[发明专利]用于制备酰胺化合物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过肟化合物的贝克曼(Beckmann)重排制备酰胺化合物的方法。

背景技术

常见的用于制备酰胺化合物的工业方法包括相关肟化合物的贝克曼重排，使用工业计量的浓硫酸和发烟硫酸。然而，需要使用化学计量的或更高量的这种强酸，这会在中和过程引起大量作为副产物的硫酸铵的形成。所述方法因此需要制备浓硫酸和发烟硫酸的设备以及用于处理硫酸铵的设备，是一种具有大的环境负担以及高的设备成本的方法(专利文件No.1，专利文件No.2)。

最近，不需要大量的浓硫酸或发烟硫酸的贝克曼重排被大量的研究。已经描述了利用诸如过氧化铼的铵盐和三氟甲磺酸的混合物(非专利文件No.1)，三氟甲磺酸铟(非专利文件No.2)，或三氟甲磺酸镱(非专利文件No.3)的强酸作为催化剂的多种方法。还描述了使用酸和脱水剂的组合的多种方法，包括使用N，N-二取代酰胺化合物作为溶剂、五氧化二磷或浓磷化合物与不含氟的磺酸酐或磺酸基羧基酸酐(sulfocarboxylic anhydride)进行重排反应的方法(专利文件No.3和4)，以及使用经含酸水溶液预处理的沸石催化剂的方法(专利文件No.5)。作为没有酸的方法，已经描述了在铼化合物和含氮杂环化合物的组合存在时进行重排反应的方法(专利文件No.6和7)以及包括使用氧化锌的方法(专利文件No.8)。专利文件No.9描述了在羧酸溶剂中使用氰尿酰氯(又称作为三氯三嗪)作为脱水剂的方法，肟和羧酸反应生成酯，然后所述酯进行重排。专利文件No.10描述了使用例如，氰尿酰氯(又称作为三氯三嗪(trichlorotriazine))作为引发剂使肟的盐酸盐重排的方法。尽管使用诸如上述的催化剂的一些方法能获得高的重排量，但是这些方法使用特殊的催化剂或溶剂，所述催化剂或溶剂回收或再生的方法还没有明确地记载，因此所述方法作为工业过程不完善。

专利文件11描述了肟化合物在极性溶剂中进行贝克曼重排反应的方法，使用含芳香环的化合物作为重排反应催化剂，其包括(1)至少一个含有离去基的碳原子作为芳香环成分以及(2)至少三个具有吸电子基的杂环原子和/或碳原子作为芳香环成分，其中(3)具有吸电子基的其中两个杂环原子和/或碳原子在含有离去基的碳原子临位或对位的位置。非专利文件No.4中也描述相似的方法。

此外，非专利文件No.5描述了具有杂环结构的磷酸盐作为贝克曼重排反应的催化剂，该杂环结构类似于专利文件No.11中所述催化剂的结构。专利文件No.12描述了贝克曼重排反应可使用专利文件No.11和非专利文件No.4中公开的催化剂在非极性溶剂中进行。专利文件No.13和No.14描述了使用专利文件No.11中公开的催化剂的类似化合物进行肟化合物的贝克曼重排反应的方法。

专利文件No.15和No.16描述了使用亚硫酰氯作为催化剂的肟化合物的贝克曼重排反应。

在以上现有技术文件中所描述的用于贝克曼重排反应的催化剂中，相对便宜且适于作为工业化学品的催化剂包括氰尿酰氯，三氯化磷，五氯化磷，亚硫酰氯和硫酰氯。在这些催化剂中，当失活时，氰尿酰氯，三氯化磷，五氯化磷可转变为能不溶于诸如三聚氰酸和磷酸有机溶剂的化合物，因此当在工业过程中大量使用这些催化剂时，它们会导致管路阻塞或差的热转移，因此它们是不理想的。进一步的，由于三氯化磷，五氯化磷的剧毒性对环境不好。

相反的，由于亚硫酰氯分解产生氯化氢和二氧化硫而没有固体沉淀，因此其是适于工业应用的催化剂。专利文件No.15和No.16公开了一种方法，其中将亚硫酰氯和肟化合物混合并加热，在该方法中发现，产量会随诸如温度升高速率的多个因素而变化，并且产量低。进一步的，贝克曼重排反应产生非常多的热量以至于通过专利文件No.15和No.16所述的方法难以控制，因此，其不适于大规模生产。同时还发现一个问题通过将亚硫酰氯加入到加热至预定温度的肟化合物溶液中的方法不能制备出高产量的期望的酰胺化合物。

现有技术文件

专利文件

专利文件No.1：日本审查专利公开号No.1977-033118。

专利文件No.2：日本特开专利公开号No.1993-4964。

专利文件No.3：日本特开专利公开号No.2001-302602。

专利文件No.4：日本特开专利公开号No.2001-302603。

专利文件No.5：日本特开专利公开号No.2001-072658。

专利文件No.6：日本特开专利公开号No.1997-301951。