專利名稱：合成n-未取代或n-取代氮丙啶的方法
合成N-未取代或N-取代氮丙咬的方法 本發(fā)明涉及制備N-未取代或N-取代氮丙啶的方法。
N-未取代氮丙啶和N-取代氮丙啶是重要的有機(jī)中間體，其具有高反應(yīng)性并 用于例如制備聚合物和雜環(huán)化合物。
氮丙啶(C2HsN)在工業(yè)上通過如下方法制備用空氣或氧氣將乙烯環(huán)氣化以 形成環(huán)氧乙烷，用氨使后者開環(huán)以產(chǎn)生單乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺的混合 物，從該混合物中分離乙醇胺，用硫酸將乙醇胺酯化以形成p-M乙基硫酸， 將該產(chǎn)物環(huán)化產(chǎn)生氮丙啶。在所述方法中，每摩爾氮丙啶使用2摩爾氬氧化鈉， 從而形成1摩爾硫酸鈉(H.丄Arpe， Industrielle Organische Chemic， 2007年第 6版，Wiley-VCH-Verlag，第158-160和172-174頁(yè))。取代的氮丙咬也可以類 似的方式獲得。
這些方法的缺點(diǎn)是很多工藝步驟和鹽的化學(xué)計(jì)量形成。
已知在氮上被對(duì)甲苯磺酰基取代的氮丙啶可通過使烯烴與氯胺T(可由對(duì)甲 苯磺酰胺和次氯酸鈉獲得)、碳酸鉀、二氧化硅以及催化量的碘反應(yīng)來制備(S. Minakata等，Ang亂Ch亂int. Ed. 2004， 43，第79-81頁(yè))。
所述方法的缺點(diǎn)在于氮丙啶的氮通過可以多步合成制備的氯胺T引入，并 因此需要化學(xué)計(jì)量量的氯胺T。這還意味著僅可獲得N-取代氮丙啶，并形成化 學(xué)計(jì)量量的氯化鈉。
還已知在氮上被對(duì)甲苯磺?；〈牡Э赏ㄟ^使烯烴與對(duì)甲苯磺酰胺 和次珙酸叔丁酯(由次氯酸叔丁酯和缺化鈉原位制備)反應(yīng)來合成(S. Minakata 等，Chcm. Commun. 2006，第3337-3339頁(yè)和JP-A-2007 055958)。
該方法具有類似于上述使用氯胺T的方法的那些缺點(diǎn)。
因此本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，并發(fā)現(xiàn)可由烯烴以較少反應(yīng)步 驟制備N-未取代和N-取代氮丙啶，如果可能不形成或僅形成少量鹽的方法。
根據(jù)本發(fā)明，已認(rèn)識(shí)到通過氨或伯胺引入氮丙啶的氮明顯更有利。
因此我們發(fā)現(xiàn)了制備式II的N-未取代氮丙啶的方法<formula>formula see original document page 7</formula>
所述方法包括在碘或溴存在下使式I的烯烴與氨反應(yīng)
<formula>formula see original document page 7</formula>
其中R1-W各自彼此獨(dú)立為氫，具有l(wèi)-16個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基，具有1-4 個(gè)碳原子的羥基烷基，具有5-7個(gè)碳原子的環(huán)烷基，在每種情形下均可在苯基的 鄰位、間位或?qū)ξ槐患籽趸?、羥基、氯或具有l(wèi)-4個(gè)碳原子的烷基取代的千基或 苯基，基團(tuán)R'或I^可與基團(tuán)I 或R"—起閉合形成5-12元環(huán)，或者，基團(tuán)R1 和1一可閉合形成5-12元環(huán)。
此外，我們發(fā)現(xiàn)了制備式II的N-未取代氮丙啶的方法，所述方法包括在碘 化物和能將^4t物氧化成碘的氧化劑存在下使式1的烯烴與氨反應(yīng)。
此外，我們發(fā)現(xiàn)了制備式II的N-未取代氮丙啶的方法，所述方法包括在溴 化物和能將溴化物氧化成溴的氧化劑存在下使式I的烯烴與氨反應(yīng)。
此外，我們發(fā)現(xiàn)了制備式III的N-取代氮丙啶的方法
<formula>formula see original document page 7</formula>
所述方法包括在碘或溴存在下使式I的烯烴與式R5NH2的伯胺反應(yīng)<formula>formula see original document page 7</formula>其中R'-W各自彼此獨(dú)立為氫，R"-R5各自彼此獨(dú)立為具有l(wèi)-16個(gè)碳原子的直鏈 或支鏈烷基，具有l(wèi)-4個(gè)碳原子的羥基烷基，具有5-7個(gè)碳原子的環(huán)烷基，在每 種情形下均可在苯基的鄰位、間位或?qū)ξ槐粫跹趸?、羥基、氯或具有l(wèi)-4個(gè)碳原 子的烷基取代的千基或苯基，基團(tuán)R'或W可與基團(tuán)1義3或W閉合形成5-12元 環(huán)，或者基團(tuán)R'和W可閉合形成5-12元環(huán)，其中伯胺(I^NH2)在反應(yīng)混合物中 的濃度小于或等于UM(《L1M)。
