專(zhuān)利名稱(chēng)：生產(chǎn)4-甲酰氨基哌啶衍生物的方法
A 立 /1 0樁各廿nA tn^1 4> >l^t AA d 工乂 ，■ I肌"3CVi必7IV /^，'J工W WV yV /2^
本發(fā)明涉及生產(chǎn)4-甲酰氨基哌咬衍生物的方法。此外，本發(fā)明涉及離 析和后處理4-甲酰氨基哌咬衍生物的方法。此外，本發(fā)明涉及4-甲酰M 哌咬衍生物在保護(hù)無(wú)生命的有機(jī)材料以對(duì)抗光的影響中的用途。本發(fā)明的 其他實(shí)施方案可以在權(quán)利要求書(shū)、說(shuō)明書(shū)和實(shí)施例中找到。不言而喻的是
描述的組合中，而且可以在不背離本發(fā)明范圍下用于其他組合。
已知4-甲酰氨基哌咬衍生物(4-N-甲酰化4-^J^底咬衍生物)通過(guò)使4-氨基派咬衍生物與甲酸或曱酸酯反應(yīng)而生產(chǎn)。EP 0 316 582 Al尤其7>開(kāi)了 曱酸甲酯或曱酸乙酯的使用。對(duì)應(yīng)于EP 0 316 582 Al，可以在這些方法中 使用或不使用催化劑操作。EP 0 316 582 Al中所述催化劑是路易斯酸，尤 其是原鈦酸酯，具體是原鈦酸丁酯。
如EP 0 316 582 Al所述，4-甲酰^J^哌咬衍生物如4-#^-2，2,6,6-四 烷基哌咬衍生物用作聚合物用光穩(wěn)定劑。
US 4，789,757-A公開(kāi)了氨基酸的N-甲?；?。該甲酰化通過(guò)在50-100°C 的溫度下加熱M羧酸在曱酰胺中的懸浮液而進(jìn)行。該N-曱?；椒ㄔ诩?酰胺高度過(guò)量下在惰性氣氛中以80-100%的轉(zhuǎn)化率進(jìn)行。
此外，DD 230527 A公開(kāi)了在甲酸或甲酸鹽存在下通過(guò)甲酰胺來(lái)甲酰 化苯胺。以大于70%的轉(zhuǎn)化率得到甲酰苯胺。
US 3,347,916描述了 N-甲?；衔锏闹苽?。脂族或芳族伯或仲胺的 甲?；ㄟ^(guò)使該胺與甲酰胺反應(yīng)而進(jìn)行。所用催化劑是基于曱酰胺為10 重量％的硼酸?；诩柞０窞?5-26%的轉(zhuǎn)化率較低且形成的曱酰化產(chǎn)物必 須提純，這是昂貴的。
持續(xù)需要4-曱酰氨基哌咬衍生物的改進(jìn)生產(chǎn)方法，其允許簡(jiǎn)單的反應(yīng) 控制并允許高轉(zhuǎn)化率。此外，需要可以得到最可能純的4-曱酰JL&哌咬衍 生物的方法。因此，本發(fā)明的目的是開(kāi)發(fā)一種生產(chǎn)4-甲酰氨基哌咬衍生物的方法。另一目的是可以不使用潛在腐蝕性物質(zhì)如甲酸而生產(chǎn)4-甲酰氨基p底咬衍生物。部分目的A^現(xiàn)一種反應(yīng)控制簡(jiǎn)單且轉(zhuǎn)化率高的方法。本發(fā)明的又一目的是發(fā)現(xiàn)一種允許生產(chǎn)最可能純的反應(yīng)產(chǎn)物的方法。
由本發(fā)明的公開(kāi)內(nèi)容可見(jiàn)，這些和其他目的由下面描述的本發(fā)明方法的各種實(shí)施方案實(shí)現(xiàn)。
因此，發(fā)現(xiàn)了一種生產(chǎn)式(I)的4-甲酰^J^底咬衍生物以及這些化合物的酸加成鹽的方法
其中
n為1或2,
R1、 R2、 113和114相互獨(dú)立地相同或不同且為d-C4烷基，或者R1和R2
或113和114一起為四亞曱基或五亞甲基，R5為氫或CrC4烷基，
R6為氫、氧、CVC22烷基、CVC22鏈烯基、d-C22烷氧基、未取代或取代的CVd2苯基烷基、d-C22鏈烷?；?、CrC3氰基烷基、d-C22羥基烷基或Q-C22氨基烷基，和
-若11=1畫(huà)
Y為氫，d-C22烷基，C3-C22鏈烯基，CVd2環(huán)烷基或雙環(huán)烷基，被氰基、
羥基或d-C4烷氧基取代的CrC22烷基，被醚氧、氮或硫間隔的CrC22
烷基，未取代或取代的CVC22苯基或二苯基烷基，未取代或取代的苯基，
下式的基團(tuán)
H—C—N<formula>formula see original document page 7</formula>或包含雜環(huán)基的d-C22烷基，或
-當(dāng)n=2時(shí)-
Y為CVC22亞烷基，Cs-C22亞環(huán)烷基，CVd4苯基亞烷基，亞苯基或被醚氧、氮、硫或5或6員雜環(huán)間隔的CrC3。亞烷基，
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(III)化合物存在下反應(yīng)<formula>formula see original document page 7</formula>
其中
R7、 RS相互獨(dú)立地相同或不同且為氬、d-C22烷基、CVC22鏈烯基、未取代或取代的CVCu苯基烷基或d-C22鏈烷?；?。
對(duì)本發(fā)明而言，Ca-Cb形式的表述指具有特定碳原子數(shù)的化學(xué)化合物
或取代基。碳原子數(shù)可以選自a-b的整個(gè)范圍，包括a和b， a至少為l且b總是大于a。化學(xué)化合物或取代基的其他說(shuō)明通過(guò)Ca-Cb-V形式的表述進(jìn)行。V在這里是化學(xué)化合物類(lèi)別或取代基類(lèi)別，例如烷基化合物或烷基取代基。
卣素是氟、氯、溴或碘，優(yōu)選氟、氯或溴，特別優(yōu)選氟或氯，具體為風(fēng)。
