制备烯胺的方法

摘要

在以下文件中公开的本发明涉及制备烯胺的方法的领域，方案1，其中R1、R2、R3、R4、R5、和进一步的信息在本申请公开。

权利要求

1.一种方法，包括：

(A)使第一混合物与第二混合物在反应区域中接触，(1)其中所述第一混合物包含吡咯烷，和(2)其中所述第二混合物包含3-甲基巯基-丁醛和甲苯，和(3)其中所述第一混合物与所述第二混合物在所述第二混合物的表面以下接触；

(B)所述吡咯烷和所述3-甲基巯基-丁醛在所述反应区域中反应，生成1-(3-甲基巯基-丁-1-烯基)-吡咯烷和H2O，其中所述反应在共沸蒸馏条件下进行，所述蒸馏条件包括(1)压力为5000Pa至15000Pa，和(2)温度为25℃至65℃；和(C)移除包含甲苯和H2O和实质上没有3-甲基巯基-丁醛的蒸气相，其中以下比率即(添加的第一混合物的量)：(移除的蒸气相的量)为

(1份添加的第一混合物)：(3份移除的蒸气相)至

(1份添加的第一混合物)：(10份移除的蒸气相)；

其中在所述过程中没有干燥剂用于除去H2O；且其中在所述过程中胺与羰基化合物的摩尔比大于1但小于1.1。

说明书

制备烯胺的方法

[0001] 相关申请的交叉引用

[0002] 本申请要求2010年12月3日提交的美国临时申请61/419,277的优先权。该临时申请的全部内容通过参考并入本申请。

技术领域

[0003] 本文件中公开的本发明涉及制备烯胺的方法的领域。

背景技术

[0004] 烯胺是非常有用的分子。它们已经用于多种反应，例如，亲电取代和加成，氧化和还原，和环加成(J.Kang，Y.R.Cho，and J.H.Lee，Bull.Korean Chem Soc.Vol.13，No.2，1992)。

[0005] 制备烯胺的早期方法包括醛和酮与仲胺(C.Mannich and H.Davidsen，Ber.，69，2106(1936)的缩合反应。Mannich和Davidsen发现，醛与仲胺的缩合反应可以在接近0℃的温度在碳酸钾(K2CO3)的存在下进行，但是，酮与仲胺的缩合反应需要氧化钙(CaO)和升高的温度。之后，Herr和Heyl发现，该类型的缩合反应可以通过在与苯的共沸蒸馏过程中移除水(H2O)改善(M.E.Herr and F.W.Heyl，J.Am.Chem.Soc.，74，3627(1952)；F.W.Heyl and M.E.Herr，J.Am.Chem.Soc.，75，1918(1953)；M.E.Herr and F.W.Heyl，J.Am.Chem.Soc.，75，5927(1953)；F.W.Heyl and M.E.Herr，J.Am.Chem.Soc.，77，488(1955))。因为这些公开，已经披露了多种变型方法。通常，这些变型方法基于使用脱水试剂例如K2CO3，CaO，对-甲苯磺酸(TsOH)，三氟化硼二乙基醚化物(BF3-OEt2)，乙酸(AcOH)，硫酸镁(MgSO4)，氢化钙(CaH2)，四氯化钛(TiCl4)，和分子筛(参见以上J.Kang)。其它变型方法涉及在缩合反应过程中将水化学转化成其它物质(参见以上J.Kang)。制备烯胺的众多方法的详细nd
总结讨论于“ENAMINES，Synthesis，Structure，and Reactions,”2 Edition，Edited by A.G.Cook，Chap.2，(1988)。制备烯胺的方法的具体实例可以见以下文献：

[0006] 美国专利3,074,940，其公开了某些醛与水形成共沸混合物，这可用于移除在某些烯胺缩合反应过程中形成的反应水；

[0007] 美国专利3,530,120，其公开了在惰性气氛中用某些胂分子进行某些烯胺缩合反应；

[0008] 美国专利5,247,091，其公开了在含水介质中进行某些烯胺缩合反应；

[0009] S.Kaiser，S.P.Smidt，and A.Pfaltz，Angew.Int.Ed.2006，45，5194-5197-参见支持信息低10-11页；和