此外，我們發(fā)現(xiàn)了制備式川的氮丙啶的方法，所述方法包括在碘化物和能將橫化物氧化成碘的氧化劑存在下使式I的烯烴與式RSNH2的伯胺反應(yīng)，其中 伯胺(I^NH2)在反應(yīng)混合物中的濃度小于或等于1.1M(《1.1M)。
此外，我們發(fā)現(xiàn)了制備式III的氮丙啶的方法，所述方法包括在溴化物和能 將溴化物氧化成溴的氧化劑存在下使式I的烯烴與式RSNH2的伯胺反應(yīng)，其中 伯胺(R5NH2)在反應(yīng)混合物中的濃度小于或等于1.1M(< I.IM)。
在制備式II的IN-取代氮丙啶的方法中，在開始反應(yīng)時(shí)反應(yīng)混合物中氨的濃 度優(yōu)選大于或等于1.2M(>1,2M)，特別大于或等于1.25M(> 1.25M),例如為> 1.2M至15M，特別優(yōu)選為> 1.2M至2M。
在制備式III的N-取代氮丙啶的方法中，伯胺(RSNH2)在反應(yīng)混合物中的濃 度優(yōu)選小于或等于1.0M(《1.0M)。在開始反應(yīng)時(shí)反應(yīng)混合物中伯胺(RSNH2)的濃 度優(yōu)選大于().5M(〉().5M),特別優(yōu)選大于0.7M(〉0.7M)，非常特別優(yōu)選大于 O駕(X)廁)。
根據(jù)本發(fā)明，已認(rèn)識(shí)到只有當(dāng)將反應(yīng)混合物中伯胺(R5NH"的初始濃度設(shè)定 在上述范圍(〉().5M至《U)M,特別優(yōu)選〉0.8M至《1.1M)時(shí)，制備式III的
N-取代氮丙啶的方法才特別有利地進(jìn)行，特別是在產(chǎn)率和選擇性方面。
例如當(dāng)使用作為烯烴的苯乙烯和氨(以及作為溶劑的水)時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的反 應(yīng)可由如下反應(yīng)方禾呈式表示
-CH:二CH， + 3 NH3 + 12-->《 \)~—CH---CH.' + 2 NHd
2 '1 zH，O \ ,
NH
例如當(dāng)使用作為烯烴的苯乙烯、氨、作為溶劑的水、作為碘化物的碘化銨 和作為氧化劑的次氯酸鈉時(shí)，使用碘化物和氧化劑的所述方法的優(yōu)選實(shí)施方案 可由如下反應(yīng)方程式表示
CH 二CH,'十NH 十NaOCI ^^ <( 、〉 一CH-----CH2十NaCI
—
2 3 H，0
類似的情形適用于當(dāng)使用伯胺(R H2)而非氨時(shí)。
式1的烯烴中的基團(tuán)R'-R"的實(shí)例如下H、甲基、乙基、正丙基、異丙基、 正丁基、異丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、3-羥基 丙基、4-羥基丁基、環(huán)戊基、環(huán)己基。
合適烯烴I的實(shí)例是乙烯、丙烯、異丁烯、l-丁烯、2-丁烯、l-戊烯、1-己烯、2-己烯、環(huán)戊烯、亞曱基環(huán)戊烷、環(huán)己烯、亞曱基環(huán)己烷、3-己烯、2-甲基 -l-庚烯、l-辛烯、環(huán)辛烯、2-辛烯、l-癸烯、苯乙烯、a-曱基苯乙烯、p-甲基苯 乙烯、對(duì)甲基苯乙烯、對(duì)曱氧基苯乙烯、對(duì)羥基苯乙烯、間氯苯乙烯、對(duì)氯苯 乙烯、2-丁烯-l-醇、2-丁烯-l，4-二醇。
氨優(yōu)選以水溶液使用，其可優(yōu)選包含(U-30重量％的氨。根據(jù)本發(fā)明的反 應(yīng)還可在能在反應(yīng)條件下釋放氨的化合物存在下進(jìn)行。
伯胺(1《 112)中基團(tuán)115的實(shí)例如下甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁 基、異丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、環(huán)戊基、 環(huán)己基。
特別優(yōu)選的伯胺(R5NH2)是甲胺和乙胺。
伯胺(RSNH2)優(yōu)選以水溶液使用。所述溶液可包含至飽和溶解度的伯胺。根 據(jù)本發(fā)明的反應(yīng)還可在能在反應(yīng)條件下釋放伯胺的化合物存在下進(jìn)行。
在所述方法的實(shí)施方案中，可使用捵和/或碘化物。還可使用溴和溴化物替 代碘和碘化物。與溴和溴化物相比，優(yōu)選碘和碘化物。