具體而言，對(duì)各種取代基所給的集合性術(shù)語(yǔ)具有下列含義Ca-Cb烷基具有a-b個(gè)碳原子的直鏈或支化烴基。d-Ci烷基具有至多4個(gè)碳原子的直鏈或支化烴基，例如d-C2烷基或
CVC4烷基，優(yōu)選d-C2烷基，例如甲基、乙基，尤其是甲基，或C3-Ct烷
基，丙基、異丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、l，l-二曱基乙基。
d-C22烷基具有至多22個(gè)碳原子的直鏈或支化烴基，優(yōu)選C4-C22烷基，例如d-d。烷基或C『C22烷基，優(yōu)選d-do烷基，例如d-C3烷基，
如曱基、乙基、丙基、異丙基，或CrC6烷基，正丁基、仲丁基、叔丁基、l，l-二甲基乙基、戊基、2-甲基丁基、1,1-二甲基丙基、1，2-二甲基丙基、2,2-二甲基丙基、l-乙基丙基、己基、2-曱基戊基、3-甲基戊基、1,1-二甲基丁基、1，2-二曱基丁基、1,3-二甲基丁基、2，2-二甲基丁基、2，3-二甲基丁基、3,3-二甲基丁基、2-乙基丁基、1,1,2-三甲基丙基、1，2，2-三甲基丙基、1-乙基-l-甲基丙基、l-乙基-2-甲基丙基，或C7-do烷基，如庚基、辛基、2-乙基己基、2,4,4-三曱基戊基、1，1,3，3-四甲基丁基、壬基或癸基，以及它們的異構(gòu)體。
<:3-<:22鏈烯基具有3-22個(gè)碳原子和在任意所需位置的雙鍵的不飽和直
鏈或支化烴基，例如C3-do鏈烯基或Cu-C22鏈烯基，優(yōu)選C3-d。鏈烯基，
如CVC4鏈烯基，如l-丙烯基、2-丙烯基、1-甲基乙烯基、l-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、l-甲基-l-丙烯基、2-甲基-l-丙烯基、l-甲基-2-丙烯基、
2- 甲基-2-丙烯基，或Cs-C6鏈烯基，如l-戊烯基、2-戊烯基、3-戊烯基、4-戊烯基、l-甲基-l-丁烯基、2-甲基-l-丁烯基、3-甲基-l-丁烯基、1-曱基-2-丁烯基、2-甲基-2-丁烯基、3-甲基-2-丁烯基、l-甲基-3-丁烯基、2-甲基-3-丁烯基、3-甲基-3-丁烯基、1，1-二曱基-2-丙烯基、1，2-二甲基-1-丙烯基、1,2-二曱基-2-丙烯基、l-乙基-l-丙烯基、l-乙基-2-丙烯基、l-己烯基、2-己烯基、3-己烯基、4-己烯基、5-己烯基、l-曱基-l-戊烯基、2-甲基-l-戊烯基、
3- 曱基-l-戊烯基、4-甲基-l-戊烯基、l-甲基-2-戊烯基、2-甲基-2-戊烯基、3-甲基-2-戊烯基、4-甲基-2-戊烯基、l-甲基-3-戊烯基、2-甲基-3-戊烯基、3-甲基-3-戊烯基、4-曱基-3-戊烯基、l-曱基-4-戊烯基、2-曱基-4-戊烯基、3-甲基-4-戊烯基、4-甲基-4-戊烯基、1,1-二甲基-2-丁烯基、1,1-二曱基-3-丁烯基、1,2-二甲基-1-丁烯基、1，2-二甲基-2-丁烯基、1,2-二甲基-3-丁烯基、1，3-二曱基-1-丁烯基、1，3-二曱基-2-丁烯基、1,3-二甲基-3-丁烯基、2,2-二甲基-3-丁烯基、2,3-二曱基-1-丁烯基、2，3-二曱基-2-丁烯基、2，3-二甲基-3-丁烯基、3，3-二甲基-1-丁烯基、3，3-二甲基-2-丁烯基、l-乙基-l-丁烯基、1-乙基-2-丁烯基、l-乙基-3-丁烯基、2-乙基-l-丁烯基、2-乙基-2-丁烯基、2-乙基-3-丁烯基、1,1,2-三甲基-2-丙烯基、l-乙基-l-甲基-2-丙烯基、1-乙基-2-甲基-l-丙烯基或l-乙基-2-甲基-2-丙烯基，以及C7-do鏈烯基，如庚烯基、辛烯基、壬烯基或癸烯基的異構(gòu)體。
CVd2苯基烷基被苯基取代且總共具有7-12個(gè)碳原子的d-C6烷基，例如C7-d。苯基烷基或Cu-d2苯基烷基，優(yōu)選C7-d。苯基烷基，例如節(jié)基。取代的C7-d2苯基烷基額外在苯環(huán)上被取代。
C7-C22苯基烷基或二苯基烷基被一個(gè)或兩個(gè)苯基取代的d-Cw烷基或總共具有7-22個(gè)碳原子的d-do烷基，例如C7-do苯基烷基或<:13-<:16二
苯基烷基或Cu-C22苯基烷基或Cn-C22二苯基烷基。取代的OC22苯基烷
基或二苯基烷基額外在一個(gè)或兩個(gè)苯基環(huán)上被取代。
d-C22鏈烷酰基具有1-22個(gè)碳原子的直鏈或支化烷基(如上所述)，其
經(jīng)由羰基(-CO-)鍵合，例如d-Cu鏈烷?；騞2-C22鏈烷?；?，優(yōu)選d-Cn
鏈烷?；?，如d-Cs鏈烷酰基，如乙?；?，正丙?；虍惐；?，正丁酰
基、異丁?；?、仲丁?；蚴宥□；?，正戊?；愇祯；?、仲戊?；?br> T^又戊?；駽9-Cu鏈烷?；缯?或異壬?；蛘轷；?。
C2-C3氰基烷基:具有總共2-3個(gè)碳原子且被CN基團(tuán)取代的CrC2烷基。例如2-氛基乙基。
d-C22羥基烷基具有1-22個(gè)碳原子且在任意所需位置被羥基取代的C2-C22氨基烷基具有2-22個(gè)碳原子且在任意所需位置被M取代的
C廣C22坑基。
CVCu環(huán)烷基具有3-12個(gè)碳環(huán)成員的單環(huán)飽和烴基，優(yōu)選C3-Cs環(huán)烷基，如環(huán)丙基、環(huán)丁基、環(huán)戊基、環(huán)己基、環(huán)庚基或環(huán)辛基。
雙環(huán)烷基雙環(huán)飽和或不飽和烴體系，例如降冰片基或降冰片烯基。d-C22烷氧基具有1-22個(gè)碳原子的直鏈或支化烷基(如上所述)，其經(jīng)
