤:RiOoC-A-CooR1(II)HNR2R3(III) 式中: A是共价键，或包括I 12的碳原子数的直链或支链的ニ价亚烷基， R1是包括I 36个碳原子的可选地被取代的烃基， R2和R3相同或不同，是选自氢原子以及包括I 36个碳原子的可选地被取代的烃基中的基团， R2和R3能一起形成包括与R2和R3连接的氮原子的环，所述环可被取代，和/或包括额外的杂原子，且 R2和R3不同时为氢原子， 其特征在于: 将气态形式的式(III)的所述胺和所述碱性化合物共同加入到式(II)的所述ニ酯化合物中， 并且所述反应在30°C或更高的温度下进行。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，A是包括2 12的碳原子数，优选3 6个碳原子数的支链的ニ价亚烷基。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，R1基团相同或不同，是包括I 16个碳原子并可具有一个或多个取代基的烃基。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，R1基团相同或不同，选自由烷基、烯基、环烷基、芳基以及芳烷基组成的组，所述基团可具有一个或多个取代基。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，R1选自由甲基、こ基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、仲丁基、正戊基、异戊基、仲戊基、环戊基、正己基、异己基、仲己基、环己基、甲基环己基、2-こ基丁基、3-甲基戊基、正庚基、异庚基、仲庚基、3-甲基己基、4-甲基己基、1-こ基戊基、2-こ基戊基、3-こ基戊基、正辛基、异辛基、3-甲基庚基、正壬基、正癸基、十一烧基、正十_■烧基、十ニ烧基、十四烧基以及十五烧基组成的组。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，式(II)的所述ニ酯化合物是下述式(I1.1)、(I1.2)和(I1.3)的ニ酯化合物的混合物:R1OOC-CH(CH3) -CH2-CH2-COORi (I1.1)RiOOC-CH(CH2-CH3)-CH2-COOR1 (I1.2)RiOoc-Ch2-Ch2-Ch2-Ch2-CooR1 (i1.3) 其中，R1与权利要求1至5中任ー项所定义的相同。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，式(I1.1)、(11.2)和(I1.3)的ニ酯化合物的混合物具有下述组成: 75 95wt%，优选85 95wt%的式(I1.1)的化合物， 3 23wt%,优选4 14wt%的式(I1.2)的化合物，.0.1 1Owt%,优选0.1 3wt*%的式(I1.3)的化合物。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其中，R1基团是甲基。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，R2基团和R3基团相同或不同，选自由烷基、烯基、环烷基、芳基以及芳烷基组成的组，所述基团可具有一个或多个取代基。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，R2和R3相同或不同，选自由甲基、こ基、羟こ基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、己基以及环己基组成的组。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，R2和R3—起形成包括与R2和R3连接的氮原子的5个或6个原子的环，所述环的ー个原子可为另ー种杂原子，例如氧。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，R2和R3—起形成选自吗啉、哌啶以及哌嗪的环。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其中，所述碱性化合物是碱金属的醇盐或碱土金属的醇盐，优选选自甲醇钠、こ醇钠或こ醇钾、叔丁醇钾、碳酸钾或碳酸钠、烷基钛酸酯及它们的混合物。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，其中，所述碱性化合物存在于有机溶剂的溶液中。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述有机溶剂选自醇和醚，优选选自甲醇、こ醇、四氢呋喃(THF)及它们的混合物。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的方法，气态形式的胺(III)的加入量相对于所述ニ酯化合物(II)的摩尔比在I 1.5范围内，优选在I 1.2范围内，并且更优选在I 1.1范围内。
17.根据权利要求1至15中任一项所述的方法，其中，所述碱性化合物相对于所述ニ酯化合物以0.01 20%，优选3 10%的摩尔浓度加入。
18.根据权利要求1至16中任一项所述的方法，其中，所述反应在30°C 130°C，优选在40°C 90°C，并且更优选在45°C 65°C温度下进行。
全文摘要
本发明涉及一种用于制备酰胺酯化合物的方法。更具体地，本发明涉及一种在碱性化合物的存在下通过二酯与胺之间的反应制备酰胺酯化合物的方法，其中，将所述碱性化合物和气态形式的所述胺共同加入到所述二酯中，所述反应在30℃或更高的温度下进行。
文档编号C07C231/02GK103140472SQ201180031817
公开日2013年6月5日 申请日期2011年5月31日 优先权日2010年6月9日
发明者T·维达尔, R·雷切德, M·古格利日 申请人:罗地亚管理公司