合適的碘化物或溴化物是堿金屬碘化物、堿土金屬碘化物、碘化銨和四烷 基碘化銨，或者堿金屬溴化物、堿土金屬溴化物、溴化銨和四烷基溴化銨，以 及N-卣代酰亞胺，其中烷基卣化銨中的烷基優(yōu)選各自彼此獨(dú)立含有1-5個(gè)碳原 子。此類卣化物的實(shí)例是碘化銨、溴化銨、N-溴丁二酰亞胺、N-碘丁二酰亞 胺、碘化鈉、溴化鈉、碘化鉀、溴化鉀、碘化鎂、溴化鎂、四曱基碘化銨、四 甲基溴化銨；特別優(yōu)選碘化銨和澳化銨。還可用碘化物和元素碘的混合物代替 碘化物，用元素溴和溴化物的混合物代替溴化物。
在碘化物和碘的混合物的情況下，碘化物與碘的摩爾比可為1:0.01-0.()1:1。 相同的摩爾比適用于溴化物和溴。
在本發(fā)明方法中使用的氧化劑能將碘化物氧化成碘或者將溴化物氧化成 溴。合適的氧化劑例如是氧氣(例如空氣形式)，過氧化氬(優(yōu)選作為水溶液)、烷 基氫過氧化物如氫過氧化枯烯、叔丁基氫過氧化物、環(huán)己基氫過氧化物、曱基 苯基氫過氧化物，內(nèi)過氧化蒽醌，次氯酸，堿金屬和堿土金屬次氯酸鹽，次氯 酸叔丁酯，次溴酸7^又丁酯，次碘酸叔丁酯和一氧化二氮。
還可將碘化物或溴化物電化學(xué)地氧化成碘或溴。作為溶劑，優(yōu)選使用其中氨和伯胺、碘化物和溴化物以及大部分氧化劑充 分溶解的水。雖然碘在水中僅可溶解非常少的量，但其在碘化物存在下易溶。
然而，還可能有利的是使用水和在反應(yīng)條件下是惰性的有機(jī)溶劑的混合物。 此時(shí)易溶于水和不太易溶于水的溶劑都可以。易溶于水的溶劑例如包括醚如四 氫呋喃和二氧六環(huán)，而不太易溶于水的溶劑包括脂族、環(huán)脂族和芳族烴如正己 烷、庚烷、環(huán)己烷和甲苯。
加入在水中具有低溶解度的溶劑通常導(dǎo)致有機(jī)相和水相的分離改善，因此 導(dǎo)致反應(yīng)混合物的后處理簡(jiǎn)化。
烯烴(I)與氨與碘化物、碘或碘化物+碘的摩爾比優(yōu)選為1:1-100:0.001-1.5， 特別優(yōu)選1:1-卯:().()1-1.3,非常特別優(yōu)選為1:1-80:0.1-1.1。相同的摩爾比適用于 烯烴與氨與溴化物、溴或溴化物+淡之比。
烯烴(I)與伯胺(R5NH2)與碘化物、碘或碘化物+碘的摩爾比優(yōu)選為 1:1-10():().()01-1.5,特別優(yōu)選1:1-90:0.01-1.3，非常特別優(yōu)選1:1-80:0.1-1.1。相
同的摩爾比適用于烯烴與伯胺(RSNH2)與溴化物、溴或溴化物+溴之比。
碘化物或碘與氧化劑的摩爾比優(yōu)選為1:1-10，特別優(yōu)選1:1-4，非常特別優(yōu) 選1:1-3。
烯烴(I)與氧化劑的摩爾比優(yōu)選為1:1-5，特別優(yōu)選1:1-3，非常特別優(yōu)選1:2。 反應(yīng)混合物優(yōu)選包含30-9()重量％的水和1-30重量％的有才兒溶劑，特別優(yōu)
選7()-8()重量％的水和2-20重量的有機(jī)溶劑。
在優(yōu)選的工作模式中，將表面活性物質(zhì)加入反應(yīng)混合物中。這引起氮丙咬
產(chǎn)率的明顯提高。
合適的表面活性物質(zhì)基本上是在UHmanns工業(yè)化學(xué)百科全書，第6版，第 35巻，關(guān)鍵詞"表面活性劑"，第293-368頁(yè)中提及的所有類物質(zhì)。
這些包括陰離子、陽離子、非離子、兩性和陰離子/陽離子表面活性物質(zhì)("表 面活性劑")。
優(yōu)選的表面活性物質(zhì)是非離子表面活性劑如聚亞烷基二醇烷基醚(例如 Bri廣)。它們是其中親脂部分含有脂肪醇而親水部分含有短鏈聚亞烷基二醇，優(yōu) 選聚乙二醇的共聚物。作為脂肪醇，優(yōu)選使用衍生自月桂酸、棕櫚酸、硬脂酸 或油酸的醇。合適非離子表面活性劑的其它實(shí)例是Triton/(4-(1，1，3，3-四甲基丁基)苯酚的乙氧基化物)、Luteiisoh^(乙氧基化脂肪醇、烷基酚或脂肪胺)、 Tweens，脫水山梨糖醇酯的聚氧乙烯衍生物，即聚乙氧基脫水山梨糖醇月桂酸酯)。
表面活性物質(zhì)的量?jī)?yōu)選為0.01-10重量％,特別優(yōu)選0.5-5重量％,非常特 別優(yōu)選1-2%重量，在每種情況下均基于總反應(yīng)混合物。
在>'弗石和/或其它多孔無機(jī)材料存在下進(jìn)行。此時(shí)也可觀察到氮丙啶產(chǎn)率的明顯 提高。
合適的沸石基本上是所有天然存在和可合成獲得的沸石，即A、 X、 Y和L 型沸石，其在孔徑和Si02:Al203比(系數(shù))方面不同。優(yōu)選包含SiC)2的沸石，例 如具有高Si()2含量即高系數(shù)的硅沸石(silicalite)和沸石，例如ZSM-5沸石(系數(shù) 為約為30)和合成的發(fā)光沸石(系數(shù)為約為10)。
