[发明专利]一种4-烃基仲胺基-2-丁醇类化合物的合成路线

说明书

本发明为以4‑羟基‑2‑丁酮为起始原料，经磺酰氯试剂取代反应、还原反应以及有机胺的氨解反应后，制得4‑烃基仲胺基‑2‑丁醇类化合物，该新型合成路线解决了现有技术副产物多、产率低、原料贵、有毒有害等问题。相对现有技术，本发明所用原料成本低，且反应稳定温和，反应副产物少，产率高，绿色环保，且适用系列有机物的合成。同时通过本发明技术通过了放大测试，具有良好的应用前景。

【技术领域】

本发明属于有机合成领域，具体涉及一种以羟基酮作为底物合成4-烃基仲胺基-2- 丁醇类化合物的合成方法。

【背景技术】

氨基醇(Amino alcohol)又称作羟基烷丛胺，这类分子同时具有羟基和氨基，是一类重要的有机化合物。自1983年以来，氨基醇溶液被广泛应用于吸附工业生产中产生的CO₂。对于氨基醇类CO₂吸收剂而言，改变氨基醇的结构可以大幅改变其性质：氨基醇中的羟基与氨基醇在水相中的易溶性相关，并可以扩大对CO₂的吸收量；氨基则为溶液提供碱性并参与 CO₂的吸收。图1所示的是美国专利US 2008/0050296A1中对乙醇胺(MEA，目前最普遍的氨基醇类CO₂吸收剂)与四种4-烃基胺基-2-丁醇对CO₂的吸收量的对比。如图2所示，4-异丙胺基-2-丁醇(图1中1)的CO₂负载当量在不同温度及压强下较MEA均有较大的提升。且相关研究指出，该类改性氨基醇较之于MEA等常用氨基醇有着更小的吸收热，这有利于该类CO₂吸收剂的重复利用并减少了器件损耗(Energy Procedia,2011,4,201-208)。研究该类醇胺的合成路线对于控制我国的碳排放，改进我国火力发电设施，保护环境上有着重要的意义。

在合成4-烃基仲胺基-2-丁醇类化合物的合成方面。美国专利US 2008/0050296A1中报道了丁烯酮与异丙胺、正丙胺等有机胺进行Michael加成后再还原羰基为羟基进而合成 4-烃基仲胺基-2-丁醇的反应(如图2所示)。然而该方法并不能以高产率制备4-烃基仲胺基-2- 丁醇：该文献中报道4-正丙胺基-2-丁醇产率仅为27％，4-异丙胺基-2-丁醇的产率经作者实验测得仅为16％。本课题组通过实验证明，这主要是因为伯胺与丁烯酮反应所生成的4-仲胺基 -2-丁酮具有更高的亲核性，会继续与丁烯酮发生反应(如图2)，其次，4-仲胺基-2-丁酮也会发生自聚使得该反应的产物组成更加复杂(如图2)。Pihlaja等人使用β-氯代丁酮以及4-氯代 -2-丁醇与丙胺发生Hoffman烷基化制备4-异丙胺基-2-丁醇(图3)，成功制备了4-异丙胺基-2- 丁醇。但常用于仲胺合成的Hoffman烷基化反应同样也会造成副产物过多的问题。这同样是因为在Hoffman烷基化所生成的仲胺是更强的亲核试剂，会继续与卤代烃发生烷基化反应。该反应需要用到昂贵的卤代烃，对于需规模化制备的CO₂吸收剂而言并不经济(ARKIVOC, 2011,5,188-199)。可见，上述方法大都存在着合成产率低，副反应多，所用试剂昂贵且非环境友好等问题。本发明针对上述文献中所存在的问题，开发出一条新的合成路线，以廉价的 4-羟基-2-丁酮为原料，通过对羟基进行磺酸酯化，使得终产物4-烃基仲胺基-2-丁醇因为位阻效应难以与4-对甲苯磺酰氧基-2-丁醇反应，避免了副反应的发生。该方法能够高效合成4- 异丙胺基-2-丁醇，4-正丙胺基-2-丁醇等一系列4-烃基仲胺基-2-丁醇、反应产率稳定、条件温和并通过了百克级试验，有良好的应用前景。

【附图说明】

图1所示的是背景技术中美国专利US 2008/0050296A1中改性氨基醇吸附能力与常用6氨基醇吸附能力数据对比。

图2所示的是背景技术中美国专利US 2008/0050296A1部分化合物合成路线以及其副产物。

图3所示的是背景技术中Pihlaja等人的研究成果之一。

图4所示是使用羟基酮制备4-烃基仲胺基-2-丁醇的实验流程图。

【发明内容】