[发明专利]制备脂肪酸烷醇酰胺的连续方法

说明书

带有具有亲水特性的官能团的脂肪酸衍生物广泛用作表面活性物质。一系列重要的这类表面活性物质是非离子型两亲分子，其在很大程度上例如用作金属加工中的乳化剂、腐蚀防护剂、冷却润滑剂，用作矿物油工业中的润滑添加剂，用作聚烯烃的抗静电剂以及用作生产洗涤剂、清洗浓缩物、清洁剂、化妆品和药物的原料。

在这方面具有特殊意义的是尤其带有至少一个烷基的脂肪酸烷醇酰胺，所述烷基经由酰胺基键合且本身被至少一个赋予亲水特性的羟基取代。该羟基还可以在实际使用之前进一步衍生化，例如通过与氧化烯如环氧乙烷、环氧丙烷或环氧丁烷反应，或通过用适合的氧化剂氧化。与相应的酯相比，这种酰胺具有大大提高的水解稳定性。

脂肪酸烷醇酰胺的工业制备迄今为止依靠高成本和/或费时的制备方法，以实现商业上有利的产率。常规的制备方法需要与带有羟基的胺(下文称为烷醇胺)反应的活性羧酸衍生物，例如酸酐、酰基卤如酰氯、或酯，或者需要通过使用偶联剂例如N，N′-二环己基碳二亚胺进行反应物的原位活化。这些制备方法部分情况下产生大量不期望的副产物如醇、酸和盐，这些副产物必须从产物中分离出来并清除掉。然而，残留在产物中的这些次要产物和副产物的残留物在部分情况下可能引起非常不期望的效果。例如，卤素离子以及酸导致腐蚀；一些偶联剂以及由他们形成的副产物部分是毒性的、致敏的或甚至致癌的。

值得追求的羧酸与胺的直接热缩合没有带来令人满意的结果，因为不同的副反应降低了产率且在某些情况下还损害产品性能。在此，成问题的是烷醇胺的双官能度，其除了酰胺的形成外还很大程度上引起酯的形成。因为烷醇胺酯具有不同的性质，例如显著更低的水解稳定性和更低的水溶性，它们作为副产物在大多数应用中是不期望的。此外，酯酰胺(其中氨基和羟基被酰化)在表面活性剂溶液中导致不期望的混浊。虽然酯含量可以通过热处理被至少部分转化为酰胺，然而在该过程中如此制备的烷醇酰胺的颜色和气味由于为此所需的长反应时间而经常受损。然而，由于通常物理特性非常相似，酯部分以及酯酰胺部分的分离是非常困难的或根本不可能的。作为其他不期望的副反应，观察到在为了实现高转化率所需的长期加热的过程中例如羧酸的脱羧以及氨基的氧化和消除反应。通常，这些副反应(例如通过胺的氧化)导致了着色的副产物，并且不可能制备黑曾色值(根据DIN/ISO 6271)例如低于250的、尤其是对于化妆品应用所期望的无色产物。后者需要附加工艺步骤，例如漂白，然而漂泊本身需要添加其他助剂，且常常导致同样不期望的对酰胺气味的损害，或者导致不期望的副产物如过氧化物及其降解产物。

更近的合成酰胺的方法是羧酸和胺转化为酰胺的微波辅助转化法。

例如，Gelens等，Tetrahedron Letters 2005，46(21)，3751-3754公开了借助微波辐射来合成的多种酰胺。这其中也包括苯甲酸单乙醇酰胺，其以66％的产率获得。该合成在10ml容器内进行。

Massicot等，Synthesis 2001(16)，2441-2444描述了以mmol规模合成酒石酸的二酰胺。在采用乙醇胺的酰胺化中，二酰胺的产率达到了68％。

EP-A-0 884 305公开了在微波辐射下以mmol规模用2-羟基硬脂酸对2-氨基-1，3-十八烷二醇进行酰胺化，在该过程中以约70％的产率产生神经酰胺。

但是，迄今为止，仍没有实现将这种微波辅助反应的规模从实验室按比例放大至工业规模，因此，仍然没有开发出适于以对于工业规模应用有价值的时空产率每年生产数吨、例如数十吨、数百吨或者数千吨的设备。对此的原因一方面在于通常限于几毫米至少数几厘米的微波穿透到反应物料中的深度，这尤其使得以间歇法进行的反应只能局限于小容器；或者在搅拌的反应器中造成非常长的反应时间。由于随后出现的放电过程和等离子体的形成，使场强度的提高受到严格的限制，而这种提高对用微波辐射大量物质而言是值得期望的，特别是在迄今为止优选用于将化学反应按比例放大的多模设备中。此外，微波场的非均匀性在按比例放大时，在通常所使用的多模微波设备中带来问题，所述非均匀性会导致反应物料局部过热，是由或多或少辐射入微波炉中的微波在微波炉的壁上和反应物料上不受控制的反射造成的。此外，在反应过程中经常改变的反应混合物的微波吸收系数，会在可靠且可重现的反应进程方面带来困难。