沸石和/或其它多孔無機(jī)材料的量?jī)?yōu)選為1-20重量％，特別優(yōu)選1-10重量 %,非常特別優(yōu)選1-5重量％，在每種情況下均基于總反應(yīng)混合物。
氮丙啶的制備優(yōu)選在()-30(rC,特別優(yōu)選10-250°C,非常特別優(yōu)選20-200 。C ，例如20-50。C的溫度下進(jìn)行。
反應(yīng)優(yōu)選在1-300巴，特別優(yōu)選1-250巴，非常特別優(yōu)選1-150巴，例如在
巴的絕對(duì)壓力下進(jìn)行。
根據(jù)本發(fā)明的反應(yīng)可在液相中以一步、兩步或兩步以上進(jìn)行。 在單步操作模式的情況下，在氧化劑存在下和如果合適另外在有機(jī)溶劑、 表面活性物質(zhì)和/或懸浮或固定的沸石存在下、在反應(yīng)容器中和所示反應(yīng)條件下 將反應(yīng)物烯烴、氨或伯胺、卣素和/或卣化物在作為溶劑的水中混合例如(U-30 小時(shí)?？煞峙蜻B續(xù)進(jìn)行反應(yīng)。 一般而言，反應(yīng)后可將反應(yīng)混合物分離成液體 水相和液體有機(jī)相。
液體有機(jī)相包含所形成的氮丙啶、可能未反應(yīng)的烯烴、表面活性物質(zhì)和有 機(jī)溶劑。
液體水相包含卣素和卣化物、氨或伯胺以及可能的表面活性物質(zhì)。它們可 再循環(huán)到合成步驟中。
有機(jī)相的后處理可以本身已知方式如通過蒸餾進(jìn)行。未反應(yīng)的烯烴、有機(jī)溶劑和表面活性物質(zhì)可再循環(huán)到合成步驟中。
在本發(fā)明方法的有利變化形式中，隨后氧化在氮丙啶合成中形成的碘化物 或溴化物，并再循環(huán)到合成步驟中。
在兩步操作模式的情況下，在第一步驟中，不加入氧化劑和如果合適另外 在有機(jī)溶劑、表面活性物質(zhì)和/或懸浮或固定的催化劑即上述沸石和/或其它多孔 無機(jī)材料存在下、在反應(yīng)容器中和所示反應(yīng)條件下，將反應(yīng)物烯烴、氨或伯胺
和鹵素(即溴或碘)在作為溶劑的水中混合例如0.1-30小時(shí)。可分批或連續(xù)進(jìn)行反
應(yīng)。在反應(yīng)后，分離相。如就單步操作模式所述后處理有機(jī)相。
在第二步中，用氧化劑如上述氣化劑處理水相，或者電化學(xué)將其氧化。在 此時(shí)，將碘化物或溴化物氧化成碘或溴。然后將包含卣素的水相再循環(huán)到合成
步驟中。 實(shí)施例
通過氣相色譜法測(cè)定反應(yīng)產(chǎn)出物的組成以及氮丙啶的產(chǎn)率和選擇性。Brij 35"是聚氧乙烯(23)月桂基醚的商品名。
Tritons" X-l()()是包含4-(l,l，3，3-四曱基丁基)苯酚的乙氧基化物的非離子表 面活性劑。Lutcnsols"是基于乙氧基化脂肪醇、烷基酚或脂肪胺的非離子表面活 性劑。Twecn,是脫水山梨糖醇酯的聚氧乙烯衍生物，例如聚乙氧基脫水山梨糖 醇月桂酸酯(Tm'en^ 20)、聚乙氧基脫水山梨糖醇棕櫚酸酯(Tweens⑧40)和聚乙 氧基脫水山梨糖醇油酸酯(Twet'ns'K 80)。 實(shí)施例1
將Brij 35，卯mg)和().5mm()1珙(127mg)加入5ml 25重量％濃度的氨水溶液 中。通過力口入().5mmo1苯乙烯(57pl)起動(dòng)反應(yīng)。(因此Brij 35的比例為2重量％， 磺和苯乙烯的摩爾濃度各為(UM)。在室溫下反應(yīng)2小時(shí)后，用乙醚萃取反應(yīng)混 合物。2-苯基氮丙啶的產(chǎn)率為65%(選擇性>99%)。
當(dāng)反應(yīng)在相同條件下進(jìn)行24小時(shí)，產(chǎn)率為81%(選擇性=99%)。 實(shí)施例2
將Bri,j 35"(18()mg)和().5mmo1石典(127mg)加入5ml 25重量％濃度的氨水溶 液中。通過力口入().49mmo1 a-曱基苯乙烯(65pl)起動(dòng)反應(yīng)。(因此Brij 35的比例 為4重量％，碘和ot-甲基苯乙烯的摩爾濃度各為(UM)。在室溫下反應(yīng)2小時(shí)后，用乙醚萃取反應(yīng)混合物。2-甲基-2-苯基氮丙啶的產(chǎn)率為76%(選擇性>99%)。 實(shí)施例3
a) 將Brij 35，180mg)和0.5mmo1碘(127mg)加入5ml 25重量％濃度的氨水 溶液中。通過加入0.5mmo1對(duì)氯苯乙烯(6(^1)起動(dòng)反應(yīng)。(因此Brij 35的比例為 4重量％，碘和對(duì)氯苯乙烯的摩爾濃度各為O.IM)。在室溫下反應(yīng)2小時(shí)后，用 乙醚萃取反應(yīng)混合物。2-(對(duì)氯苯基)氮丙哽的產(chǎn)率為60%(選擇性>99%)。
