專利名稱：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 哌咬衍生物在保護無生命的有機材料以對抗光的影響中的用途。本發(fā)明的 其他實施方案可以在權(quán)利要求書、說明書和實施例中找到。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)通過使4-氨基派咬衍生物與甲酸或曱酸酯反應而生產(chǎn)。EP 0 316 582 Al尤其7>開了 曱酸甲酯或曱酸乙酯的使用。對應于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公開了氨基酸的N-甲酰化。該甲酰化通過在50-100°C 的溫度下加熱M羧酸在曱酰胺中的懸浮液而進行。該N-曱?；椒ㄔ诩?酰胺高度過量下在惰性氣氛中以80-100%的轉(zhuǎn)化率進行。
此外，DD 230527 A公開了在甲酸或甲酸鹽存在下通過甲酰胺來甲酰 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^使該胺與甲酰胺反應而進行。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?；a(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生產(chǎn)方法，其允許簡單的反應 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)一種反應控制簡單且轉(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)最可能純的反應產(chǎn)物的方法。
由本發(fā)明的公開內(nèi)容可見，這些和其他目的由下面描述的本發(fā)明方法的各種實施方案實現(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
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
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n=2時-
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<formula>formula see original document page 7</formula>
其中
R7、 RS相互獨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)的化學化合物
或取代基。碳原子數(shù)可以選自a-b的整個范圍，包括a和b， a至少為l且b總是大于a?；瘜W化合物或取代基的其他說明通過Ca-Cb-V形式的表述進行。V在這里是化學化合物類別或取代基類別，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。
具體而言，對各種取代基所給的集合性術語具有下列含義Ca-Cb烷基具有a-b個碳原子的直鏈或支化烴基。d-Ci烷基具有至多4個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或兩個苯基取代的d-Cw烷基或總共具有7-22個碳原子的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或兩個苯基環(huán)上被取代。
d-C22鏈烷?；哂?-22個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鏈烷酰基，優(yōu)選d-Cn
鏈烷?；?，如d-Cs鏈烷酰基，如乙?；；虍惐；?，正丁酰
基、異丁?；?、仲丁?；蚴宥□；?，正戊?；?、異戊酰基、仲戊?；?br> T^又戊?；?，或C9-Cu鏈烷?；?，如正-或異壬?；蛘轷；?。
C2-C3氰基烷基:具有總共2-3個碳原子且被CN基團取代的CrC2烷基。例如2-氛基乙基。
d-C22羥基烷基具有1-22個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個碳原子的直鏈或支化烴基。
CVC22亞烷基具有2-22個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個碳原子的直鏈或支化烴基，包括具有3-12個碳環(huán)成員，優(yōu)選5-8個碳環(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或更多個環(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而進行。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行。術語式(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)物對于n=2基本僅為少量單次反應 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，則甲酰化通過本發(fā)
明方法基本僅在4-tJ^底咬化合物的4-M位置進行。p底咬環(huán)中的N-H基 團基本保持不變。