[0010] WO2009/007460A2，参见第13页，实施例1.a。

[0011] 烯胺例如1-(3-硫代丁-1-烯基)吡咯烷是制备某些新杀虫剂的有用中间体(参见，例如，美国专利公开2005/0228027和2007/0203191)。制备这样的硫代烯胺的目前已知方法无法有效制备这样的烯胺，由于多种原因--在防止硫代烯胺的热降解方面存在问题，同时使用的碳酸钾是有效的干燥剂，但是在大于实验室规模生产的过程中过滤这样的干燥剂是存在问题的。因此，需要一种方法，其可以在不使用固体干燥剂的情况下、或使用促进这样烯胺热降解的温度条件下在这些类型的缩合反应过程中移除水。

具体实施方式

[0012] 通常，本文件中公开的方法可以在方案1中说明。

[0013]

[0014] 方案1

[0015] 通常，本发明是一种方法，包括：

[0016] (A)使第一混合物与第二混合物在反应区域中接触，

[0017] (1)其中所述第一混合物包含具有下式的胺

[0018]

[0019] 其中R4和R5各自独立地选自C1-C8烷基，C3-C8环烷基，C2-C8烷氧基烷基，C7-C12芳基烷基，C2-C8烷基氨基烷基，芳基，和杂芳基，或者R4和R5与N共同表示5-元或6-元饱和或不饱和环，和

[0020] (2)其中所述第二混合物包含非极性高沸点溶剂和具有下式的羰基化合物(即醛或酮)

[0021]

[0022] (a)其中R1和R2各自独立地选自C1-C8烷基，C3-C8环烷基，C2-C8烷氧基烷基，C7-C12芳基烷基，C2-C8烷基氨基烷基，芳基，和杂芳基，它们各自独立地取代有一个或多个S-R6，其中R6各自独立地选自C1-C8烷基，C3-C8环烷基，C2-C8烷氧基烷基，C7-C12芳基烷基，C2-C8烷基氨基烷基，芳基，和杂芳基，和

[0023] (b)其中R3选自H，C1-C8烷基，C3-C8环烷基，C2-C8烷氧基烷基，C7-C12芳基烷基，C2-C8烷基氨基烷基，芳基，和杂芳基；

[0024] (B)在所述反应区域中使所述胺和所述羰基化合物反应，生成烯胺和H2O，其中反应在蒸馏条件下进行，所述蒸馏条件包括

[0025] (1)压力为约100帕斯卡(Pa)至约120,000Pa，和

[0026] (2)温度低于约、但是优选为低于在所述反应过程中所述烯胺的热分解温度；和[0027] (C)从所述反应区域移除蒸气相，其中所述蒸气相包含所述非极性高沸点溶剂和H2O，

[0028] 其中下述比率

[0029] 即(添加到所述反应区域的第一混合物的量)：(从所述反应区域移除的蒸气相的量)

[0030] 为约

[0031] (1份添加的第一混合物)：(1份移除的蒸气相)

[0032] 至约

[0033] (1份添加的第一混合物)：(20份移除的蒸气相)。

[0034] 通常，所述接触可以按任何方式进行，但是，优选的是，所述第一混合物与所述第二混合物在所述反应区域中接触，使得所述接触在所述第二混合物表面处或所述表面以下进行。

[0035] 约等摩尔量的所述胺和所述羰基化合物可以用于所述方法，但是也可以使用过量的一种或另一种。胺与羰基化合物的摩尔比为约0.9至约1.2，但是，稍微摩尔过量的胺与羰基化合物的比率是优选的，例如，摩尔比大于1但小于约1.1。