b) 在與實(shí)施例3a)相同的反應(yīng)條件下，將p-曱基苯乙烯、對(duì)曱基苯乙烯、 對(duì)甲氧基苯乙烯和間氯苯乙烯轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的氮丙啶。荻得了如下產(chǎn)率1-苯基-2-甲基氮丙啶為30%， 2-(對(duì)甲基苯基)氮丙啶為60%, 2-(對(duì)甲氧基苯基)氮丙啶為 56%, 2-(間氯苯基)氮丙啶為61 % 。
c) 在與實(shí)施例3a)相同的反應(yīng)條件下，在一系列不帶電的表面活性物質(zhì)(4 重量('/ )存在下使苯乙烯反應(yīng)。在表面活性物質(zhì)后面的括號(hào)中給出了 2-苯基氮丙 淀的產(chǎn)率:Triton X-l00 (45%)， Lute腸ls， AT25 (49%)， FB AT8() (50%), XL 140(51%), T證n2()(49(!/")、 40(51%)、 ,9%)。
d) 當(dāng)在沒有表面活性物質(zhì)存在下進(jìn)行實(shí)施例3c)時(shí)，發(fā)現(xiàn)1%的2-苯基氮丙啶。
實(shí)施例4
a) 當(dāng)在代替表面活性物質(zhì)的硅沸石(5.5重量％)存在下重復(fù)實(shí)施例3c)的程 序時(shí)，2-苯基氮丙啶的產(chǎn)率為35%。
b) 當(dāng)用M(:'M-41(5.5重量％)代替硅沸石重復(fù)實(shí)施例4a)的程序時(shí)，產(chǎn)率為 35%。
實(shí)施例5
將Brij 3S"(180mg)和0.5mmo1石典(127mg)加入5ml 25重量％濃度的氨水溶 液中。通過加入().46mmo1 2-甲基-l-庚烯(78]LU)起動(dòng)反應(yīng)。(因此BHj 35的比例 是4重量％，碘的摩爾濃度為().IM， 2-甲基-1-庚烯的摩爾濃度為0.9M)。在70 。C下反應(yīng)2小時(shí)后，用乙醚萃取反應(yīng)混合物。2-甲基-2-苯基氮丙啶的產(chǎn)率為 1%(選擇性>98%)。 實(shí)施例6
將Brij 35K(18()mg)、碘化銨(73mg)和0.5mm()1苯乙烯(57]iU)力a入5ml 25重量％濃度的氨水溶液中。通過分批加入10-13重量％濃度的次氯酸鈉水溶液
(40()pl)起動(dòng)反應(yīng)，其中每5分鐘加入40^1。在室溫下反應(yīng)2小時(shí)后，用乙醚萃 取反應(yīng)混合物。2-苯基氫丙啶的產(chǎn)率為74%(選擇性=98%)。 實(shí)施例7
將Brij 35⑧(18()mg)、碘化銨(73mg)和0.46mmo1 2-曱基陽l-庚烯(78pl)加入5ml
25重量％濃度的氨水溶液中。通過分批加入10-13重量％濃度的次氯酸鈉水溶 液(lml)起動(dòng)反應(yīng)。每5分鐘2()0|al分批加入次氯酸鈉溶液。在室溫下反應(yīng)2小 時(shí)后，用乙醚萃取反應(yīng)混合物。2-甲基-2-笨基氮丙。定的產(chǎn)率為1%。 實(shí)施例8(對(duì)比實(shí)施例)
將Brij 35圾(18()mg)和().5mmo1苯乙烯(57^il)加入5ml 25重量％濃度的氨水 溶液中。通過分批加入10-13重量"/。濃度的次氯酸鈉水溶液(lml)起動(dòng)反應(yīng)，其 中每5分鐘加入200pl。在室溫下反應(yīng)2小時(shí)后，用乙醚萃取反應(yīng)混合物。2-苯 基氮丙啶的產(chǎn)率<1%。 實(shí)施例9
將Brij 35敏(18()mg)、石典化銨(50mo10/0， 37mg)和0.5mmo1苯乙烯(57^1)力口入 5ml 25%濃度的氨水溶液中。通過分批(40W/5min)加入10-13重量％濃度的次氯 酸鈉水溶液(4()(^1)起動(dòng)反應(yīng)。在室溫下反應(yīng)2小時(shí)后，用乙醚萃取反應(yīng)混合物。 2-苯基氮丙啶的產(chǎn)率為6()%。 實(shí)施例10
將15rij 35 (180mg)、石爽化銨(29mg)和().5mmo1苯乙烯(57^il)加入5ml 1.3M 的氨水溶液中。通過分批加入10-13重量％濃度的次氯酸鈉水溶液(400^11)起動(dòng)反 應(yīng)，其中每5分鐘力口入40pl。在室溫下反應(yīng)2小時(shí)后，用乙醚萃取反應(yīng)混合物。 2-苯基氮丙咬的產(chǎn)率為卯％(選擇性99%)。 實(shí)施例11
