专利名称：生产1-正十二烷基氮杂环庚-2-酮的改进方法
技术领域：
本发明涉及一种制备1-正十二烷基氮杂环庚-2-酮的方法，具体地说，就是利用四丁基溴化铵或三乙基苄基氯化铵作为相转移催化剂在固-液两相中一步合成1-正十二烷基氮杂环庚-2-酮。
1-正十二烷基氮杂环庚-2-酮为具有下列结构式的一种无色，无味的油状液体
已知它可用作皮肤渗透促进剂。当将它加入到药物制品或营养化妆品中时，它可以极大地促进药物制剂中的活性成分或化妆品的营养物质向皮肤内渗透。从而增加疗效和化妆品使用效果，因因可减少主药和化妆营养物的用量。
该化合物在农业上可用于杀虫剂，杀真菌剂，除莠剂;它亦可用作纤维及合成纤维的染色增强剂，能降低着色温度和使颜色更加均匀地渗透。
制备1-烷基取代的氮杂环烷-2-酮的常规方法是基于氮杂环烷-2-酮的碱金属盐与烷基化试剂之间进行的反应，例如，见L.Ruzicka，HelvChimActa4，472(1921);C.S.Marvel等，J.Org.Chem.22，1065(1957);U.S.PatentNos.3，989，815，3，989，816及4，122，170。在现有技术中，氮杂环烷-2-酮的碱金属盐是通过碱金属或碱金属的氢化物在氮气中于惰性溶剂存在的条件下与氮杂环烷-2-酮反应而制备。但是，由于该反应需要使用碱金属或昂贵的碱金属氢化物，以及大量的溶剂，因此该现有技术不仅是不经济的，而且也是不安全的，具有易燃易爆的危险。
欧洲专利0095096公开了一种经改进的1-取代氮杂环烷-2-酮的合成法，其中N-烷基化是在相转移催化剂的作用下进行的，该反应要在约20-50℃的温度下进行约50-200小时，反应所使用的溶剂包括芳香烃(如苯、甲苯)以及脂肪烃。但是，这一方法也有许多不足。首先，该反应采用水相和有机相的液-液相转移催化技术，由于有水存在，在反应过程中会发生水化作用，导致该反应的产率很低，反应时间过长。其次，该方法中使用了沸点高而且有毒的溶剂甲苯和易燃易爆的乙醚，不但耗资多并且对操作人员有毒害，并有着火爆炸等危险，总之该法不适用于工业上大规模生产。
针对现有技术的以上缺点，本发明提出了一种生产1-正十二烷基氮杂环庚-2-酮的改进方法。按照本发明，该化合物是在混合碱存在的情况下将己内酰胺与作为烷基化试剂的一种卤代烷在相转移催化剂存在下反应而制得。该反应是在无水条件下在一种无毒、沸点较低的有机烃溶剂中进行，利用固-液相转移催化技术合成正-十二烷基氮杂环庚-2-酮。
本发明的反应是在固-液两相系统中进行的，本发明所用的相转移催化剂为四丁基溴化铵，或三乙基苄基氯化铵，优选的是四丁基溴化铵。催化剂的用量范围为2-3%摩尔，优选的是3%摩尔。
本发明所用的烷基化试剂为1-溴代正十二烷，该烷基化试剂与己内酰胺的摩尔比为约0.8-1.2，优选的比值为1。按这一比值进行反应。两种起始反应物能够充分及完全地反应掉，而不会象欧洲专利0095096那样需要使用大过量的烷基化试剂，因而不需要在反应后回收过量烷基化试剂。
本发明所用的碱为无水的碱金属的碳酸盐与碱金属的氢氧化物的混合物，优选的是无水碳酸钾与无水氢氧化钾的混合物。在反应中所使用的己内酰胺与无水碳酸钾与无水氢氧化钠(钾)的摩尔比为1∶0.7～0.9∶1.8～2.7。最好为1∶0.7∶1.8。
本发明所使用的溶剂为环己烷，正己烷或石油醚。与现有技术中所用的常规溶剂甲苯相比，它们更加优越，因为它们均为沸点较低的无毒化合物，对生产人员无毒害，不污染环境，并且由于溶剂的沸点低，在较低温度就能除去，因而又具有耗能低易操作的优点。
本发明的反应可以很容易地在40-70℃的温度下进行约5-7个小时而完成。尽管反应时间的长短视该反应所进行时的温度以及催化剂的用量而决定，但本发明的反应所需时间比现有技术所需的时间要短得多。
表1从几方面将本发明与现有技术进行了比较，从这些比较中可以明显地看出，本发明的方法要比现有技术中所使用的方法优越得多。
表1按本发明的方法按现有技术的方法反应时间5-7小时30～150小时反应温度40-70℃70～115℃所用溶剂无毒有毒收率＞92%40-70%极少数达90%以上产品纯度＞99%＜93%反应在三颈瓶中进行，该三颈瓶装有搅拌器及回流冷却器，并使用水浴控制反应温度。
