專利名稱：生產(chǎn)1-正十二烷基氮雜環(huán)庚-2-酮的改進(jìn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備1-正十二烷基氮雜環(huán)庚-2-酮的方法，具體地說，就是利用四丁基溴化銨或三乙基芐基氯化銨作為相轉(zhuǎn)移催化劑在固-液兩相中一步合成1-正十二烷基氮雜環(huán)庚-2-酮。
1-正十二烷基氮雜環(huán)庚-2-酮為具有下列結(jié)構(gòu)式的一種無色，無味的油狀液體
已知它可用作皮膚滲透促進(jìn)劑。當(dāng)將它加入到藥物制品或營養(yǎng)化妝品中時(shí)，它可以極大地促進(jìn)藥物制劑中的活性成分或化妝品的營養(yǎng)物質(zhì)向皮膚內(nèi)滲透。從而增加療效和化妝品使用效果，因因可減少主藥和化妝營養(yǎng)物的用量。
該化合物在農(nóng)業(yè)上可用于殺蟲劑，殺真菌劑，除莠劑;它亦可用作纖維及合成纖維的染色增強(qiáng)劑，能降低著色溫度和使顏色更加均勻地滲透。
制備1-烷基取代的氮雜環(huán)烷-2-酮的常規(guī)方法是基于氮雜環(huán)烷-2-酮的堿金屬鹽與烷基化試劑之間進(jìn)行的反應(yīng)，例如，見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。在現(xiàn)有技術(shù)中，氮雜環(huán)烷-2-酮的堿金屬鹽是通過堿金屬或堿金屬的氫化物在氮?dú)庵杏诙栊匀軇┐嬖诘臈l件下與氮雜環(huán)烷-2-酮反應(yīng)而制備。但是，由于該反應(yīng)需要使用堿金屬或昂貴的堿金屬氫化物，以及大量的溶劑，因此該現(xiàn)有技術(shù)不僅是不經(jīng)濟(jì)的，而且也是不安全的，具有易燃易爆的危險(xiǎn)。
歐洲專利0095096公開了一種經(jīng)改進(jìn)的1-取代氮雜環(huán)烷-2-酮的合成法，其中N-烷基化是在相轉(zhuǎn)移催化劑的作用下進(jìn)行的，該反應(yīng)要在約20-50℃的溫度下進(jìn)行約50-200小時(shí)，反應(yīng)所使用的溶劑包括芳香烴(如苯、甲苯)以及脂肪烴。但是，這一方法也有許多不足。首先，該反應(yīng)采用水相和有機(jī)相的液-液相轉(zhuǎn)移催化技術(shù)，由于有水存在，在反應(yīng)過程中會(huì)發(fā)生水化作用，導(dǎo)致該反應(yīng)的產(chǎn)率很低，反應(yīng)時(shí)間過長。其次，該方法中使用了沸點(diǎn)高而且有毒的溶劑甲苯和易燃易爆的乙醚，不但耗資多并且對(duì)操作人員有毒害，并有著火爆炸等危險(xiǎn)，總之該法不適用于工業(yè)上大規(guī)模生產(chǎn)。
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺點(diǎn)，本發(fā)明提出了一種生產(chǎn)1-正十二烷基氮雜環(huán)庚-2-酮的改進(jìn)方法。按照本發(fā)明，該化合物是在混合堿存在的情況下將己內(nèi)酰胺與作為烷基化試劑的一種鹵代烷在相轉(zhuǎn)移催化劑存在下反應(yīng)而制得。該反應(yīng)是在無水條件下在一種無毒、沸點(diǎn)較低的有機(jī)烴溶劑中進(jìn)行，利用固-液相轉(zhuǎn)移催化技術(shù)合成正-十二烷基氮雜環(huán)庚-2-酮。
本發(fā)明的反應(yīng)是在固-液兩相系統(tǒng)中進(jìn)行的，本發(fā)明所用的相轉(zhuǎn)移催化劑為四丁基溴化銨，或三乙基芐基氯化銨，優(yōu)選的是四丁基溴化銨。催化劑的用量范圍為2-3%摩爾，優(yōu)選的是3%摩爾。
本發(fā)明所用的烷基化試劑為1-溴代正十二烷，該烷基化試劑與己內(nèi)酰胺的摩爾比為約0.8-1.2，優(yōu)選的比值為1。按這一比值進(jìn)行反應(yīng)。兩種起始反應(yīng)物能夠充分及完全地反應(yīng)掉，而不會(huì)象歐洲專利0095096那樣需要使用大過量的烷基化試劑，因而不需要在反應(yīng)后回收過量烷基化試劑。