將Brij 35"(180mg)、石典化銨(29mg)和().5mmol(量見下文)取代的苯乙烯衍生 物加入5ml 1.3M的氨水溶液中。通過分批加入10-13重量％濃度的次氯酸鈉水 溶液(4()0pl)起動(dòng)反應(yīng)，其中每5分鐘加入40^1。在室溫下反應(yīng)2小時(shí)后，用乙 醚萃取反應(yīng)混合物。各取代的2-苯基氮丙啶的產(chǎn)率如下 來自對(duì)氯苯乙烯(6()pl)的2-(對(duì)氯苯基)氮丙啶為74%(選擇性99%)來自a-曱基苯乙烯W5jal)的2-曱基_2-苯基氮丙。定為92%(選擇性"％) 來自p-甲基苯乙烯(65nl)的2-曱基-3-苯基氮丙啶為56%(選擇性98%) 實(shí)施例12
將Brij 35⑧(卯mg)和0.5nimo1碘(127mg)加入5ml 1M的甲胺水溶液中。通 過加入().5mmo1苯乙烯(57ji,)起動(dòng)反應(yīng)。在室溫下反應(yīng)2小時(shí)后，用乙醚萃取反 應(yīng)混合物。l-甲基-2-苯基氮丙啶的產(chǎn)率為43。/。(選擇性84%)。
當(dāng)在相同條件下進(jìn)行反應(yīng)5小時(shí)時(shí)，產(chǎn)率為64%(選擇性86%)。 實(shí)施例13
將Brij 35⑧(卯mg)和0.5mmo1碘(127mg)加入5ml 0.6M的乙胺水溶液中。 通過加入().5mmo1苯乙烯(57pl)起動(dòng)反應(yīng)。在室溫下反應(yīng)2小時(shí)后，用乙醚萃取 反應(yīng)混合物。l-乙基-2-苯基氮丙啶的產(chǎn)率為28%(選擇性93%)。 實(shí)施例14
將Brij 35超(9()mg)和().5mmo1硤(127mg)加入5ml 1M的甲胺水溶液中。通 過加入U(xiǎn).5mniol對(duì)氯苯乙烯(6()…)起動(dòng)反應(yīng)。在室溫下反應(yīng)2小時(shí)后，用乙醚萃 取反應(yīng)混合物。l-甲基-2-(對(duì)氯苯基)氮丙啶的產(chǎn)率為39%(選擇性93%)。 實(shí)施例15
將Brij 35"(卯mg)和().2mmo1石典(254mg)加入5ml 1 M的甲胺水溶液中。通 過加入().5mmo1苯乙烯(57inl)起動(dòng)反應(yīng)。在室溫下反應(yīng)2小時(shí)后，用乙醚萃取反 應(yīng)混合物。l-曱基-2-苯基氮丙啶的產(chǎn)率為68%(選擇性83%)。 實(shí)施例16
將Brij 35"(卯mg)和0.1mm()l石典(127mg)加入5ml 1M的甲胺水溶液中。通 過加入().48mmol的2-甲基-l-庚烯(57pl)起動(dòng)反應(yīng)。在室溫下反應(yīng)2小時(shí)后，用 乙醚萃取反應(yīng)混合物。l-甲基-2-苯基氮丙啶的產(chǎn)率為3%(選擇性83%)。 實(shí)施例17
將Brij 35'(卯mg)、碘化按(73mg)和0.5mmo1苯乙烯(57pl)加入5ml 1M的 甲胺水溶液中。通過分批加入10-13重量％濃度的次氯酸鈉水溶液(4()( 1)起動(dòng)反 應(yīng)，其中每5分鐘加入40pl。在室溫下反應(yīng)2小時(shí)后，用乙醚萃取反應(yīng)混合物。 l一甲基—2-苯基氮丙啶的產(chǎn)率為39%(選擇性95%)。 實(shí)施例18將Brij 35⑧(卯mg)、碘化銨(73mg)和0.5mmo1苯乙烯(57pl)加入5ml 1M的 甲胺水溶液中 通過分批加入10-13重量。/。濃度的次氯酸鈉水溶液(lml)起動(dòng)反 應(yīng)，其中每5分鐘加入10()nl。在室溫下反應(yīng)2小時(shí)后，用乙醚萃取反應(yīng)混合物。 l-甲基-2-苯基氮丙啶的產(chǎn)率為73%(選擇性97%)。 實(shí)施例19
將Brij 35 (W)mg)、碘化銨(73mg)和0.5mmol苯乙烯(57ml)加入5ml 0.5M 的曱胺水溶液中。通過分批加入10-13重量"/。濃度的次氯酸鈉水溶液(lml)起動(dòng) 反應(yīng)，其中每5分鐘加入100^1。在室溫下反應(yīng)2小時(shí)后，用乙醚萃取反應(yīng)混合 物。l-曱基-2-苯基氮丙啶的產(chǎn)率為52%(選擇性95%)。 實(shí)施例20
將Brij 35敏(卯mg)、碘化銨(73mg)和0.5mmo1苯乙烯(57^U)加入5ml 0.6M的 乙胺水溶液中。通過分批加入10-13重量。/。濃度的次氯酸鈉水溶液(lml)起動(dòng)反 應(yīng)，其中每5分鐘加入IO()ilU。在室溫下反應(yīng)2小時(shí)后，用乙醚萃取反應(yīng)混合物。 l-乙基-2-苯基氮丙啶的產(chǎn)率為55%(選擇性96%)。
下