[0036] 反应在非极性高沸点溶剂存在下进行，所述溶剂例如，烃溶剂，最优选为芳族烃液体，例如，苯，甲苯，或二甲苯。目前，甲苯是优选的溶剂。

[0037] 在本发明的另一种实施方式中，所述反应在蒸馏条件下进行，所述蒸馏条件包括下述温度，该温度使得未反应的所述羰基化合物中的全部或大多数优选地保持在所述第二混合物中而非在所述蒸气相中。优选地保持羰基化合物在第二混合物中，由此其可以与胺反应并且不会形成水-醛共沸混合物。例如，如果使用丁醛，则所需温度在约一个大气压的压力下可为约60℃至约80℃。

[0038] 在本发明的另一种实施方式中，所述反应在蒸馏条件下进行，所述蒸馏条件包括：压力为约1000Pa至约60,000Pa，温度为约10℃至约80℃。

[0039] 在本发明的另一种实施方式中，所述反应在蒸馏条件下进行，所述蒸馏条件包括：压力为约2500Pa至约30,000Pa，温度为约20℃至约70℃。

[0040] 在本发明的另一种实施方式中，所述反应在蒸馏条件下进行，所述蒸馏条件包括：压力为约5000Pa至约15,000Pa，温度为约25℃至约65℃。在本发明的另一种实施方式中，当制备1-(3-甲基巯基-丁-1-烯基)-吡咯烷时，在所述反应过程中低于约1-(3-甲基巯基-丁-1-烯基)-吡咯烷的热分解温度的温度是优选的。

[0041] 在这样的方法中优选的是，缩合反应在共沸条件下进行，由此可以按所需除去尽可能多的水。也优选的是，没有干燥剂用于除去水。

[0042] 在本发明的另一种实施方式中，R1和R2独立地为C1-C8烷基，C3-C8环烷基，它们各自独立地取代有一个或多个S-R6，其中R6各自独立地选自C1-C8烷基。

[0043] 在本发明的另一种实施方式中，R3是H。

[0044] 在本发明的另一种实施方式中，R4和R5各自独立地选自C1-C8烷基和C3-C8环烷基。在本发明的另一种实施方式中，R4和R5与N共同表示5-元或6-元饱和或不饱和环。

[0045] 在本发明的另一种实施方式中，所述第一混合物包含吡咯烷，所述第二混合物包含3-甲基巯基-丁醛。在本发明的另一种实施方式中，所述烯胺是1-(3-甲基巯基-丁-1-烯基)-吡咯烷。

[0046] 在本发明的另一种实施方式中，第一混合物和第二混合物可以在与添加它们的同时在反应区域接触。

[0047] 在本发明的另一种实施方式中，以下比率

[0048] 即(添加到所述反应区域的第一混合物的量)：(从所述反应区域移除的蒸气相的量)

[0049] 为约

[0050] (1份添加的第一混合物)：(2份移除的蒸气相)

[0051] 至约

[0052] (1份添加的第一混合物)：(15份移除的蒸气相)。

[0053] 在本发明的另一种实施方式中，以下比率

[0054] 即(添加到所述反应区域的第一混合物的量)：(从所述反应区域移除的蒸气相的量)

[0055] 为约

[0056] (1份添加的第一混合物)：(3份移除的蒸气相)

[0057] 至约

[0058] (1份添加的第一混合物)：(10份移除的蒸气相)。

[0059] 实施例

[0060] 实施例仅针对说明目的，不应该理解为限制该文件公开的本发明为仅是这些实施例中公开的这些实施方式。

[0061] 1.由巴豆醛制备3-甲基硫代丁醛(1)。

[0062]