若n=l時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 生物通過本領域熟練技術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行，無需稀釋 劑或借助溶劑。類似地，許多式(II)的4-氨基哌咬衍生物可以由對應的胺與 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)方法對本領域 熟練技術人員而言由現(xiàn)有技術廣泛已知。
對本發(fā)明方法而言，式(II)的4-氨基哌咬衍生物的反應可以在溶劑存在 下或"無稀釋劑，，下進行。無稀釋劑的反應是指在本發(fā)明方法中基本不存 在溶劑。對本發(fā)明而言，術語"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。術語溶劑還包括溶劑混合物。 溶劑在本發(fā)明方法的反應條件下為液體。術語溶劑不包括式(III)化合物。
當式(II)的4-氨基哌咬衍生物在本發(fā)明方法的反應條件下在式(III)化 合物中可溶、可懸浮、可介軟或可乳化時優(yōu)選可以進行無稀釋劑的反應。
根據(jù)本發(fā)明，若式(n)的4-氨基哌咬衍生物在本發(fā)明方法的反應條件下為液 體，則也可以在無稀釋劑下進行該反應。
可以在無稀釋劑的反應中使用的式(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?；谑?n)的4-氨基哌咬衍生物以等摩爾至十五倍摩爾過量使
用。優(yōu)選在本發(fā)明方法中使用等摩爾至5倍摩爾量。無稀釋劑的反應優(yōu)選 在80-180°C的溫度下進行。該反應特別優(yōu)選在100-160°C的范圍內(nèi)進行。 該反應可以在低于一大氣壓、大氣壓力或超級大氣壓下進行。優(yōu)選該反應 在大氣壓力或輕孩吏超級大氣壓下進行。
在本發(fā)明方法的一個實施方案中，使用溶劑，尤其是惰性溶劑。惰性 溶劑在本發(fā)明方法的反應條件下穩(wěn)定。這意味著惰性溶劑不分解，不與本 身反應或不與原料或轉(zhuǎn)化產(chǎn)物反 應。具體而言，惰性溶劑對式(III)化合物、 胺或氨穩(wěn)定。作為溶劑，優(yōu)選使用芳族有機烴類，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料物質(zhì)的溶解度且可以在寬
范圍內(nèi)變化。適當選擇本發(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。
反應溫度的選擇取決于本發(fā)明方法是否無稀釋劑或使用溶劑進行。在 一個實施方案中，反應溫度取決于溶劑的沸點或溶劑混合物的沸程。在本 發(fā)明方法中，通常選擇沸點低于式(I)的4-甲酰^J^底咬衍生物的沸點的溶 劑。使用溶劑的反應通常在100-180°C的溫度下進行。優(yōu)選該反應在120-160。C的范圍內(nèi)進行。該反應可以在低于一大氣壓、大氣壓力或輕孩史 超級大氣壓下進行。
本發(fā)明方法直到轉(zhuǎn)化基本完全的持續(xù)時間取決于特定的進料物質(zhì)和反 應條件可以在寬范圍內(nèi)變化。本發(fā)明方法的持續(xù)時間例如為1-48小時。優(yōu) 選本發(fā)明方法的持續(xù)時間小于24小時。
在本發(fā)明方法的一個實施方案中，反應在至少一種質(zhì)子酸或至少一種 路易斯酸存在下進行。當然，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?？梢詫⑷魏嗡栀|(zhì)子酸或路易斯酸用于本發(fā)明方法中。所用質(zhì)子 酸是有機羧酸，如乙酸或丙酸，或無機酸，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)明方法的一個優(yōu)選實施方案中，該反應在至少一種質(zhì)子酸或路 易斯酸存在下在上述濃度范圍內(nèi)進行。
在本發(fā)明方法的另一優(yōu)選實施方案中，該反應在至少一種質(zhì)子酸和至 少一種路易斯酸存在下在上述濃度范圍內(nèi)進行。
在優(yōu)選實施方案中，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)和硼酸存在下進行。
在一個實施方案中，在本發(fā)明方法中的反應在水含量基于式(II)的4-氛基哌吱衍生物小于1重量％下進行。優(yōu)選水含量小于0.5重量％。非常 優(yōu)選操作為基本無水。在本發(fā)明方法的一個實施方案中，將進料物質(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％。例如還應考 慮式(III)化合物通常是吸濕的。若水含量超過所要求的限制值，則在使用前提純式(III)化合物。提純通常通過本領域熟練技術人員已知的方法進行， 例如通過蒸餾進行。此外，溶劑的水含量應在使用前確定且若水含量過量， 則合適的話象在式(III)化合物的情況下一樣處理。類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 并同時具有高轉(zhuǎn)化率。
在一個實施方案中，在本發(fā)明方法中的反應基本在排除氧氣下進行。 氧氣的排除通過本領域熟練技術人員通常已知的方法實現(xiàn)。例如在反應開 始之前將進行本發(fā)明方法的設備用惰性氣體如氮氣吹掃，以置換氧氣。該
反應優(yōu)選在輕微氮氣超級大氣壓下進行。例如，氮氣超級大氣壓為5-50亳 巴，優(yōu)選10-40毫巴。
在另一實施方案中，本發(fā)明生產(chǎn)式(i)的4-甲酰氛基哌噴:衍生物的方法 通常由一個或多個工藝步驟組成，它們可以依次進行或甚至同時進行。例
