專利名稱：使用貧電子苯胺釋放反應(yīng)混合物中的鹽酸的用途和從苯胺鹽酸鹽中置換至少部分苯胺的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用貧電子苯胺釋放在反應(yīng)混合物中存在的鹽酸的用途和從苯胺鹽酸鹽中置換至少部分苯胺的方法。更具體地涉及從苯胺鹽酸鹽中置換至少部分苯胺的方法。
在化學(xué)合成中存在眾多釋出鹽酸的反應(yīng)。其中，一些反應(yīng)釋放鹽酸，但是并沒有采取具體措施以便于鹽酸釋放。
其它反應(yīng)涉及胺或需要存在堿，因而導(dǎo)致生成鹽酸鹽，特別是鹽酸化物。本發(fā)明針對(duì)的正是這種類型的反應(yīng)。
鹽酸鹽的處理過程耗資極其昂貴，并導(dǎo)致排放有時(shí)認(rèn)為是污染源的一般受到法令禁止的物質(zhì)。
在所針對(duì)的反應(yīng)中，可提到的是在硫?qū)僭由虾驮赩-B族(在法國化學(xué)會(huì)刊增刊，No.1，1966年1月出版的元素周期表)原子上的烷基化反應(yīng)(在本說明書中，烷基采取其烷醇除去醇官能團(tuán)后的含烴殘基的詞源意義)。
特別可提到的是烷基氯與羧基官能團(tuán)和與酚官能團(tuán)、以及與氨基官能團(tuán)的反應(yīng)，該反應(yīng)被認(rèn)為僅在待烷基化的官能團(tuán)的堿性形態(tài)存在下才能發(fā)生。
適當(dāng)?shù)氖沁€要提到?；扰c親核基物、特別是載有上述官能團(tuán)和/或原子的基物的反應(yīng)。
前面已敘述了鹽酸苯胺、更一般為鹽酸胺的分解，但這些技術(shù)采用很高的溫度，一般明顯高于200℃，且這些技術(shù)需要使用晶態(tài)或固態(tài)鹽酸鹽。
再有，這類技術(shù)是昂貴的，對(duì)在鹽酸鹽分解條件下不穩(wěn)定或揮發(fā)性的分子不適用。
這就是本發(fā)明的目的之一是提供一種能夠釋放在有機(jī)介質(zhì)中以一些苯胺的鹽酸鹽形態(tài)存在的鹽酸的技術(shù)的原因。
本發(fā)明的另一目的是提供一種上述類型的方法，使得能夠獲得干燥的鹽酸。
本發(fā)明的另一目的是提供一種方法，使得能夠在進(jìn)行釋放鹽酸的反應(yīng)的同時(shí)從苯胺鹽酸鹽中釋放苯胺。
本發(fā)明的另一目的是提供一種方法，使得在反應(yīng)混合物中至少部分存在的呈其鹽酸鹽形態(tài)的特定苯胺能夠烷基化或?；?。
這些目的以及隨后顯而易見的其它目的通過這樣一種方法得以實(shí)現(xiàn)，所述方法是，從苯胺鹽酸鹽中至少部分置換苯胺，在所述方法中的所述苯胺選自其共軛酸的pKa最多等于6的苯胺，該方法包括一個(gè)步驟，在該步驟中，包括至少部分溶于親油介質(zhì)中的所述鹽酸鹽的反應(yīng)混合物經(jīng)受至少等于近50℃(在本說明書中，術(shù)語“近”用來強(qiáng)調(diào)的事實(shí)是，當(dāng)數(shù)字的最右的一位或多位數(shù)是零時(shí)，這些零是位置零，不是有效數(shù)字，當(dāng)然，除非另外指明)，有利地近70℃的溫度。
該反應(yīng)在最多等于近200℃的溫度下進(jìn)行，有利地最多為200℃(三位有效數(shù)字)，優(yōu)選近180℃。
親油介質(zhì)可特別為弱極性溶劑或過量的一種反應(yīng)物，特別是單獨(dú)或溶于弱極性溶劑中的所述苯胺。
按照本發(fā)明，優(yōu)選所述的苯胺表現(xiàn)出pKa最多等于5，有利地等于4，優(yōu)選等于3。
在弱極性介質(zhì)中的溶解度在實(shí)施本發(fā)明中也起到重要作用。因而，優(yōu)選所述苯胺的鹽酸鹽在苯中的溶解度至少是少量可溶的(δ或d)，有利地是至少可溶的(s)，優(yōu)選是很易溶的(v)。這些符號(hào)是在參考文獻(xiàn)《化學(xué)和物理手冊(cè)》中所使用的那些。