由氧原子(-O-)鍵合，例如d-Cu)烷氧基或Cu-C22烷氧基，優(yōu)選d-do烷氧基，特別優(yōu)選d-C4烷氧基，例如甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基。
Ca-Cb亞烷基具有a-b個(gè)碳原子的直鏈或支化烴基。
CVC22亞烷基具有2-22個(gè)碳原子的直鏈或支化烴基，例如C2-do亞烷
基或Cu-C22亞烷基，優(yōu)選C2-C1()亞烷基，尤其是四亞曱基、五亞甲基或
六亞甲基。
<:5-<:22亞環(huán)烷基具有5-22個(gè)碳原子的直鏈或支化烴基，包括具有3-12個(gè)碳環(huán)成員，優(yōu)選5-8個(gè)碳環(huán)成員的單環(huán)飽和爛基。
Q-C"苯基亞烷基:具有8-14個(gè)碳原子的包括亞苯基的直鏈或支化烴基，其中除亞苯基以外的烴基是飽和的。
雜環(huán)具有氧、氮和/或硫原子且合適的話具有兩個(gè)或更多個(gè)環(huán)的5-12員，優(yōu)選5-9員，特別優(yōu)選5或6員環(huán)體系，如呋喃基、噻吩基、吡咯基、吡咬基、吲咪基、苯并噁唑基、間二氧雜環(huán)戊烯基、二喁烯基、苯并咪唑基、苯并噻喳基、二甲基吡咬基、曱基會(huì)啉基、二甲基吡咯基、曱氧基呋喃基、二甲氧基吡^、 二氟吡M、曱基瘞吩基、異丙基瘞吩基或叔丁基瘞吩基。例如還有哌咬基、吡咯烷基。
5或6員雜環(huán)具有氧、氮和/或石克原子的5或6員環(huán)體系，如呋喃基、漆汾基、吡咯基、吡咬基、p底咬基、吡咯烷基。
在本發(fā)明方法中，式(I)的4-曱酰氨基哌咬衍生物以及這些化合物的酸加成鹽的生產(chǎn)通過(guò)使式(II)的4-氨基哌咬衍生物在式(III)化合物存在下，優(yōu)選在二甲基甲酰胺或甲酰胺，尤其是甲酰胺存在下反應(yīng)而進(jìn)行。式(II)的4-#^哌咬衍生物和式(I)的4-甲酰氨基哌咬衍生物可以特定化合物的 成鹽存在于本發(fā)明方法中和/或在本發(fā)明方法中生產(chǎn)。自然還可以4吏用本發(fā)明方法通過(guò)使式(II)的4-氨基哌咬衍生物的混合物在式(III)化合物存在下反應(yīng)而得到式(I)的4-甲酰M哌咬衍生物的混合物。在本發(fā)明方法中，優(yōu)選使用純甲酰胺或甲酰胺在惰性溶劑中的溶液作為式(III)化合物。非常特別優(yōu)選使用純曱酰胺。本發(fā)明方法自然還可以使用式(III)化合物或甲酰胺的其他使用形式，例如懸浮液或分散液進(jìn)行。術(shù)語(yǔ)式(III)化合物的使用代表了式(III)化合物的所有使用形式。
其中n=2的式(I)的4-甲酰氨基哌噴:;時(shí)生物優(yōu)選由其中n=2的式(II)的4-氨基哌咬衍生物生產(chǎn)。該生產(chǎn)的副產(chǎn)物對(duì)于n=2基本僅為少量單次反應(yīng) 的單酰胺。借助本發(fā)明方法，基于總轉(zhuǎn)化率可以獲得小于2mol。/。的單酰胺 比例。優(yōu)選該單酰胺比例小于1.5mol%。因此可以通過(guò)本發(fā)明方法以高純 度獲得其中n=2的式(I)的4-甲酰氨基哌咬衍生物。
在式(I)和(II)中，優(yōu)選R1、 R2、 113和114相互獨(dú)立地相同或不同且為 d-C4烷基。R1、 R2、 R3和R4非常優(yōu)選為甲基。
RS優(yōu)選為氫。
若116為取代的<:7-(:12苯基烷基，則取代基優(yōu)選為CrCt烷基、囟素、 C廣C4烷氧基、亞甲基二氧基、亞乙基二氧基和/或二-C廣d烷基M。優(yōu)
選116為氫、d-C22烷基或C3-C22鏈烯基。議6特別優(yōu)選為氫或d-Qj2烷基，
非常特別優(yōu)選116為氫。驚人的是已經(jīng)發(fā)現(xiàn)若w為氫，則甲?；ㄟ^(guò)本發(fā)
明方法基本僅在4-tJ^底咬化合物的4-M位置進(jìn)行。p底咬環(huán)中的N-H基 團(tuán)基本保持不變。
若n=l時(shí)Y為取代的C7-C12苯基或二苯基烷基,則取代基優(yōu)選為d-Q 烷基、鹵素、CrCt烷氧基、亞甲基二氧基、亞乙基二氧基和/或二-d-C4 烷基氨基。若n=l時(shí)Y為取代的苯基，則取代基優(yōu)選為CrQ烷基或CrC4 烷氧基。
在式(I)和(II)中n=2的情況下，R1、 R2、 R3、 R4、 116非常特別優(yōu)選為 甲基，R5為氫且Y為C6亞烷基。在該優(yōu)選情形下，式(II)的4-氨基哌咬衍 生物通過(guò)本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員眾所周知的方法生產(chǎn)，這些方法例如描述于 US 4,331,586、 EP 508 940、 EP 302020、 JP 07304737和US 4，605，743中。 例如，該生產(chǎn)通過(guò)六亞甲基二胺在2,2,6,6-四曱基-4-哌啶酮存在下使用氬化 催化劑如Pd、 Pt、 Ni、 Co在氫氣存在下的還原性烷基化進(jìn)行，無(wú)需稀釋 劑或借助溶劑。類(lèi)似地，許多式(II)的4-氨基哌咬衍生物可以由對(duì)應(yīng)的胺與 4-哌咬酮結(jié)合而得到。式(II)的4-氨基哌咬衍生物的其他生產(chǎn)方法對(duì)本領(lǐng)域 熟練技術(shù)人員而言由現(xiàn)有技術(shù)廣泛已知。