如，本發(fā)明方法包括下列工藝步驟通過使式(II)的4-氛基哌咬衍生物在式 (III)化合物存在下反應而合成式(I)的4-甲酰氨基哌咬衍生物，任選除去過 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行合成、任選除去、任選分離、 任選離析和任選后處理。
在反應完全之后，即在本發(fā)明方法中的合成基本完全之后，合適的話 可以除去過量的式(III)化合物。
在本發(fā)明方法的優(yōu)選實施方案中，鈍化過量的式(III)化合物(若存在)。 任選的鈍化通常通過水解進行。水解例如可以借助水和/或堿性水溶液或含 水酸進行。水解優(yōu)選使用堿金屬或堿土金屬氫氧化物水溶液進行。水解非 常特別優(yōu)選在氫氧化鈉水溶液存在下進行。
在本發(fā)明方法的另 一優(yōu)選實施方案中，過量的式(III)化合物(若存在的 話)通過蒸餾除去。
然而，過量的式(III)化合物的除去(例如通過鈍化或蒸餾)可以作為 一個 工藝步驟完全省去。
在本發(fā)明方法的一個實施方案中，在任選鈍化過量的式(III)化合物之后，分離溶劑(若存在)。溶劑通常以本領域熟練技術人員眾所周知的方式 分離。優(yōu)選通過蒸餾進行分離。溶劑非常優(yōu)選通過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。
在一個實施方案中，在完全反應和水解過量的式(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再利用。殘留水 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混合物中離析式(i)的4-甲酰^J^哌淀衍生物。術語反 應混合物包括在本發(fā)明方法的各工藝步驟過程中出現(xiàn)的物質(zhì)混合物。例如， 反應混合物指原料、產(chǎn)物、溶劑和催化劑的混合物。具體而言，術語反應
劑中的化合物。
在本發(fā)明方法的優(yōu)選實施方案中，在離析過程中通過蒸餾從反應混合
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4亍本發(fā)明方法的同時和任選還在通過共沸蒸汽蒸餾分離溶劑的 同時形成。然而，7JC相還可以以其他方式生產(chǎn)，例如通過將水或基本含水 的溶液加入反應混合物中。由水相離析式(I)的4-曱?；咭а苌飪?yōu)選通 過結(jié)晶進行。水相此時稱為母液。
在本發(fā)明方法的多個實施方案中，離析，例如結(jié)晶，可以通過在反應 之后但在鈍化(例如通過水解)開始之前在水解中使用增加量的水或通過加 入溶劑如二甲苯加速或改進。
式(I)的4-曱?；咭?肝生物的任選進一步后處理通常在本發(fā)明方法中 按照本領域熟練技術人員眾所周知的技術進行。作為舉例，在這里可以描
述連續(xù)的過濾、洗滌和干燥步驟。作為選擇，例如可以進行連續(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本領域熟 練技術人員眾所周知的常規(guī)蒸餾步驟進行。
在本發(fā)明方法的一個實施方案中，在反應之后過濾反應混合物。過濾可以由 一個或多個過濾步驟組成且式(I)的4-曱酰氨基哌咬衍生物殘留在固體過濾殘渣中。為了通過本發(fā)明方法確保式(I)的4-甲?；咭а苌锏母呒兌?，在過濾步驟之后通常進行一個或多個洗滌步驟。過濾殘余物優(yōu)選用水洗滌。然而，在本發(fā)明方法中，式(I)的4-甲酰基哌咬衍生物的離析和后處理還可以通過其他技術進行。
在本發(fā)明方法的另 一實施方案中，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混合物中。
原則上可以在任何所需時間，例如在式(II)的4-氨基哌淀衍生物根據(jù)本發(fā)明的反應之前、之中和/或之后將添加劑加入反應混合物中。優(yōu)選該加料在反應之中和/或之后進行。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之后進行。
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行(任選的)工藝步驟的所需設備中進行。用于進行例如如下步驟的設備通常為本領域熟練技術人員眾所周知通過使式(II)的4-氨基哌咬衍生物在式(III)化合物存在下反應而合成式(I)的4-甲酰氨基哌咬衍生物，任選鈍化過量的式(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無生命的有機材料以對抗光的影響，尤其作為對抗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控制簡單，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)明方法的上述實施方案和下列實施例舉例^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利權(quán)利要求的范 圍下可以由本領域熟練技術人員想到。 實施例
產(chǎn)物的純度使用氣相色i普法測定。 實施例1:使用溶劑二曱苯制備N,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。在反應約10小時之后，將反應混合物冷卻至約 90-95°C，并在攪拌下加入40ml水。然后在進一步攪拌下加入足以鈍化過 量的甲酰胺的氫氧化鈉水溶液。再次使反應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)物熔點為157-158°C。