[0063] 向装备有磁力搅拌、温度探针、添加漏斗、蒸馏头、用氮气保护、并排放至漂白洗刷器的三升(L)3-颈圆底烧瓶中装入100mL甲苯，然后装入84g(1.39mol)冰醋酸，然后装入61g(0.86mol)巴豆醛。另外100mL甲苯用作在添加乙酸和巴豆醛过程中的溶剂洗涤物。
反应混合物在冰水浴中冷却，然后经添加漏斗历时67分钟(min)添加500g(0.906mol)的
12.7wt%甲基硫醇钠水溶液。在添加硫醇盐溶液的过程中，内部反应温度从2℃升至13℃，并使用pH试纸测试反应的pH为约～7。移开冰水浴，将反应加热至50℃并保持10小时(h)。这时，气相色谱(GC)分析表明约～0.8%(相对面积)的巴豆醛起始物质。然后将反应混合物转移至2-L分离漏斗，混合物用另外400mL甲苯稀释。排出并丢弃底部水层。剩余的有机层用300mL新鲜的水洗涤。丢弃底部水洗涤层，将剩余的有机层转移至反应容器。
然后使反应混合物在19℃至22℃的温度和～5300Pa Hg的真空共沸干燥约40min。收集的蒸馏物主要包含甲苯和约0.2%的3-甲基硫代丁醛。在完成蒸馏之后，分离罐中剩余的反应底部物质，得到536g的3-甲基硫代丁醛在甲苯中的浅黄色溶液。该混合物的GC试验分析(使用对苯二甲酸二丙酯作为内标)表明3-甲基硫代丁醛(1)在甲苯中的17.6wt%溶液和93%的罐内收率。

[0064] 2.由巴豆醛制备3-甲基硫代丁醛(1)。

[0065]

[0066] 向500mL三颈圆底烧瓶中顺序装入25.00g(0.35mol)的99%巴豆醛，然后是28.03g(0.47mol)冰醋酸，最后是57.26g(0.62mol)甲苯。机械搅拌反应混合物，然后在冰水浴中冷却。一旦内部反应温度达到2℃，则经添加漏斗历时56min连续添加143.79g(0.431mol)的21wt%甲基硫醇钠水溶液，这时在添加过程中内部反应温度从2℃升至10℃。使用测试试纸测得pH为约7.0。移开冰水浴，在60℃加热反应达24h，之后使反应混合物冷却。分离反应混合物相。将底部水层(147.95g)丢弃进废物流。分离顶部有机相(97.6g)。该混合物的GC试验分析(使用对苯二甲酸二丙酯作为内标)表明3-甲基硫代丁醛(1)在甲苯中的37.5wt%溶液和88%的罐内收率。

[0067] 3.制备1-(3-甲基巯基-丁-1-烯基)-吡咯烷(2)。

[0068]

[0069] 向装备有分级蒸馏头的500mL三颈圆底烧瓶中装入96.55g(0.31mol)的3-甲基硫代丁醛在甲苯中的37.5wt%溶液(来自实施例2)，然后添加另外276g(3.0mol)新鲜甲苯。将反应混合物加热至35°C，在～9300-10,6000Pa的减压下使体系达到完全回流。在完全回流下将混合物搅拌45min，然后历时22.0min在顶部收集15.5g蒸馏物，同时罐温度为约39°C。历时12min收集另外16.5g蒸馏物，同时罐温度为约46°C。在收集第二级分之后，历时55.0min将21.8g(0.31mol)吡咯烷连续添加到反应混合物表面下。在吡咯烷的添加过程中，观察到以下蒸馏范围：

[0070] 罐温度： 35-47°C

[0071] 顶部温度 30-47°C

[0072] 压力 约9300-10,600Pa

[0073] 在吡咯烷添加结束时，表面下线路用约0.86g甲苯冲洗。蒸馏持续另外47分钟，使轻质组分达到顶部。通过用氮气吹洗体系释放真空，然后将混合物冷却至环境温度。总共收集到146.21g蒸馏物。总共收集186.82g蒸馏底部物质，分析其产物收率。该产物混1
合物的 HNMR波谱分析(使用乙酸苄基酯作为内标和使用CDCl3作为溶剂)表明1-(3-甲基巯基-丁-1-烯基)-吡咯烷(2)在甲苯中的24.6wt%溶液和87%的罐内收率。

[0074] 4.制备1-(3-甲基巯基-丁-1-烯基)-吡咯烷(2)。

[0075]