對(duì)本發(fā)明方法而言，式(II)的4-氨基哌咬衍生物的反應(yīng)可以在溶劑存在 下或"無(wú)稀釋劑，，下進(jìn)行。無(wú)稀釋劑的反應(yīng)是指在本發(fā)明方法中基本不存 在溶劑。對(duì)本發(fā)明而言，術(shù)語(yǔ)"溶劑"-作為代表也用于稀釋劑。溶解的物質(zhì)以 溶解、懸浮、*或乳化形式存在于溶劑中。術(shù)語(yǔ)溶劑還包括溶劑混合物。 溶劑在本發(fā)明方法的反應(yīng)條件下為液體。術(shù)語(yǔ)溶劑不包括式(III)化合物。
當(dāng)式(II)的4-氨基哌咬衍生物在本發(fā)明方法的反應(yīng)條件下在式(III)化 合物中可溶、可懸浮、可介軟或可乳化時(shí)優(yōu)選可以進(jìn)行無(wú)稀釋劑的反應(yīng)。
根據(jù)本發(fā)明，若式(n)的4-氨基哌咬衍生物在本發(fā)明方法的反應(yīng)條件下為液 體，則也可以在無(wú)稀釋劑下進(jìn)行該反應(yīng)。
可以在無(wú)稀釋劑的反應(yīng)中使用的式(in)化合物的量可以在寬范圍內(nèi)變 化，例如考慮式(n)的4-氨基哌咬衍生物在式(ni)化合物中的溶解度。式(ni) 化合物通常基于式(n)的4-氨基哌咬衍生物以等摩爾至十五倍摩爾過(guò)量使
用。優(yōu)選在本發(fā)明方法中使用等摩爾至5倍摩爾量。無(wú)稀釋劑的反應(yīng)優(yōu)選 在80-180°C的溫度下進(jìn)行。該反應(yīng)特別優(yōu)選在100-160°C的范圍內(nèi)進(jìn)行。 該反應(yīng)可以在低于一大氣壓、大氣壓力或超級(jí)大氣壓下進(jìn)行。優(yōu)選該反應(yīng) 在大氣壓力或輕孩吏超級(jí)大氣壓下進(jìn)行。
在本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施方案中，使用溶劑，尤其是惰性溶劑。惰性 溶劑在本發(fā)明方法的反應(yīng)條件下穩(wěn)定。這意味著惰性溶劑不分解，不與本 身反應(yīng)或不與原料或轉(zhuǎn)化產(chǎn)物反 應(yīng)。具體而言，惰性溶劑對(duì)式(III)化合物、 胺或氨穩(wěn)定。作為溶劑，優(yōu)選使用芳族有機(jī)烴類(lèi)，例如甲苯、二甲苯、二 氯苯、SolvessoTM100、 150或200(取代的芳族混合物)。非常特別優(yōu)選使用 二甲苯或甲苯作為溶劑。溶劑的用量取決于進(jìn)料物質(zhì)的溶解度且可以在寬
范圍內(nèi)變化。適當(dāng)選擇本發(fā)明方法中溶劑的量將在一方面避免不希望的次 級(jí)影響，如若使用太少溶劑的話式(II)的4-tJ^哌咬衍生物的溶解度不足， 以及在另 一方面避免若使用太多溶劑的話例如用于冷卻或加熱操作的能耗 大為增加。溶劑的量基于式(II)的4-Jl基哌咬衍生物的量通常為10-700重 量％。優(yōu)選使用10-500重量％溶劑。非常優(yōu)選使用20-400重量％溶劑。
反應(yīng)溫度的選擇取決于本發(fā)明方法是否無(wú)稀釋劑或使用溶劑進(jìn)行。在 一個(gè)實(shí)施方案中，反應(yīng)溫度取決于溶劑的沸點(diǎn)或溶劑混合物的沸程。在本 發(fā)明方法中，通常選擇沸點(diǎn)低于式(I)的4-甲酰^J^底咬衍生物的沸點(diǎn)的溶 劑。使用溶劑的反應(yīng)通常在100-180°C的溫度下進(jìn)行。優(yōu)選該反應(yīng)在120-160。C的范圍內(nèi)進(jìn)行。該反應(yīng)可以在低于一大氣壓、大氣壓力或輕孩史 超級(jí)大氣壓下進(jìn)行。
本發(fā)明方法直到轉(zhuǎn)化基本完全的持續(xù)時(shí)間取決于特定的進(jìn)料物質(zhì)和反 應(yīng)條件可以在寬范圍內(nèi)變化。本發(fā)明方法的持續(xù)時(shí)間例如為1-48小時(shí)。優(yōu) 選本發(fā)明方法的持續(xù)時(shí)間小于24小時(shí)。
在本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施方案中，反應(yīng)在至少一種質(zhì)子酸或至少一種 路易斯酸存在下進(jìn)行。當(dāng)然，使用質(zhì)子酸的混合物或路易斯酸的混合物以 及質(zhì)子酸和路易斯酸的混合物同樣是可能的。該轉(zhuǎn)化的反應(yīng)速率通常在至 少一種質(zhì)子酸或路易斯酸存在下增加，這意味著質(zhì)子酸或路易斯^催化 劑作用。
通常可以將任何所需質(zhì)子酸或路易斯酸用于本發(fā)明方法中。所用質(zhì)子 酸是有機(jī)羧酸，如乙酸或丙酸，或無(wú)機(jī)酸，如鹽酸、硝酸或硫酸。優(yōu)選腐 蝕性較低的質(zhì)子酸，如乙酸。所用路易斯酸是硼酸或鋅鹽，如乙酸鋅或氯 化鋅。優(yōu)選將硼酸用作路易斯酸。質(zhì)子酸或路易斯酸的濃度可以在寬范圍 內(nèi)變化。優(yōu)選質(zhì)子酸的濃度基于式(II)的4-氨基哌吱衍生物為4-40重量％。 該濃度范圍特別優(yōu)選為4-20重量％，非常特別優(yōu)選5-10重量％。路易斯 酸的濃復(fù)基于式(II)的4-氛基哌咬衍生物優(yōu)選為0.1-2.5重量％。該濃度范 圍特別優(yōu)選為0.2-1.2重量％，非常特別優(yōu)選0.3-1.0重量％。