再有，希望親油介質(zhì)與水的混溶性弱，其有足夠的憎水性，不與水以任何比例混溶。因而，優(yōu)選水僅能最多溶解10％的溶劑或起溶劑作用的物質(zhì)；這一極限有利地最多為5％，優(yōu)選最多為2％(以質(zhì)量計(jì))，甚至在作為第三溶劑的基物存在時(shí)這一點(diǎn)也是有利的。
同樣優(yōu)選所述溶劑僅能溶解最多10％的水，有利地最多5％，優(yōu)選最多2％(以質(zhì)量計(jì))，有利地在作為第三溶劑的基物存在下依然如此。
術(shù)語“弱極性溶劑”應(yīng)理解為是指介電常數(shù)(它僅在很小程度上隨溫度變化，但有利地在約20℃測(cè)量；介電常數(shù)值可參考John Wiley andSons出版的第四版“化學(xué)技術(shù)；有機(jī)溶劑，物理性能和純化方法”，John A.Riddick，William B.Bunger and Théodore K.Sakano著)最多等于近10(相對(duì)介電常數(shù)ε)的溶劑。這一數(shù)值ε對(duì)溶劑的主要組分是有效的，但優(yōu)選全部溶劑均對(duì)應(yīng)于這一限制。
ε的最大值有利地最多等于10(兩位有效數(shù)字)，優(yōu)選為5(氯苯的值)。
按照本發(fā)明，優(yōu)選溶劑的主要組分是弱堿性的，也就是說，其給體指數(shù)或給體數(shù)最多等于近20，優(yōu)選最多等于20(兩位有效數(shù)字)。對(duì)低限沒有嚴(yán)格的要求。
對(duì)于給體指數(shù)(給體數(shù))的定義，可參考Christian Reinhardt著，“溶劑和有機(jī)化學(xué)中的溶劑效應(yīng)”，p.19(1988)，該著作作為定義給出的是在稀二氯乙烷溶液中溶劑與五氯化銻之間相互作用的焓(-ΔH，以千卡/摩爾表示)的負(fù)數(shù)。
然而，當(dāng)使用不同化合物的混合物作為溶劑時(shí)，令人感興趣的作法是其中以少量比例存在的一種組分表現(xiàn)出一定堿性。
該溶劑可為混合物，其中包括石油餾分。自然，在操作條件下，溶劑對(duì)于所使用的基物和反應(yīng)物必須是惰性的。
優(yōu)選的溶劑選自烴、芳族衍生物、醚、酯和鹵代溶劑。
作為這些溶劑的實(shí)例，可提到鹵代脂族衍生物如二氯甲烷、1，2-二氯乙烷、或1，1，1-三氯乙烷，芳族衍生物如甲苯，鹵代芳族衍生物如氯苯，酯如乙酸乙酯和乙酸異丙酯，醚如叔丁基甲基醚，以及苯甲醚和重醇，也就是說對(duì)應(yīng)于上述的不混溶性限制。
由于工業(yè)上經(jīng)濟(jì)性的原因，優(yōu)選在大氣壓下或在低或高真空中溶劑能夠蒸餾。
優(yōu)選所述弱極性溶劑選自芳族溶劑，也就是說，選自具有至少一個(gè)芳核的溶劑。這種芳核可存在于溶劑的較少量或較多量的組分中，或當(dāng)溶劑由單一化合物組成時(shí)，存在于這種化合物中。
所選擇的溶劑必須使得其熔點(diǎn)低于進(jìn)行反應(yīng)的溫度。因而，希望使用選自芳族溶劑的弱極性溶劑，使得反應(yīng)混合物的熔點(diǎn)溫度最多為70℃，有利地最多為50℃。
弱極性溶劑一般是選自脂族和/或芳族烴、鹵代芳族衍生物、酯、酚醚和其混合物的溶劑。
此外，有利地選擇溶劑使得其起始沸點(diǎn)低于胺的沸點(diǎn)(或升華溫度)，如適當(dāng)，低于該方法中所采用的其它反應(yīng)物的沸點(diǎn)(或升華溫度)。
按照本發(fā)明，希望作為本發(fā)明主題的苯胺呈現(xiàn)貧電子的核。尤其可借助在核上接枝吸電子基團(tuán)或吸電子官能團(tuán)有利地通過誘導(dǎo)效應(yīng)來獲得這種貧電子現(xiàn)象。
因而，如同二氯苯(對(duì)應(yīng)于二氯苯基)那樣貧電子的核已經(jīng)給出良好的結(jié)果。
當(dāng)然，貧電子程度可以更大。在特別有利地吸電子官能團(tuán)中可提到的有鹵素，有利地輕鹵素，氯和氟；在與核相連的碳上載有兩個(gè)鹵原子的基團(tuán)，更特別地三鹵甲基基團(tuán)，尤其是三氟甲基基團(tuán)和擬鹵素基團(tuán)(見下文)。
