[发明专利]制备拌棉醇的方法

说明书

本申请是国际申请日为2009年2月26日、申请号为200980106944.4、发明名称为“制备拌棉醇的方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

2-溴-2-硝基-1,3-丙二醇，又称为拌棉醇，其具有下式：

拌棉醇是抗微生物剂，尤其是用于化妆品工业和工业废水处理的抗微生物剂。

在它们最通常的形式中，从硝基甲烷(CH₃NO₂)开始制备拌棉醇的常规合成途径可通过如下方案表示：

第一途径包括硝基甲烷的羟基甲基化以产生2-硝基-1,3-丙二醇，随后通过所述中间产物的溴化以产生拌棉醇。根据第二途径，以相反的顺序进行上述反应顺序，使得硝基甲烷首先溴化并且使所得中间产物随后经历羟基甲基化。

本发明涉及使用三溴硝基甲烷(CBr₃NO₂，也称作溴化苦，缩写BP)制备拌棉醇。更具体地说，本发明涉及三溴硝基甲烷、硝基甲烷和甲醛的碱催化反应以产生拌棉醇，如以下反应方案所示(其中氢氧化钠作为可能的碱示出)：

背景技术

在JP06-293710和CN1903830中描述了根据如上所述反应方案使用三溴硝基甲烷制备拌棉醇。然而，已经发现上述反应是大量放热的并且不能容易地以可控的方式进行。本发明提供的方法的目的特别在于解决与所述碱催化反应释放的强热相关的某些问题。

发明内容

本发明人已经发现反应速率和反应的放热速率可有利地通过调节如下因素中的一个或多个来改进：

(i)反应期间消耗的甲醛试剂；或

(ii)用于催化反应的碱的总量和浓度；或

(iii)将碱进料到反应混合物中的方案，特别是进料期间的添加速率、反应混合物的温度和pH。

根据一个方面，本发明提供的用于制备拌棉醇的方法包括将水、三溴硝基甲烷、硝基甲烷和低聚甲醛装料到反应器；在搅拌下逐渐将碱进料到所述反应器中；使反应完成并且将拌棉醇与水性反应混合物分离。

更具体地说，三溴硝基甲烷、硝基甲烷和低聚甲醛在水性介质中在催化量的碱的存在下反应，其中所述碱优选选自碱性氢氧化物和碱性碳酸盐，特别优选氢氧化钠和碳酸钠。将水和上述反应物(约化学计量的量)引入到反应器中，加热反应混合物并且向其中逐渐添加碱的水溶液(优选相对稀的溶液)，从而有效地控制反应。

本发明如下所示：

<1>制备拌棉醇的方法，所述方法包括将水、三溴硝基甲烷、硝基甲烷和低聚甲醛装料到反应器；在搅拌下逐渐将碱进料到所述反应器中；使反应完成并且将拌棉醇与水性反应混合物分离。

<2>根据<1>的方法，其中进料到所述反应器的所述碱的总量与所述三溴硝基甲烷的摩尔比为1:100～10:100。

<3>根据<2>的方法，其中所述碱与三溴硝基甲烷之比为3:100～7:100。

<4>根据前述各项中任一项的方法，其中所述碱以水溶液的形式进料到所述反应器中，在所述水溶液中碱的浓度为0.1～1.25N。

<5>根据<4>的方法，其中所述碱作为浓度0.2～0.5N的水溶液提供。

<6>根据<5>的方法，其中使用重量浓度为0.8～2%的氢氧化钠水溶液。

<7>根据前述各项中任一项的方法，其中当反应混合物中的温度高于41℃时进料至少部分的碱。

<8>根据<7>的方法，其中在45～60℃的温度将所述碱的总量的至少30%进料到所述反应混合物中。

<9>制备拌棉醇的方法，所述方法包括将水、三溴硝基甲烷、硝基甲烷和甲醛源装料到反应器；在搅拌下逐渐将碱进料到所述反应器中；在所述进料期间维持时间-温度-pH分布从而使反应对拌棉醇的选择性最大化同时使所用碱的量最小化；以及将拌棉醇与水性反应混合物分离。

<10>根据<9>的方法，其中所述反应对拌棉醇的选择性不低于90%(HPLC，面积%)并且进料到所述反应混合物中的所述碱的总量相对于三溴硝基甲烷原材料为3～7摩尔%。

<11>根据<9>或<10>的方法，其中在至少部分的碱进料期间，所述反应混合物中的温度为41℃～60℃。