實施例2:無溶劑制備N，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4畫旅^!^i0畫l，6-己二胺加入72g甲酰胺中并在約160°C下攪拌約6小時。在回流和蒸發(fā)冷 卻下，加入150ml水和足以鈍化過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，在此期間產(chǎn)物精細結(jié)晶出來。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。
實施例3:制備N-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。然后在約 100。C下加入50ml水并在1小時內(nèi)加入足以鈍化過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。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%的無色產(chǎn)物。 實施例4:制備N-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。冷卻到室溫 之后，得到兩相，將它們在真空中蒸餾。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。 實施例5:
將25g乙酸、0.5g硼酸、157g 1\，1^'-二(2，2,6,6-四曱基-4-哌^^)-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。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，在此期間產(chǎn)物精細結(jié)晶出來。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。 實施例6:
將40ml甲酰胺和170g N,N'-二(2,2，6,6-四甲基-4-哌^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。在反應約10小時后，將反應混合物冷卻至約90-95。C,并在攪 拌下加入40ml水。然后在進一步攪拌下加入足以鈍化過量的曱酰胺的氫 氧化鈉水溶液。再次橫反應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?；2-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，下式的基團或包含雜環(huán)基的C1-C22烷基，或-當n＝2時-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)化合物存在下反應其中R7、R8相互獨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，其中所述反應在對式(III)化合物、胺或氨呈惰性的溶劑存在下進行。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中所述反應在沒有溶劑存在下進行。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l-3中任一項的方法，其中所述反應在至少一種質(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烴。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l-5中任一項的方法，其中在所述反應過程中基本排 除氧氣。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l-6中任一項的方法，其中在所述反應過程中的操作 基本為無水。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項的方法，其中在式(II)的4-M哌咬衍 生物根據(jù)權(quán)利要求1的反應完成之后鈍化過量的式(III)化合物。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項的方法，其中在式(II)的4-M旅咬衍 生物根據(jù)權(quán)利要求1的反應完成之后通過蒸餾除去過量的式(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、光保護劑、增塑劑、潤滑劑、阻燃劑、抗靜電劑、熒光增白 劑或著色劑的化合物。
14. 通過根據(jù)權(quán)利要求1-13中任一項的方法生產(chǎn)的式(I)的4-曱酰JL^ 哌咬衍生物，純度大于98.5%。
15. 通過根據(jù)權(quán)利要求10-14中任一項的方法生產(chǎn)的式(I)的4-甲酖氨 基哌咬衍生物在保護無生命的有機材料以對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，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無生命的有機材料以對抗光的影響中的用途。
文檔編號C07D211/58GK101679259SQ200880018067
公開日2010年3月24日 申請日期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 申請人:巴斯夫歐洲公司