在反应进行过程中，本发明使用了一种薄层层析监测法来测定反应终点，该方法所使用的试剂包括硅胶G(200目，青岛海洋化工厂生产)羧甲基纤维素纳(CMC)石油醚(分析纯)60-90℃乙酸乙酯(分析纯)其具体作法如下向10克硅胶G(200目)中加入35毫升0.5%羧甲基纤维素钠水溶液，调合均匀。将调好的糊状物倒在载破片(2.5×7.5厘米)上。用玻棒铺平，注意除去气泡，干燥，置保干器中备用。
点样后用3∶7体积比的乙酸乙酯与石油醚的展开剂展开，展开后除去溶剂，用碘蒸气显色，然后测定样品的Rf值。已知己内酰胺的Rf值约为0.04，由该斑点的消失即可判定反应结束。
下面通过实施例对本发明作进一步的叙述，这些实施例是用于说明本发明，而不是对本发明进行限定。
实施例1于55℃浴温下制备1-正-十二烷基氮杂环庚-2-酮在装有搅拌器、回流冷却器的三颈瓶中加入己内酰胺117克(1.033摩尔)，四丁基溴化铵10克(0.03摩尔)，无水碳酸钾(经120℃干燥二小时)100克(0.7摩尔)，研细的氢氧化钠100克(2.5摩尔)及1000毫升环己烷，然后在猛烈搅拌下于55℃(浴温)滴加1-溴代正十二烷250毫升(1.033摩尔)和250毫升环己烷溶液，在半小时内加完，然后继续搅拌，用薄层层析法监测反应进程，测得7小时后反应终了。而后冷却，过滤，滤液用水洗3次，每次500毫升，洗去残余的己内酰胺，分去水层，用无水硫酸镁干燥过夜，过滤，滤液先经旋转蒸发器蒸去环己烷(回收再用)，再减压蒸馏，得无色、无味液体产物，其沸点为200-201℃/0.7mmHg。产量为270克，产率92%，产物的纯度大于99%。
实施例2于60℃(浴温)下制备1-正-十二烷基氮杂环庚-2-酮在装有搅拌器、回流冷凝器的三颈瓶中加入己内酰胺117克(1.033摩尔)，无水碳酸钾(经120℃干燥二小时)100克，研细的氢氧化钾120克，四丁基溴化铵10克，环己烷1000毫升。在搅拌下于60℃浴温时由加料漏斗加入1-溴代正十二烷250毫升(约1.033摩尔)和250毫升环己烷的溶液，约30分钟加完。在该温度下继续搅拌，用薄层层析法监测反应终点，测得反应在5小时后终止。反应完成后，冷却，抽滤，滤液用水洗3次，每次500毫升，洗去残余的己内酰胺。用无水硫酸镁干燥过夜。过滤，滤液先经旋转蒸发器蒸去环己烷(回收再用)后，再减压蒸馏，得无色、无味液体产品，沸点为182-188℃/0.5mmHg，产量272克，产率94%。
尽管上面公开了本发明的一些较好实施方案，但它们并不是用来限定本发明的范围。在不背离本发明的范围及精神的情况下，可以作出各种改动。
权利要求
1.一种制备1-正-十二烷基氮杂环庚-2-酮的方法，它包括在混合碱及相转移催化剂存在的情况下，于烃类溶剂中使已内酰胺与1-溴代正十二烷进行反应，其特征在于该反应是固-液相转移催化反应，在无水条件下进行。
2.如权利要求1所述的方法，其中所说的碱为无水的碱金属碳酸盐与碱金属的氢氧化物的混合物。
3.如权利要求1所述的方法，其中所说的烃类溶剂为环己烷、正己烷、石油醚。
4.如权利要求1所述的方法，其中所说的相转移催化剂包括四丁基溴化铵及三乙基苄基氯化铵。
5.如权利要求1所述的方法，其中所说的反应是在40-70℃的温度范围内进行。
6.如权利要求5所述的方法，其中所说的反应是在45-60℃的温度范围内进行。
7.如权利要求1所述的方法，其中还包括一个除去产品中残余的少量己内酰胺的步骤。
8.如权利要求7所述的方法，其中己内酰胺的除去是通过用水洗滤液完成的。
9.一种利用己内酰胺与烷基化试剂反应制备1-正十二烷基氮杂环庚-2-酮的方法，其中所说的反应是在环己烷、正己烷及石油醚等溶剂中进行。
全文摘要
本发明公开了一种利用己内酰胺与1-溴代正十二烷反应合成1-正十二烷基氮杂环庚-2-酮的方法，即利用一种相转移催化剂于一无毒的烃类溶剂中通过无水的固-液相转移催化反应一步合成1-正-十二烷基氮杂环庚-2-酮。
文档编号C07D223/10GK1046736SQ8910267
公开日1990年11月7日 申请日期1989年4月24日 优先权日1989年4月24日
发明者俞凌翀, 侯恩鉴, 邓希贤, 李金 申请人:北京师范大学