在一些情況下，通過中介效應(yīng)吸電子的基團(tuán)可能是有益的，特別是載有羰基官能團(tuán)的基團(tuán)，如酯基基團(tuán)。
這些吸電子的原子有利地呈現(xiàn)盡可能弱的極性，也就是說，它們必須不干擾在弱極性溶劑中胺的鹽酸鹽的溶解度。
載有苯胺官能團(tuán)的芳核有利地被賦予盡可能大的親油性。為達(dá)此目的，所述核可載有親油性很強(qiáng)的基團(tuán)，其中可提到的有高度氟化的基團(tuán)，特別是全氟化基團(tuán)、硅烷化基團(tuán)和至少有三個(gè)碳原子的鏈。
在本說明書中，如下這樣的基團(tuán)被認(rèn)為是擬鹵素(一般，這種基團(tuán)具有輕的硫?qū)僭?硫或優(yōu)選氧)，通過該硫?qū)僭仄渑c分子的其余部分連接)，即，當(dāng)其離去時(shí)，構(gòu)成一種陰離子，與該陰離子締合的酸表現(xiàn)的通過Hammett常數(shù)測(cè)量的酸度值至少等于乙酸的酸度值。在典型的擬鹵素中，可提到的有與在酰氧基官能團(tuán)的α位全鹵化酸對(duì)應(yīng)的酰氧基，如三氟乙酰氧基(CF3-CO-O-)，特別是磺酰氧基，尤其是其中載有硫的碳被全氟化的那些，其實(shí)例是三氟甲基磺酰氧基。
本發(fā)明還涉及具有可接受的親油性和可接受的吸電子性、同時(shí)價(jià)格便宜的烷氧基羰基氧基。
在擬鹵素中，吸電子性最好的是在離去時(shí)表現(xiàn)出的酸度至少等于磺酸，如甲苯磺酸(芳基磺酸的實(shí)例)或甲磺酸(烷基磺酸的實(shí)例)的那些。
還可提到的是對(duì)應(yīng)于全氟烷基磺酸的那些，其表現(xiàn)出充分的吸電子效應(yīng)且親油性明顯增加。
在所述苯胺在相同核上呈現(xiàn)酚酯官能團(tuán)的情況下獲得了有利地結(jié)果。
因而，按照本發(fā)明，優(yōu)選所述苯胺在相同核上具有酚酯官能團(tuán)和至少一個(gè)其它吸電子官能團(tuán)，所述吸電子官能團(tuán)可選自氯和/或氟原子。雖然速度慢，但該反應(yīng)可用在相同核上具有酚醚官能團(tuán)和至少兩個(gè)其它吸電子官能團(tuán)的苯胺來進(jìn)行，所述吸電子官能團(tuán)可選自氯和/或氟原子。
當(dāng)其與釋放鹽酸的反應(yīng)相結(jié)合來進(jìn)行時(shí)本發(fā)明是特別有利地。在這種情況下，苯胺提供順利實(shí)現(xiàn)或促進(jìn)釋放鹽酸的反應(yīng)進(jìn)行，另一方面促進(jìn)氣態(tài)鹽酸析出所需的堿。
這種反應(yīng)可特別是對(duì)苯胺本身進(jìn)行的烷基化反應(yīng)，或優(yōu)選是對(duì)苯胺本身的?；磻?yīng)。
這種?；磻?yīng)有利地是烷氧羰基化反應(yīng)。
然而，苯胺可簡單的起到催化劑的作用，只要在反應(yīng)結(jié)束時(shí)發(fā)現(xiàn)其是完整的即可；在這種情況下，它促進(jìn)反應(yīng)物中親核形態(tài)的形成，吸收因此而釋放出的鹽酸，然后以氣態(tài)形式析出。
為促進(jìn)該反應(yīng)進(jìn)行，建議更換與反應(yīng)混合物液相相接觸的氣相。為達(dá)此目的，可通過用惰性氣體鼓泡或通過蒸發(fā)反應(yīng)混合物中的液體或固體來進(jìn)行氣體吹掃。
這種液體或這種固體可以是溶劑組分，可通過在溶劑的回流條件下進(jìn)行反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)所述吹掃。
優(yōu)選溶劑的組分、特別是沸點(diǎn)最低的那些(其調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度并促進(jìn)鹽酸的除去)不與鹽酸形成強(qiáng)的結(jié)合。特別是，在氣相的任何情況下，優(yōu)選不與鹽酸形成共沸物或確定的化合物。