本發(fā)明所用的堿為無水的堿金屬的碳酸鹽與堿金屬的氫氧化物的混合物，優(yōu)選的是無水碳酸鉀與無水氫氧化鉀的混合物。在反應(yīng)中所使用的己內(nèi)酰胺與無水碳酸鉀與無水氫氧化鈉(鉀)的摩爾比為1∶0.7～0.9∶1.8～2.7。最好為1∶0.7∶1.8。
本發(fā)明所使用的溶劑為環(huán)己烷，正己烷或石油醚。與現(xiàn)有技術(shù)中所用的常規(guī)溶劑甲苯相比，它們更加優(yōu)越，因?yàn)樗鼈兙鶠榉悬c(diǎn)較低的無毒化合物，對(duì)生產(chǎn)人員無毒害，不污染環(huán)境，并且由于溶劑的沸點(diǎn)低，在較低溫度就能除去，因而又具有耗能低易操作的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明的反應(yīng)可以很容易地在40-70℃的溫度下進(jìn)行約5-7個(gè)小時(shí)而完成。盡管反應(yīng)時(shí)間的長短視該反應(yīng)所進(jìn)行時(shí)的溫度以及催化劑的用量而決定，但本發(fā)明的反應(yīng)所需時(shí)間比現(xiàn)有技術(shù)所需的時(shí)間要短得多。
表1從幾方面將本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行了比較，從這些比較中可以明顯地看出，本發(fā)明的方法要比現(xiàn)有技術(shù)中所使用的方法優(yōu)越得多。
表1按本發(fā)明的方法按現(xiàn)有技術(shù)的方法反應(yīng)時(shí)間5-7小時(shí)30～150小時(shí)反應(yīng)溫度40-70℃70～115℃所用溶劑無毒有毒收率＞92%40-70%極少數(shù)達(dá)90%以上產(chǎn)品純度＞99%＜93%反應(yīng)在三頸瓶中進(jìn)行，該三頸瓶裝有攪拌器及回流冷卻器，并使用水浴控制反應(yīng)溫度。
在反應(yīng)進(jìn)行過程中，本發(fā)明使用了一種薄層層析監(jiān)測法來測定反應(yīng)終點(diǎn)，該方法所使用的試劑包括硅膠G(200目，青島海洋化工廠生產(chǎn))羧甲基纖維素納(CMC)石油醚(分析純)60-90℃乙酸乙酯(分析純)其具體作法如下向10克硅膠G(200目)中加入35毫升0.5%羧甲基纖維素鈉水溶液，調(diào)合均勻。將調(diào)好的糊狀物倒在載破片(2.5×7.5厘米)上。用玻棒鋪平，注意除去氣泡，干燥，置保干器中備用。
點(diǎn)樣后用3∶7體積比的乙酸乙酯與石油醚的展開劑展開，展開后除去溶劑，用碘蒸氣顯色，然后測定樣品的Rf值。已知己內(nèi)酰胺的Rf值約為0.04，由該斑點(diǎn)的消失即可判定反應(yīng)結(jié)束。
下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的敘述，這些實(shí)施例是用于說明本發(fā)明，而不是對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限定。
實(shí)施例1于55℃浴溫下制備1-正-十二烷基氮雜環(huán)庚-2-酮在裝有攪拌器、回流冷卻器的三頸瓶中加入己內(nèi)酰胺117克(1.033摩爾)，四丁基溴化銨10克(0.03摩爾)，無水碳酸鉀(經(jīng)120℃干燥二小時(shí))100克(0.7摩爾)，研細(xì)的氫氧化鈉100克(2.5摩爾)及1000毫升環(huán)己烷，然后在猛烈攪拌下于55℃(浴溫)滴加1-溴代正十二烷250毫升(1.033摩爾)和250毫升環(huán)己烷溶液，在半小時(shí)內(nèi)加完，然后繼續(xù)攪拌，用薄層層析法監(jiān)測反應(yīng)進(jìn)程，測得7小時(shí)后反應(yīng)終了。而后冷卻，過濾，濾液用水洗3次，每次500毫升，洗去殘余的己內(nèi)酰胺，分去水層，用無水硫酸鎂干燥過夜，過濾，濾液先經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器蒸去環(huán)己烷(回收再用)，再減壓蒸餾，得無色、無味液體產(chǎn)物，其沸點(diǎn)為200-201℃/0.7mmHg。產(chǎn)量為270克，產(chǎn)率92%，產(chǎn)物的純度大于99%。
