专利名称：在液相中制备不对称的叔丁基仲胺的方法
在液相中制备不对称的叔丁基仲胺的方法本申请涉及一种制备不对称的叔丁基仲胺的方法，所述叔丁基仲胺除了叔丁基外还包含烷基、环烷基或苄基。它们通过使相应的醛与叔丁基胺和氢气在液相中在氢化催化剂存在下反应(还原性胺化)而制备。仲胺为重要的在工业上使用的物质。它们例如在生产基于环氧化物和聚氨酯的聚合物模制品中用作聚合和固化催化剂，用作缓蚀剂和用作絮凝剂和洗涤剂的原料。此外，仲胺在作物保护中用作中间体。WO 2009/084538描述了用于制备橡胶用硫化促进剂的具有叔丁基和烷基的不对称胺。仲胺可通过如下方式获得用烷基卤烷基化伯胺，酰基化伯胺和随后用氢化锂铝还原羰基，以及用伯胺还原性胺化醛，尤其是氢化胺化醛。 这原则上还适用于包含叔丁基的不对称仲胺J. C. Bottaro 等在 Journal of Organic Chemistry, 1991, 56,第 1305-1307 页描述了乙基-叔丁基胺可通过使叔丁基胺与溴乙烷以3:1摩尔比反应以85%产率而制备。该方法的缺点在于所得溴化氢导致在中和之后产生盐，过量叔丁基胺出于经济原因需要被取出和再循环，以及出现腐蚀问题。相反，M.Newcomb 等在 Journal of the American Chemical Society, 1990,112,第5186-5193页描述了用乙酸酐酰基化叔丁基胺(40%产率)并用氢化锂铝还原所得N-叔丁基乙酰胺为乙基-叔丁基胺。然而，该方法具有两步，仅能获得低产率并且存在出现含氧的铝化合物的问题。Yu. Smirnow 等在 Zhurnal Organicheskoi Khimii (I"2), 28 (3),第 461_467 页描述了乙基-叔丁基胺还可通过在铅阴极上用叔丁基胺电化学还原性胺化乙醛以60%产率而制备。具体缺点为低产率。在氢化催化剂存在下用伯胺氢化胺化醛以得到相应的不对称仲胺同样是已知的。就此而言，如在GB-A I, 116，610，第2页第I栏第1_4行所描述，需要尽可能地抑制其与特定醛进一步反应为不希望的叔胺，以能够获得高产率的仲胺。此外，需要找到用来非常显著地防止副反应-醛脱羰、醛氢化为醇和两个醛分子之间的醛醇缩合的反应条件和氢化催化剂。Advanced Synthesis & Catalysis, 2002, 344,第 1041 页,第 3· I 章,第 I 段描述了在胺与羰基化合物的反应中，产率和选择性高度取决于起始化合物的位阻。该位阻还在胺官能区中起作用，如第3. I章，第3段和方案10所述。例如，用2，4，6-三甲基苯胺还原性胺化丙酮仅以36%产率形成仲胺，但用苯胺则获得98%产率。降低的还原性胺化反应速率还可导致羰基化合物，其更高度地被氢化为相应的醇。现有技术中所述方法从未描述使用位阻叔丁基胺，因为由于特定醛的氢化而此时必将预期更低产率的本发明叔丁基仲胺I和更大量醇。DE-A 101 22 758描述了一种制备不对称的仲胺的方法，其中将醛和伯胺在液相中彼此分开但同时供入反应器中并在那里与氢气在含镍催化剂上反应。该方法特别适用于基于丙醛而制备N-乙基-正丙基胺，如实施例4中通过92%的气相色谱产率所表明。如DE-A-10122758中实施例I所示，缺点在于连续制备N-乙基-正丙基胺需要约8MPa的高压和基于丙醛5倍摩尔过量的乙胺。因此，大量乙胺需要蒸馏取出并再循环到氢化中。此外，该公开没有描述叔丁基仲胺的制备。Houben/ffeyl, Methoden der organischen Chemie[有机化学方法],第四版，第XI/1 卷，Stickstoffverbindungen II [氮化合物 II]，Georg-Thieme-Verlag, 1959,第 620页描述了制备正丁基-异丁基胺。为此，搅拌高压釜中首先装入异丁基胺、阮内镍和作为溶剂的甲醇。在100° C和100巴的氢气压力下，在65分钟内连续供入基于初始装入的胺为大致等摩尔量的正丁醛。在蒸馏后处理之后，获得86%的正丁基-异丁基胺产率。该方法的缺点在于高压和使用需要被取出和再循环的溶剂。