[发明专利]N-烷基(甲基)丙烯酰胺的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及通过使(甲基)丙烯酸酐与相应的烷基胺反应制备N-烷基(甲基)丙烯酰胺的方法。

背景技术

N-烷基(甲基)丙烯酰胺的制备是已知的。里特(Ritter)反应早已用于由腈和可以在强无机酸存在下形成碳正离子的底物例如叔或仲醇制备酰胺。DE 3131096使用这种方法。缺点是必须将酸(其还充当溶剂)中和并因此产生大量的盐。另外，产物含有干扰性杂质例如甲基丙烯酰胺。

DE 4027843描述了通过(甲基)丙烯酸的烷基酯与脂族和芳族胺的酯交换制备N-取代的(甲基)丙烯酰胺的连续方法。虽然该反应在没有催化剂的情况下进行，但是它在> 150°和大约160巴的压力的苛刻条件下进行。

EP 2358664中要求保护的通过使甲基丙烯酸酐与异丙胺反应制备N-异丙基甲基丙烯酰胺的方法要求在优选的变型中存在惰性有机溶剂，这与用于再循环的纯化要求相关联。在无溶剂的变型中，发生强烈的热效应，其可能导致产物的变色。

WO 2010/021956公开了同样由相应的酸酐和烷基胺制备N-烷基(烷基)丙烯酰胺。这里要求向初始进料的胺中的添加酸酐。这种方法变型同样与强的热效应相关联，这可能引起上面已经提到的变色。另外，仅存在窄的其中不发生严重干扰性的结块的工艺范围。

发明内容

本发明的目的因此是提供制备N-烷基(甲基)丙烯酰胺的另选方法，该方法没有上述缺点并且尤其以高收率和纯度产生产物，其中这些产物在温和的反应条件下，优选1-10巴和20-100℃下，并以无问题地进行的方式获得。

这些目的和具体地没有进一步阐述但是可以从现有技术的介绍性讨论容易地推论或导出的其它目的通过具有权利要求1的特征的方法达到。本发明方法的有利的改进型在引用权利要求1的权利要求中进行保护。

本发明提供制备通式(1)的N-烷基(甲基)丙烯酰胺的方法，

其中R₁是H或CH₃基，R₂和R₃是氢或含1-12个碳原子的线性、支化或环状的烷基或芳基。该反应如下进行：使初始进料的(甲基)丙烯酸酐与式(2)的烷基胺的水溶液反应，

R₂R₃NH (2)

其中R₂和R₃如上面所限定，并将所形成的酰胺分离出来。表述“(甲基)丙烯酸酐”是指甲基丙烯酸酐和丙烯酸酐两者。令人惊奇地发现，与WO 2010/021956形成对照，这种实施方式在任何时间点都不导致在反应器壁上的呈结块或沉积物形式的不受控制的沉淀物。

可考虑的伯胺是任选取代的脂族伯胺，例如甲胺、乙胺、丙胺、丁胺、戊胺、己胺、庚胺、辛胺、十二烷基胺、异丙胺、异丁胺和苄胺，以及烯丙胺和氨。另外，可以使用脂环族伯胺，例如环丙胺、环丁胺、环戊胺和环己胺。作为芳族伯胺，可以使用苯胺、氨基甲苯异构体(单独地或以混合物形式)和二甲基苯胺异构体(单独地或以混合物形式)。这些化合物可以任选地被一个或多个卤素取代。

作为仲胺，同样可以使用脂族、脂环族或芳族的胺，其可以任选地被一个或多个卤素取代。尤其优选二甲胺、二乙胺、甲基乙胺、二丁胺、二苄胺、吗啉和任选取代的哌啶。

因为这里涉及可聚合化合物的制备，所以反应必须在阻聚剂存在下进行。反应可以在空气氧或保护气体下进行。在第一种情况下，必须遵守相应的防爆极限并且必须使用在空气氧下作用的阻聚剂。因为本发明的方法优选在保护气体，尤其优选在氮气下进行，所以在这种情况下仅可以使用在排除氧的情况下也起作用的阻聚剂。作为此类阻聚剂，本领域中公知的是例如，4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基、N,N’-二苯基对苯二胺、三嗪、吩嗪、吩噻嗪、亚甲基蓝或空间位阻酚。这些化合物可以单独地使用或以混合物的形式使用并且一般是可商购的。对于更多细节，可以参考常用专业文献，尤其是 Chemie；编者：J. Falbe，M.Regitz；Stuttgart，New York；第10版(1996)；关键词 Antioxidantien[抗氧化剂]和在那里引用的参考文献。尤其优选4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基或4-甲基-2,6-二-叔丁基苯酚，单独地或以混合物形式。这里使用的常用浓度在1-2000 ppm，优选20-200 ppm，尤其优选40-80 ppm的范围内，基于总反应混合物。