在進(jìn)行該反應(yīng)時(shí)還可使用能夠改變進(jìn)行反應(yīng)的壓力，使得起始沸點(diǎn)達(dá)到所需反應(yīng)溫度的另一種參數(shù)。
當(dāng)需要使用胺來作為催化劑時(shí)，建議苯胺官能團(tuán)是難以?；蛲榛摹Ｒ蚨?，推薦在氮上被烷基雙取代的苯胺。
一般，所述苯胺的總碳數(shù)有利地為6至20。
使用具有載有全氟烷基基團(tuán)的核的苯胺達(dá)到了所獲得的最佳結(jié)果。
在本說明書中，術(shù)語“全氟烷基”(Rf)應(yīng)理解為是指在載有與芳基(有利地是苯基)相連的鍵的碳上全氟化基團(tuán)，所述全氟烷基有利地是對(duì)應(yīng)于如下通式-(CX2)p-EWG其中X相同或不同，代表氟或通式CnF2n+1的基團(tuán)，其中n是最多等于5，優(yōu)選等于2的整數(shù)；p代表最多等于2的整數(shù)；EWG代表吸電子基團(tuán)(包括氯原子或載有烷基或芳基的-CF2-鏈)，在反應(yīng)條件下其上可能存在的官能團(tuán)呈惰性，有利地為氟原子或通式CnF2n+1的全氟殘基，其中n是最多等于8的整數(shù)，有利地等于5。
Rf的總碳數(shù)有利地為1至15，優(yōu)選為1至10。
由其中核載有兩個(gè)鹵原子(所述兩個(gè)鹵原子有利地是兩個(gè)氯、兩個(gè)氟或一個(gè)氯和一個(gè)氟)和被酰基、特別是烷氧羰基氧基封端的酚官能團(tuán)的苯胺獲得了其它特別有利地結(jié)果。所述?；欣匕ㄖ辽偃齻€(gè)、優(yōu)選至少四個(gè)碳以保證良好的親油性。但人們希望?；鶊F(tuán)所包含的碳原子不超過15個(gè)，優(yōu)選不超過10個(gè)。
如下的非限定性實(shí)施例用來說明本發(fā)明實(shí)施例1氯代甲酸乙酯對(duì)間-三氟甲基苯胺的作用在反應(yīng)中加入三氟甲基苯胺的甲苯溶液。將該混合物脫氣，放置在氮?dú)鈱又胁⑸郎刂?5℃。一旦達(dá)到85℃，將化學(xué)計(jì)量的氯代甲酸乙酯經(jīng)三小時(shí)緩慢注入。注入氯代甲酸乙酯后，將溫度保持兩小時(shí)，隨后升溫至甲苯回流并且保持回流兩小時(shí)。直到反應(yīng)結(jié)束。兩小時(shí)后，?；磻?yīng)、以及除去釋出的鹽酸的反應(yīng)都結(jié)束。就所引入的胺而言，產(chǎn)率基本是定量的。
使用二鹵代氨基苯酚獲得了相近的結(jié)果，所述氨基苯酚的醇官能團(tuán)被最多7個(gè)碳原子的親油性擬鹵素(碳酸酯和磺酸酯)所封端。
實(shí)施例2從其鹽酸鹽中部分釋出間-TFMA將三氟甲基苯胺(TFMA)的二甲苯溶液加入到反應(yīng)器中。使該混合物脫氣，放置到氮?dú)鈱又胁⑸郎刂炼妆降幕亓鳒囟?，使回流保持三小時(shí)。在這三小時(shí)后，釋出的鹽酸約為所引入的鹽酸的15％且不斷釋出。
權(quán)利要求
1.從苯胺鹽酸鹽中至少部分置換苯胺的方法，其特征在于所述苯胺選自共軛酸所表現(xiàn)出的pKa最多等于6的苯胺，其中包括使包含至少部分溶于親油性介質(zhì)中的所述鹽酸鹽的反應(yīng)混合物置于至少等于近50℃，有利地近70℃下的步驟。
2.權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述苯胺的鹽酸鹽在苯中至少是少量可溶的。
3.權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于所述弱極性溶劑選自芳香性溶劑。
4.權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)的方法，其特征在于所述弱極性溶劑選自使得到的反應(yīng)混合物的熔點(diǎn)最多為70℃的芳族溶劑。
5.權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)的方法，其特征在于所述弱極性溶劑是選自芳烴、鹵代芳族衍生物、酯、酚醚和其混合物的溶劑。