圖1示出了對(duì)根據(jù)本發(fā)明苯乙烯與氨(NH3)的反應(yīng)的實(shí)施例而言，2-苯基 氮丙啶的產(chǎn)率對(duì)初始氨濃度的依賴性。實(shí)驗(yàn)條件對(duì)應(yīng)于實(shí)施例6的那些，只是 改變了 NH.,濃度。如所示，發(fā)現(xiàn)優(yōu)選的氨濃度為>1.2M至15M。相反，在根據(jù) 本發(fā)明的與伯胺(R H2)的反應(yīng)中發(fā)現(xiàn)優(yōu)選伯胺濃度驚人地為>().5M至《 I.IM。還比較了實(shí)施例6和19。
權(quán)利要求
1.一種制備式II的N-未取代氮丙啶的方法所述方法包括在碘或溴存在下使式I的烯烴與氨反應(yīng)其中R1-R4各自彼此獨(dú)立為氫，具有1-16個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基，具有1-4個(gè)碳原子的羥基烷基，具有5-7個(gè)碳原子的環(huán)烷基，在每種情形下均可在苯基的鄰位、間位或?qū)ξ槐患籽趸?、羥基、氯或具有1-4個(gè)碳原子的烷基取代的芐基或苯基，基團(tuán)R1或R2與基團(tuán)R3或R4一起可閉合形成5-12元環(huán)，或者基團(tuán)R1和R2可閉合形成5-12元環(huán)。
1.
2. —種制備式n(該式如權(quán)利要求1所定義)的氮丙啶的方法，所述方法包 括在硤化物和能將碘化物氧化成碘的氧化劑存在下使式l(該式如權(quán)利要求1所 定義)的烯烴與氨反應(yīng)。
3. —種制備式II(該式如權(quán)利要求1所定義)的氮丙啶的方法，所述方法包 括在淡化物和能將溴化物氧化成溴的氧化劑存在下使式l(該式如權(quán)利要求1所 定義)的烯烴與氨反應(yīng)。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中反應(yīng)混合物中氨的濃度在開始 反應(yīng)時(shí)大于或等于1.2M(> 1.2M)。
5. —種制備式III的N-取代氮丙啶的方法所述方法包括在碘或淡存在下使式1的烯烴與式R H2的伯胺反應(yīng): <formula>formula see original document page 2</formula>其中R'-I^各自彼此獨(dú)立為氬，R'-RS各自彼此獨(dú)立為具有l(wèi)-16個(gè)碳原子的直鏈 或支鏈烷基，具有l(wèi)-4個(gè)碳原子的羥基烷基，具有5-7個(gè)碳原子的環(huán)烷基，在每 種情形下均可在苯基的鄰位、間位或?qū)ξ槐患籽趸?、羥基、氯或具有l(wèi)-4個(gè)碳原 子的烷基取代的千基或苯基，基團(tuán)lV或RZ可與基團(tuán)R"或W—起閉合形成5-12 元環(huán)，或者基團(tuán)R'和I^可閉合形成5-12元環(huán)，其中反應(yīng)混合物中伯胺(RSNH2) 的濃度小于或等于1.1M(《I.IM)。
6. —種制備式III(該式如權(quán)利要求5所定義)的氮丙啶的方法，所述方法包 括在碘化物和能將碘化物氧化成碘的氧化劑存在下使式l(該式如權(quán)利要求5所 定義)的烯烴與式1義5>1112的伯胺反應(yīng)，其中反應(yīng)混合物中伯胺(RSNH2)的濃度小 于或等于I.IM(《I.IM)。
7. —種制備式III(該式如權(quán)利要求5所定義)的氮丙啶的方法，所迷方法包 括在溴化物和能將溴化物氧化成溴的氧化劑存在下使式I(該式如權(quán)利要求5所 定義)的烯烴與式RS]VH2的伯胺反應(yīng)，其中反應(yīng)混合物中伯胺(RSNH2)的濃度小 于或等于I.IM)。
8. 根據(jù)三個(gè)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中反應(yīng)混合物中伯胺(R5NH2) 的濃度在開始反應(yīng)時(shí)大于0.5M(X).5M)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2、 4、 6或8的方法，其中將堿金屬碘化物、堿土金屬碘物。
10.().根據(jù)權(quán)利要求3、 4, 7或8的方法，其中將堿金屬溴化物、堿土金屬溴 化物、溴化銨和四烷基溴化銨或者這些溴化物(兩種或更多種)的混合物用作溴化物。
11. 根據(jù)權(quán)利要求2、 4、 6、 8或9的方法，其中以碘化物和碘的混合物使用碘化物。
12. 根據(jù)權(quán)利要求3、 4、 7、 8或1(1的方法，其中以溴化物和溴的混合物使用溴化物。