另一方面，Chem.Ind. Dekker在Catalysis of Organic Reactions, 75,第 266-270页，1998中描述了制备N-乙基-正丁基胺。此时，也首先向高压釜中装入胺(此时为乙胺) 以及催化剂，以随后在4. 5-5小时内在80° C和24巴下添加正丁醛。然而，与Houben/Weyl公开内容相反，此时胺与醛的摩尔比为2.6:1。尽管如此，在镍催化剂存在下，获得仅包含约64%N-乙基-正丁基胺的反应排出物。然而，使用贵金属催化剂(在活性碳上的5%Pd、5%Pt、5%Rh、5%Ru)，反应排出物的N-乙基-正丁基胺含量为82_96%。该方法的缺点在于在镍催化剂存在下有价值产物的产率低以及需要取出和再循环过量胺。此时，也没有描述叔丁基仲胺I的制备。在GB-A I, 116，610中，也首先将胺与氢化催化剂一起装入反应器中并与醛在氢气存在下混合。N-甲基-丁基胺可由此根据实施例3在100° C和30巴下由正丁醛和甲胺在阮内镍存在下以97%产率而制备。甲胺与正丁醛的摩尔比为I. 25: I。该方法的缺点在于大量的约3%氢氧化钠水溶液需要被添加以防止形成叔胺且在反应之后需要再除去。此时也没有明确描述叔丁基仲胺I的制备。在上述四篇文献中反应性胺化的反应条件和结果汇总于下表I中。
权利要求
1.一种制备式I的不对称的叔丁基仲胺的方法，其通过在氢化催化剂存在下在液相中用叔丁基胺和氢气还原性胺化式II的醛而进行，包括以下步骤 (i)在压力容器中提供叔丁基胺和氢化催化剂， (ii)添加氢气并连续添加式II的醛 R-CHO II 其中R选自氢、具有1-15个碳原子的线性或支化脂族基团、具有5-10个碳原子的脂环族基团、取代或未取代的苯基和苯基烷基，并且氢气与式II的醛的比例至少为等摩尔的， (iii)使步骤(ii)中添加醛过程中的温度保持为50-150°C并且使步骤(ii)中添加醛过程中的总压保持为2-120巴， (iv)使来自步骤(iii)的氢化排出物脱水，其包含所形成的且具有式I的叔丁基仲胺和反应水
2.根据权利要求I的方法，其中步骤(ii)包括在添加醛之后进一步搅拌O.5-12小时，同时维持添加醛所选择的压力和温度条件。
3.根据权利要求I或2的方法，其中在所述方法的步骤(ii)过程中总压保持为4-20巴。
4.根据权利要求1-3中任一项的方法，其中在所述方法的步骤(ii)过程中温度保持为70-125° Co
5.根据权利要求1-4中任一项的方法，其中在步骤(i)中使用的叔丁基胺与在步骤(ii)中供入的式II的醛的摩尔比为1:1-1:1. 4。
6.根据权利要求1-5中任一项的方法，其中在步骤(ii)中式II的醛在30-600分钟内供入。
7.根据权利要求1-6中任一项的方法，其中步骤(i)-(iii)于在反应条件下呈惰性的溶剂存在下进行。
8.根据权利要求1-7中任一项的方法，其中所述氢化催化剂的催化活性材料包含选自镍、钴、钌、铑、钯、钼、铜的金属和/或金属氧化物以及这些金属和/或金属氧化物的混合物。
9.根据权利要求8的方法，其中所述氢化催化剂的催化活性材料包含金属钯。
10.根据权利要求1-9中任一项的方法，其中所述氢化催化剂的催化活性材料已施加至活性碳载体。
11.根据权利要求1-10中任一项的方法，其中在悬浮氢化的情况下，在步骤(iv)中脱水之前，将所述氢化催化剂从氢化排出物中取出，并再循环到步骤(i)中的氢化阶段中。
12.根据权利要求1-11中任一项的方法，其中不含催化剂的氢化排出物借助氢氧化钠水溶液而脱水。
13.根据权利要求1-11中任一项的方法，其中不含催化剂的氢化排出物通过用烃共沸蒸馏而脱水。
14.根据权利要求1-13中任一项的方法，其半连续地操作。
全文摘要
本发明涉及一种制备不对称的叔丁基仲胺的方法，所述叔丁基仲胺除了叔丁基外还包含烷基、环烷基或苄基。它们通过使相应的醛与叔丁基胺和氢气在氢化催化剂存在下在液相中反应(还原性胺化)而制备。
文档编号C07C211/27GK102822137SQ201180017705
公开日2012年12月12日 申请日期2011年4月6日 优先权日2010年4月7日
发明者C·W·维格博斯, C·米勒, J-P·梅尔德, B·施泰因, H·迈斯奈尔, G·哈德莱恩, N·古特弗鲁特 申请人:巴斯夫欧洲公司