在本發(fā)明方法的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，該反應(yīng)在至少一種質(zhì)子酸或路 易斯酸存在下在上述濃度范圍內(nèi)進(jìn)行。
在本發(fā)明方法的另一優(yōu)選實(shí)施方案中，該反應(yīng)在至少一種質(zhì)子酸和至 少一種路易斯酸存在下在上述濃度范圍內(nèi)進(jìn)行。
在優(yōu)選實(shí)施方案中，本發(fā)明方法在作為溶劑的二甲苯中在作為催化劑 的乙酸(冰乙酸)和硼酸存在下進(jìn)行。
在一個(gè)實(shí)施方案中，在本發(fā)明方法中的反應(yīng)在水含量基于式(II)的4-氛基哌吱衍生物小于1重量％下進(jìn)行。優(yōu)選水含量小于0.5重量％。非常 優(yōu)選操作為基本無(wú)水。在本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施方案中，將進(jìn)料物質(zhì)提純 以使得總7K含量基于式(II)的4-氨基哌咬衍生物小于1重量％。例如還應(yīng)考 慮式(III)化合物通常是吸濕的。若水含量超過(guò)所要求的限制值，則在使用前提純式(III)化合物。提純通常通過(guò)本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員已知的方法進(jìn)行， 例如通過(guò)蒸餾進(jìn)行。此外，溶劑的水含量應(yīng)在使用前確定且若水含量過(guò)量， 則合適的話象在式(III)化合物的情況下一樣處理。類(lèi)似地處理任選的其他 物質(zhì)如質(zhì)子酸或路易斯酸。由于水含量低，本發(fā)明方法允許高純度的產(chǎn)物 并同時(shí)具有高轉(zhuǎn)化率。
在一個(gè)實(shí)施方案中，在本發(fā)明方法中的反應(yīng)基本在排除氧氣下進(jìn)行。 氧氣的排除通過(guò)本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員通常已知的方法實(shí)現(xiàn)。例如在反應(yīng)開(kāi) 始之前將進(jìn)行本發(fā)明方法的設(shè)備用惰性氣體如氮?dú)獯祾撸灾脫Q氧氣。該
反應(yīng)優(yōu)選在輕微氮?dú)獬?jí)大氣壓下進(jìn)行。例如，氮?dú)獬?jí)大氣壓為5-50亳 巴，優(yōu)選10-40毫巴。
在另一實(shí)施方案中，本發(fā)明生產(chǎn)式(i)的4-甲酰氛基哌噴:衍生物的方法 通常由一個(gè)或多個(gè)工藝步驟組成，它們可以依次進(jìn)行或甚至同時(shí)進(jìn)行。例
如，本發(fā)明方法包括下列工藝步驟通過(guò)使式(II)的4-氛基哌咬衍生物在式 (III)化合物存在下反應(yīng)而合成式(I)的4-甲酰氨基哌咬衍生物，任選除去過(guò) 量的式(III)化合物，任選分離溶劑和式(I)的4-甲酰M哌咬衍生物，任選 離析式(I)的4-甲酰氨基哌淀衍生物，任選后處理式(I)的4-曱酰氨基哌淀衍 生物。這些步驟優(yōu)選以如下順序依次進(jìn)行合成、任選除去、任選分離、 任選離析和任選后處理。
在反應(yīng)完全之后，即在本發(fā)明方法中的合成基本完全之后，合適的話 可以除去過(guò)量的式(III)化合物。
在本發(fā)明方法的優(yōu)選實(shí)施方案中，鈍化過(guò)量的式(III)化合物(若存在)。 任選的鈍化通常通過(guò)水解進(jìn)行。水解例如可以借助水和/或堿性水溶液或含 水酸進(jìn)行。水解優(yōu)選使用堿金屬或堿土金屬氫氧化物水溶液進(jìn)行。水解非 常特別優(yōu)選在氫氧化鈉水溶液存在下進(jìn)行。
在本發(fā)明方法的另 一優(yōu)選實(shí)施方案中，過(guò)量的式(III)化合物(若存在的 話)通過(guò)蒸餾除去。
然而，過(guò)量的式(III)化合物的除去(例如通過(guò)鈍化或蒸餾)可以作為 一個(gè) 工藝步驟完全省去。
在本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施方案中，在任選鈍化過(guò)量的式(III)化合物之后，分離溶劑(若存在)。溶劑通常以本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員眾所周知的方式 分離。優(yōu)選通過(guò)蒸餾進(jìn)行分離。溶劑非常優(yōu)選通過(guò)共沸蒸汽蒸餾而分離。 溶劑可以在后處理之后再次使用。殘留水優(yōu)選在再利用該溶劑之前分離。
在一個(gè)實(shí)施方案中，在完全反應(yīng)和水解過(guò)量的式(in)化合物之后，任 選在加入7K之后，共沸蒸除溶劑，尤其是二曱苯并將它們?cè)倮?。殘留?優(yōu)選在再利用該溶劑，尤其是二甲苯之前共沸除去。
在任選鈍化過(guò)量的式(iii)化合物和任選除去溶劑之后，在本發(fā)明方法 中任選從剩余的反應(yīng)混合物中離析式(i)的4-甲酰^J^哌淀衍生物。術(shù)語(yǔ)反 應(yīng)混合物包括在本發(fā)明方法的各工藝步驟過(guò)程中出現(xiàn)的物質(zhì)混合物。例如， 反應(yīng)混合物指原料、產(chǎn)物、溶劑和催化劑的混合物。具體而言，術(shù)語(yǔ)反應(yīng)
劑中的化合物。