13. 根據(jù)權(quán)利要求2、 3、 4、 6-12中任一項(xiàng)的方法，其中將氧氣、過氧化氫、 氫過氧化枯烯、甲基苯基氫過氧化物、內(nèi)過氧化蒽醌、次氯酸、次氯酸叔丁酯、 次溴酸叔丁酯、次碘酸叔丁酯、 一氧化二氮、堿金屬次氯酸鹽或堿土金屬次氯酸鹽用作氧化劑。
14. 根據(jù)權(quán)利要求2、 3、 4、 6-12中任一項(xiàng)的方法，其中將陽極用作氧化劑 (電化學(xué)氧化)。
15. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中反應(yīng)在水存在下進(jìn)行。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1-14中任一項(xiàng)的方法，其中反應(yīng)在水和有機(jī)溶劑存在下進(jìn)行。
17. 根據(jù)前一權(quán)利要求的方法，其中將醚或脂族、環(huán)脂族或芳族烴用作有機(jī)溶劑。
18. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中氮丙啶合成在表面活性物質(zhì)存在下進(jìn)行。
19. 根據(jù)前一權(quán)利要求的方法，其中氮丙啶合成在非離子表面活性物質(zhì)存在下進(jìn)行。
20. 根據(jù)前一權(quán)利要求的方法，其中將聚亞烷基二醇烷基醚或乙氧基化脂肪 醇、乙氧基化烷基酚或乙氧基化脂肪胺用作非離子表面活性物質(zhì)。
21. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中氮丙啶合成在沸石存在下進(jìn)行。
22. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中烯烴(I)與氨與卣化物、卣素或 卣化物+卣素的摩爾比為1:1-l()O:().OOl-1.5,烯烴(1)與伯胺(1《51\^12)與卣化物、卣 素或卣化物+卣素的摩爾比為1:1-100:0.001-1.5。
23. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中氮丙啶的制備在0-30(TC的溫度下進(jìn)行。
24. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中氮丙啶的制備在1-300巴的絕 對(duì)壓力下進(jìn)4亍。
25. 根據(jù)權(quán)利要求l、 4、 5、 8、 15-24中任一項(xiàng)的方法，其中氮丙啶的制備 按兩個(gè)子步驟進(jìn)行，其中在第一子步驟中于碘或溴存在下使烯烴(I)與氨或伯胺 (R lh)進(jìn)行反應(yīng)，在第二子步驟中將在第一子步驟中形成的卣化物再氧化成相 應(yīng)的卣素并再循環(huán)到第 一子步驟中。
26. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的制備氮丙啶或N-曱基氮丙啶或N-乙基氮 丙啶的方法，其中使乙烯與氨或單甲胺或單乙胺反應(yīng)。
27. 根據(jù)權(quán)利要求1-25中任一項(xiàng)的制備2-曱基氮丙咬或1，2-二甲基氮丙啶 或l-乙基-2-曱基氮丙啶的方法，其中使丙烯與氨或單甲胺或單乙胺反應(yīng)。
28, 根據(jù)權(quán)利要求1-25中任一項(xiàng)的制備2，2-二曱基氮丙啶或1，2，2-三甲基氮 丙啶或l-乙基-2,2-二曱基氮丙啶的方法，其中使異丁烯與氨或單甲胺或單乙胺反應(yīng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及合成式(III)的N-未取代或N-取代氮丙啶的方法，其中在碘或溴存在下使式I的烯烴與氨或式R⁵NH₂的伯胺反應(yīng)，其中R¹-R⁵彼此獨(dú)立代表氫，具有1-16個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基，具有1-4個(gè)碳原子的羥基烷基，具有5-7個(gè)碳原子的環(huán)烷基，可在苯基的鄰位、間位或?qū)ξ槐患籽趸⒘u基、氯或具有1-4個(gè)碳原子的烷基取代的芐基和苯基，基團(tuán)R¹和R²與基團(tuán)R³和R⁴可為閉合的5-12元環(huán)。
文檔編號(hào)C07D203/08GK101679234SQ200880020995
公開日2010年3月24日 申請(qǐng)日期2008年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月20日
發(fā)明者B·塞爾斯, C·瓦斯則吉, D·德沃斯, E·施瓦布, J-P·梅爾德, M·恩斯特, T·格拉赫 申請(qǐng)人:巴斯夫歐洲公司