6.權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)的方法，其特征在于所述溶劑的起始沸點(diǎn)低于所述胺的沸點(diǎn)或升華溫度。
7.權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)的方法，其特征在于所述苯胺具有吸電子官能團(tuán)，所述吸電子官能團(tuán)有利地通過誘導(dǎo)效應(yīng)吸電子。
8.權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)的方法，其特征在于所述苯胺在相同的核上具有酚酯官能團(tuán)。
9.權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)的方法，其特征在于所述苯胺在相同核上具有酚酯官能團(tuán)和另一個(gè)吸電子官能團(tuán)。
10.權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)的方法，其特征在于所述置換反應(yīng)與釋出鹽酸的反應(yīng)相伴進(jìn)行。
11.權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)的方法，其特征在于所述置換反應(yīng)與對(duì)所述苯胺進(jìn)行的釋出鹽酸的反應(yīng)相伴進(jìn)行。
12.權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)的方法，其特征在于所述置換反應(yīng)與有利地對(duì)所述苯胺進(jìn)行的釋出鹽酸的烷基化或優(yōu)選?；磻?yīng)相伴進(jìn)行。
13.權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)的方法，其特征在于與所述置換反應(yīng)相伴進(jìn)行所述苯胺的?；⒂欣赝檠豸驶磻?yīng)。
14.權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)的方法，其特征在于與反應(yīng)混合物液相相接觸的氣相被更換。
15.權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)的方法，其特征在于使用氣體吹掃來更換與反應(yīng)混合物液相相接觸的氣相。
16.權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)的方法，其特征在于與反應(yīng)混合物液相相接觸的氣相被通過惰性氣體鼓泡或通過蒸發(fā)在反應(yīng)混合物中的液體或固體所產(chǎn)生的氣體吹掃所更換。
17.權(quán)利要求1至15中任一項(xiàng)的方法，其特征在于通過回流反應(yīng)混合物中的一種組分來更換與反應(yīng)混合物液相相接觸的氣相。
18.權(quán)利要求1至16中任一項(xiàng)的方法，其特征在于通過回流反應(yīng)混合物中的一種組分來更換與反應(yīng)混合物液相相接觸的氣相，所述回流的組分不與鹽酸形成共沸物。
19.權(quán)利要求1至17中任一項(xiàng)的方法，其特征在于在除大氣壓以外的壓力下進(jìn)行反應(yīng)，以使得沸點(diǎn)達(dá)到所需的反應(yīng)溫度。
全文摘要
本發(fā)明涉及從苯胺鹽酸鹽中至少部分置換苯胺的方法,其特征在于所述苯胺選自其共軛酸的pKa不超過6的苯胺,其中包括將含有至少部分溶于弱極性溶劑中的所述鹽酸鹽的反應(yīng)介質(zhì)置于不低于約50℃,有利地約70℃下的步驟。本發(fā)明可應(yīng)用于有機(jī)合成。
文檔編號(hào)C07C269/08GK1261344SQ9880645
公開日2000年7月26日 申請(qǐng)日期1998年6月24日 優(yōu)先權(quán)日1997年6月24日
發(fā)明者A·勞斯坦, P－J·蒂里爾 申請(qǐng)人:羅狄亞化學(xué)公司