在本發(fā)明方法的優(yōu)選實(shí)施方案中，在離析過(guò)程中通過(guò)蒸餾從反應(yīng)混合
物中取出式(I)的4-甲酰氨基哌咬衍生物。
在本發(fā)明方法的另一優(yōu)選實(shí)施方案中，式(I)的4-甲酰M哌咬衍生物 因缺乏溶解性而從水相分離。水相在例如借助堿性水溶液經(jīng)由式(III)化合 物的水解進(jìn)4亍本發(fā)明方法的同時(shí)和任選還在通過(guò)共沸蒸汽蒸餾分離溶劑的 同時(shí)形成。然而，7JC相還可以以其他方式生產(chǎn)，例如通過(guò)將水或基本含水 的溶液加入反應(yīng)混合物中。由水相離析式(I)的4-曱?；咭а苌飪?yōu)選通 過(guò)結(jié)晶進(jìn)行。水相此時(shí)稱(chēng)為母液。
在本發(fā)明方法的多個(gè)實(shí)施方案中，離析，例如結(jié)晶，可以通過(guò)在反應(yīng) 之后但在鈍化(例如通過(guò)水解)開(kāi)始之前在水解中使用增加量的水或通過(guò)加 入溶劑如二甲苯加速或改進(jìn)。
式(I)的4-曱?；咭?肝生物的任選進(jìn)一步后處理通常在本發(fā)明方法中 按照本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員眾所周知的技術(shù)進(jìn)行。作為舉例，在這里可以描
述連續(xù)的過(guò)濾、洗滌和干燥步驟。作為選擇，例如可以進(jìn)行連續(xù)的離心、 洗滌和干燥步驟。在液體產(chǎn)物的情況下，離析和后處理例如通過(guò)本領(lǐng)域熟 練技術(shù)人員眾所周知的常規(guī)蒸餾步驟進(jìn)行。
在本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施方案中，在反應(yīng)之后過(guò)濾反應(yīng)混合物。過(guò)濾可以由 一個(gè)或多個(gè)過(guò)濾步驟組成且式(I)的4-曱酰氨基哌咬衍生物殘留在固體過(guò)濾殘?jiān)小榱送ㄟ^(guò)本發(fā)明方法確保式(I)的4-甲?；咭а苌锏母呒兌?，在過(guò)濾步驟之后通常進(jìn)行一個(gè)或多個(gè)洗滌步驟。過(guò)濾殘余物優(yōu)選用水洗滌。然而，在本發(fā)明方法中，式(I)的4-甲?；咭а苌锏碾x析和后處理還可以通過(guò)其他技術(shù)進(jìn)行。
在本發(fā)明方法的另 一實(shí)施方案中，將液體添加劑或在惰性溶劑中懸浮、乳化或溶解的添加劑加入反應(yīng)混合物中。
原則上可以在任何所需時(shí)間，例如在式(II)的4-氨基哌淀衍生物根據(jù)本發(fā)明的反應(yīng)之前、之中和/或之后將添加劑加入反應(yīng)混合物中。優(yōu)選該加料在反應(yīng)之中和/或之后進(jìn)行。非常優(yōu)選液體添加劑或懸浮、乳化或溶解于惰性溶劑中的添加劑的該加料在反應(yīng)之后進(jìn)行。
優(yōu)選該添加劑以0.01-1.5重量％，特別優(yōu)選0.01-0.75重量％，非常特別優(yōu)選0.01-0.25重量％的量加入。該添加劑優(yōu)選為選自塑料添加劑類(lèi)的添加劑，例如々口 "Plastics Additives Handbook" ， Verlag Carl Hanser， ISBN978-3-446-19579-0所述。塑料添加劑特別優(yōu)選為選自如下類(lèi)別的化合物抗氧化劑、金屬鈍化劑、其他光穩(wěn)定劑、增塑劑、潤(rùn)滑劑、阻燃劑、抗靜電劑、熒光增白劑或著色劑。非常優(yōu)選塑料添加劑為輕油，如Pionier⑧2071或1115(Pionier, CAS 8042-47-5)， Tudalen 3036(CAS 64741-89畫(huà)5)或Winog 70(H&R， CAS 8012-95-1)， Enerpar M006或M002(BP， CAS8042-47-5)， Primol 382(Exxon Mobile, CAS 8012-95-1)， Ondina OilG17(Esso， CAS 8042-47-5)。
本發(fā)明方法可以在任何允許進(jìn)行(任選的)工藝步驟的所需設(shè)備中進(jìn)行。用于進(jìn)行例如如下步驟的設(shè)備通常為本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員眾所周知通過(guò)使式(II)的4-氨基哌咬衍生物在式(III)化合物存在下反應(yīng)而合成式(I)的4-甲酰氨基哌咬衍生物，任選鈍化過(guò)量的式(III)化合物，任選取出溶劑和式(I)的4-甲酰^J^底咬衍生物，任選離析式(I)的4-曱酰^J^哌淀衍生物，或任選后處理式(I)的4-曱酰氨基哌咬衍生物。
根據(jù)本發(fā)明生產(chǎn)的4-甲酰氨基哌咬衍生物可以用于保護(hù)無(wú)生命的有機(jī)材料以對(duì)抗光的影響，尤其作為對(duì)抗UV輻射的有害影響的光穩(wěn)定劑。例理解為指任何所需塑 料，優(yōu)選熱塑性塑料，尤其是任何所需形狀的膜、纖維或模制品。聚合物 例如為聚烯烴、聚酰胺、聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯
-苯乙烯(ABS)、聚氯乙烯、聚氨酯或聚酯。聚合物還可以是上述聚合物的 共聚物、混合物或共混物。優(yōu)選的聚合物是聚烯烴，尤其是聚乙烯或聚丙 烯。其他優(yōu)選的聚合物是聚苯乙烯或ABS。同樣優(yōu)選的聚合物是聚酰胺。