實(shí)施例2于60℃(浴溫)下制備1-正-十二烷基氮雜環(huán)庚-2-酮在裝有攪拌器、回流冷凝器的三頸瓶中加入己內(nèi)酰胺117克(1.033摩爾)，無水碳酸鉀(經(jīng)120℃干燥二小時(shí))100克，研細(xì)的氫氧化鉀120克，四丁基溴化銨10克，環(huán)己烷1000毫升。在攪拌下于60℃浴溫時(shí)由加料漏斗加入1-溴代正十二烷250毫升(約1.033摩爾)和250毫升環(huán)己烷的溶液，約30分鐘加完。在該溫度下繼續(xù)攪拌，用薄層層析法監(jiān)測反應(yīng)終點(diǎn)，測得反應(yīng)在5小時(shí)后終止。反應(yīng)完成后，冷卻，抽濾，濾液用水洗3次，每次500毫升，洗去殘余的己內(nèi)酰胺。用無水硫酸鎂干燥過夜。過濾，濾液先經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器蒸去環(huán)己烷(回收再用)后，再減壓蒸餾，得無色、無味液體產(chǎn)品，沸點(diǎn)為182-188℃/0.5mmHg，產(chǎn)量272克，產(chǎn)率94%。
盡管上面公開了本發(fā)明的一些較好實(shí)施方案，但它們并不是用來限定本發(fā)明的范圍。在不背離本發(fā)明的范圍及精神的情況下，可以作出各種改動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種制備1-正-十二烷基氮雜環(huán)庚-2-酮的方法，它包括在混合堿及相轉(zhuǎn)移催化劑存在的情況下，于烴類溶劑中使已內(nèi)酰胺與1-溴代正十二烷進(jìn)行反應(yīng)，其特征在于該反應(yīng)是固-液相轉(zhuǎn)移催化反應(yīng)，在無水條件下進(jìn)行。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所說的堿為無水的堿金屬碳酸鹽與堿金屬的氫氧化物的混合物。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所說的烴類溶劑為環(huán)己烷、正己烷、石油醚。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所說的相轉(zhuǎn)移催化劑包括四丁基溴化銨及三乙基芐基氯化銨。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所說的反應(yīng)是在40-70℃的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中所說的反應(yīng)是在45-60℃的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中還包括一個(gè)除去產(chǎn)品中殘余的少量己內(nèi)酰胺的步驟。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中己內(nèi)酰胺的除去是通過用水洗濾液完成的。
9.一種利用己內(nèi)酰胺與烷基化試劑反應(yīng)制備1-正十二烷基氮雜環(huán)庚-2-酮的方法，其中所說的反應(yīng)是在環(huán)己烷、正己烷及石油醚等溶劑中進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用己內(nèi)酰胺與1-溴代正十二烷反應(yīng)合成1-正十二烷基氮雜環(huán)庚-2-酮的方法，即利用一種相轉(zhuǎn)移催化劑于一無毒的烴類溶劑中通過無水的固-液相轉(zhuǎn)移催化反應(yīng)一步合成1-正-十二烷基氮雜環(huán)庚-2-酮。
文檔編號(hào)C07D223/10GK1046736SQ8910267
公開日1990年11月7日 申請(qǐng)日期1989年4月24日 優(yōu)先權(quán)日1989年4月24日
發(fā)明者俞凌翀, 侯恩鑒, 鄧希賢, 李金 申請(qǐng)人:北京師范大學(xué)