本發(fā)明方法允許生產(chǎn)4-曱酰氨基哌咬衍生物。在本發(fā)明方法中，可以 避免使用腐蝕性物質(zhì)如甲酸。本發(fā)明方法的特征在于反應(yīng)控制簡(jiǎn)單，可以 高純度和高轉(zhuǎn)化率獲得4-甲酰氨基哌咬衍生物。
本發(fā)明方法的上述實(shí)施方案和下列實(shí)施例舉例^沈明本發(fā)明。然而，該 方法的許多其他變化和本發(fā)明方法的特征組合在不背離專(zhuān)利權(quán)利要求的范 圍下可以由本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員想到。 實(shí)施例
產(chǎn)物的純度使用氣相色i普法測(cè)定。 實(shí)施例1:使用溶劑二曱苯制備N(xiāo),N'-l，6-亞己基二[N-(2，2,6,6-四甲基-4-哌 咬基)甲酰胺
將40ml曱酰胺、170g N,N，-二(2,2，6，6-四甲基-4-哌"^^)-l,6-己二胺和 0.9g硼酸加入60ml二曱苯中。加入20ml乙酸并將混合物在惰性氣體氣氛 下加熱到回流溫度。在反應(yīng)約10小時(shí)之后，將反應(yīng)混合物冷卻至約 90-95°C，并在攪拌下加入40ml水。然后在進(jìn)一步攪拌下加入足以鈍化過(guò) 量的甲酰胺的氫氧化鈉水溶液。再次使反應(yīng)混合物沸騰并共沸蒸除二甲苯。 然后將該混合物冷卻至約60°C,再次加入水，并分離出所得固體產(chǎn)物殘余 物。隨后用水洗滌產(chǎn)物殘余物。然后干燥。干燥得到約185g產(chǎn)物(95%收 率)，純度大于99%。產(chǎn)物熔點(diǎn)為157-158°C。
實(shí)施例2:無(wú)溶劑制備N(xiāo)，N'-l，6-亞己^i^[N-(2,2,6，6-四曱基-4-哌1^)甲総 將25g乙酸、0.5g硼酸、157g N，N'-二(2，2，6,6誦四甲基畫(huà)4畫(huà)旅^!^i0畫(huà)l，6-己二胺加入72g甲酰胺中并在約160°C下攪拌約6小時(shí)。在回流和蒸發(fā)冷 卻下，加入150ml水和足以鈍化過(guò)量的甲酰胺的氬氧化鈉水溶液并將該混 合物在約95°C下再攪拌2小時(shí)，在此期間產(chǎn)物精細(xì)結(jié)晶出來(lái)。在冷卻至室溫后，分離出產(chǎn)物殘余物并用水洗滌。以99.6%的純度和89%的收率得 到產(chǎn)物。
實(shí)施例3:制備N(xiāo)-環(huán)己基-N-(2，2,6，6-四甲基哌咬-4-基)曱酰胺
將19.1g N-環(huán)己基-N-2，2，6,6-四曱基派咬與50g甲酰胺、0.12g硼酸和 lml乙酸混合并在惰性氣體氣氛下在約160°C下攪拌約12小時(shí)。然后在約 100。C下加入50ml水并在1小時(shí)內(nèi)加入足以鈍化過(guò)量的甲酰胺的氫氧化鈉 水溶液，將該混合物在約90°C下后攪拌1小時(shí)。在冷卻到室溫后，將產(chǎn) 物殘余物分離出并干燥。得到11.5g純度為99.8%的無(wú)色產(chǎn)物。 實(shí)施例4:制備N(xiāo)-丁基-2，2,6,6-四甲基-4-哌啶胺甲酰胺
將43.4gN-丁基-2，2,6，6-四甲基-4-派咬胺、100ml二甲苯、18g甲酰胺、 lg硼酸和lOg乙酸在惰性氣體氣氛下于回流下攪拌約6小時(shí)。冷卻到室溫 之后，得到兩相，將它們?cè)谡婵罩姓麴s。產(chǎn)物在180-182°C/21毫巴下處理。 得到45g(92。/。)純度為99.5%的清澈液體。 實(shí)施例5:
將25g乙酸、0.5g硼酸、157g 1\，1^'-二(2，2,6,6-四曱基-4-哌^(guò)^)-1,6-己二胺加入72g甲酰胺中并將該混合物在約160°C下攪拌8.5小時(shí)。然后 加入基于產(chǎn)物為0.3重量％的礦物輕油Pionier 2071。在回流和蒸發(fā)冷卻 下，滴加150ml水和足以鈍化過(guò)量甲酰胺的氬氧化鈉水溶液并將該混合物 在約95°C下再攪拌2小時(shí)，在此期間產(chǎn)物精細(xì)結(jié)晶出來(lái)。在冷卻至室溫 后，分離出產(chǎn)物殘余物并用水洗滌。以99.6%的純度和96.5%的收率得到 產(chǎn)物。 實(shí)施例6:
將40ml甲酰胺和170g N,N'-二(2,2，6,6-四甲基-4-哌^(guò)J0-l，6-己二胺加 入60ml二甲苯中。加入20ml乙酸并在惰性氣體氣氛下將該混合物加熱到 回流溫度。在反應(yīng)約10小時(shí)后，將反應(yīng)混合物冷卻至約90-95。C,并在攪 拌下加入40ml水。然后在進(jìn)一步攪拌下加入足以鈍化過(guò)量的曱酰胺的氫 氧化鈉水溶液。再次橫反應(yīng)混合物沸騰并共沸蒸除二曱苯。然后將該混合 物冷卻至約60。C，再次加入水并分離出所得固體產(chǎn)物殘余物。將產(chǎn)物殘余 物徹底用水洗滌，然后干燥。干燥得到產(chǎn)物，收率為94.5%且純度為99.9%。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)式(I)的4-甲酰氨基哌啶衍生物以及這些化合物的酸加成鹽的方法其中n為1或2，R1、R2、R3和R4相互獨(dú)立地相同或不同且為C1-C4烷基，或者R1和R2或R3和R4一起為四亞甲基或五亞甲基，R5為氫或C1-C4烷基，R6為氫、氧、C1-C22烷基、C3-C22鏈烯基、C1-C22烷氧基、未取代或取代的C7-C12苯基烷基、C1-C22鏈烷?；?、C2-C3氰基烷基、C1-C22羥基烷基或C2-C22氨基烷基，和-若n＝1-Y為氫，C1-C22烷基，C3-C22鏈烯基，C3-C12環(huán)烷基或雙環(huán)烷基，被氰基、羥基或C1-C4烷氧基取代的C2-C22烷基，被醚氧、氮或硫間隔的C4-C22烷基，未取代或取代的C7-C22苯基或二苯基烷基，未取代或取代的苯基，下式的基團(tuán)或包含雜環(huán)基的C1-C22烷基，或-當(dāng)n＝2時(shí)-Y為C2-C22亞烷基，C5-C22亞環(huán)烷基，C8-C14苯基亞烷基，亞苯基或被醚氧、氮、硫或5或6員雜環(huán)間隔的C4-C30亞烷基，所述方法包括使式(II)的4-氨基哌啶衍生物或這些化合物的酸加成鹽在式(III)化合物存在下反應(yīng)其中R7、R8相互獨(dú)立地相同或不同且為氫、C1-C22烷基、C3-C22鏈烯基、未取代或取代的C7-C12苯基烷基或C1-C22鏈烷?；?。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述反應(yīng)在對(duì)式(III)化合物、胺或氨呈惰性的溶劑存在下進(jìn)行。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中所述反應(yīng)在沒(méi)有溶劑存在下進(jìn)行。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l-3中任一項(xiàng)的方法，其中所述反應(yīng)在至少一種質(zhì)子 酸或至少一種路易斯酸存在下或在至少一種質(zhì)子酸和至少一種路易斯酸存 在下進(jìn)行。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2或4的方法，其中所用溶劑為芳族有機(jī)烴。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l-5中任一項(xiàng)的方法，其中在所述反應(yīng)過(guò)程中基本排 除氧氣。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l-6中任一項(xiàng)的方法，其中在所述反應(yīng)過(guò)程中的操作 基本為無(wú)水。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)的方法，其中在式(II)的4-M哌咬衍 生物根據(jù)權(quán)利要求1的反應(yīng)完成之后鈍化過(guò)量的式(III)化合物。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)的方法，其中在式(II)的4-M旅咬衍 生物根據(jù)權(quán)利要求1的反應(yīng)完成之后通過(guò)蒸餾除去過(guò)量的式(III)化合物。
10. —種分離出根據(jù)權(quán)利要求2或4-9中任一項(xiàng)生產(chǎn)的式(I)的4-甲酰氨基哌咬衍生物的方法，其中在加入水之后共沸蒸除溶劑。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)的方法，其中額外將液體添加劑或懸 浮、乳化或溶解于根據(jù)權(quán)利要求2的惰性溶劑中的添加劑加入反應(yīng)混合物中。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll的方法，其中所述添加劑為選自塑料添加劑類(lèi)的 添力口齊'J 。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中所迷塑料添加劑是選自抗氧化劑、 金屬鈍化劑、光保護(hù)劑、增塑劑、潤(rùn)滑劑、阻燃劑、抗靜電劑、熒光增白 劑或著色劑的化合物。
14. 通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1-13中任一項(xiàng)的方法生產(chǎn)的式(I)的4-曱酰JL^ 哌咬衍生物，純度大于98.5%。
15. 通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求10-14中任一項(xiàng)的方法生產(chǎn)的式(I)的4-甲酖氨 基哌咬衍生物在保護(hù)無(wú)生命的有機(jī)材料以對(duì)抗光的影響中的用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)式(I)的4-甲酰氨基哌啶衍生物及所述化合物的酸加成鹽的方法，其包括使式(II)的4-氨基哌啶衍生物或所述化合物的酸加成鹽在式(III)化合物存在下反應(yīng)，本發(fā)明還涉及由此得到的式(I)的4-甲酰氨基哌啶衍生物在保護(hù)無(wú)生命的有機(jī)材料以對(duì)抗光的影響中的用途。
文檔編號(hào)C07D211/58GK101679259SQ200880018067
公開(kāi)日2010年3月24日 申請(qǐng)日期2008年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月31日
發(fā)明者S·哈雷姆扎, T·貝格 申請(qǐng)人:巴斯夫歐洲公司