Способ получения 2, 2, 6, 6-тетраметил4-оксопиперидина

Стиоз Севетскю Социалистических Реслублин(23) Приоритет - (32) Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(5 З) УЛК 547,824,07(088 8) Опубликовано 2506,79, Бнзллетень23 Дата опубликования описания 30.Оба 79 Иностранцы Иван Орбан, Ханнс Линд, Хаймо Брунетти, Ян Роды и Михаель Разбергер(72) Авторы изобретения Иностранная фирмаЦиба-Гейги )Г(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 2,2,6,6-ТЕТРАИЕТИЛ-ОКСОПИПЕРИДИНА Предлагается улучшенный способ получения 2,2,б,б-тетраметил-оксопиперидина, который может найти применение в химической промышленности,Известен способ полуения 2,2,6,6-тетраметил-оксопиперидина (триацетонамина), заключающийся в том,что ацетонин подвергают действию кислоты Льюиса в присутствии воды (1.Однако используемый в качестве ис ходкого соединения ацетонин получают иэ ацетона и аммиака, а его выделение и очистка требуют значительныхзатрат труда,Попытка объединить эти стадии,т.е.осуществить получение 2,2,б,б-тетраметил-оксопиперидина непосредст=венно из аммиака беэ выделения ацетонина, привела к реакционным смесям,выделение триацетонамина из которыхсложно, связано с большими затратами,а выходы продукта низкие.Лучшим из таких способов являетсяспособ получения 2,2,б,б-тетраметил-оксопиперидина, заключающийся в 25том, что ацетон подвергают каталитической конденсации с аммиаком в присутствии хлористого алюминия, взятого обычно в количестве 0,2-1,4, возможно в инертном органическом раство-З) рителе, например бензоле, лучше при 60-80 С. Однако выход целевого продукта не превышает 33 от теоретического (2 . С целью повышения выхода целевого продукта и расширения сырьевой базы процесса, предлагается способ получения 2,2,б,б-тетраметил-оксопиперидика, заключающийся в том, что ацетон или его смесь с диацетоновым спиртом или продуктом кислой конденсации ацетона подвергают каталитической конденсации с аммиаком в присутствии катализатора - протонной кислоты или ее соли с аммиаком или аэотсодержащим органическим основанием или трехфтористого бора, взятого обычно в количестве 0,2-12 мол.%, считая на используемый ацетон. В качестве катализатора обычно применяют соли хлористо- водородной, бромистоводородной,йодисто ,водородной, азотной, бенэолсульфоновой, п-толуолсульфоновой, метансульфоновой, дихлорсульфоновой или циануксусной кислоты с аммиаком или триэтиламином, а также сами кислоты такие как хлористоводородная, муравьиная, уксусная, малоновая, янтарная, малеиновая, бензойная, коричная; бензолсульфоновая или и-толуолсульфоновая кислоты,Примерами таких протонных кислот,пРименяемых в качестве кислых катали"заторов, являются в частности минеральные кислоты, например соляная,бромистоводородная, йодистоводородная, азотная, серная и фосфорная кис"лоты,а также сульфоновые,например алифатические или ароматические сульфоновые кислоты,а именно метансульфоновая,бензолсульфоновая,и-толуолсульфоновая 10или нафталинсульфоновая кислота, Фосфоновые и фосфиновые кислоты, напримералифатические или ароматические, такие как метил-, бензил- или фенилфосфоновая кислота или диметил-, диэтилили фенилфосфиновая кислота, карбоновые кислоты, например одноосновные,двухосновные или трехосновные алифатические или ароматические карбоновыекислоты, а именно насыщенные или ненасыщенные одноосновные алифатическиекарбоновые кислоты с 1-18 атомами углерода, например муравьиная, уксусная,хлоруксусная, дихлоруксусная, трихлоруксусная, пропионовая, масляная, лауриновая, пальмитиновая, стеариновая, 25акриловая, метакриловая и коричнаякислоты, насыщенные и ненасыщенныедвухосновные алифатические карбоновыекислоты, например щавелевая, малоновая, янтарная, адипиновая, себациновая, винная, яблочная, фумаровая ималеиновая кислоты, трехосновные алифатические карбоновые кислоты, в частности лимонная кислота, одноосновные ароматические карбоновые кислоты, 35например в соответствующем случае замещенная бензойная и нафтойная кислоты, и двухосновные ароматические карбоновые кислоты, например фталевая итерефталевая кислоты, 40Предпочитают одноосновные и двухосновные алифатические или ароматические карбоновые кислоты и одноосновныеароматические сульфоновые кислоты,например уксусную, янтарную, малеино-45вую, бенэойную, 0 -йодбензойную,я -метилбензойную, и- АМ-бутилбензойную,и-толуолсульфоновую и коричную кислоты. В качестве органических основанийпригодны алифатические, алициклические и ароматические первичные, вторич 50ные и третичные амины, насыщенные иненасыщенные азотные основания, мочевина, тиомочевина и основные ионообменные смолы. Так иэ алифатическихпервичных аминов можно перечислить, 55например, метиламин, этиламин, н-бутиламин, октиламин, додециламин и гексаметилдиамин, иэ алифатических вторичных аминов, например, диэтиламин, ди-Н-пропиламин и диизопропиламин, изалифатических третичных аминов, например, триэтиламин, из алициклическихпервичных аминов, например, циклогексиламин, из ароматических первичныхаминов, например, анилин, толуидин,нафтиламин и бензидин, из ароматических вторичных аминов, например, И-метиланилин и дифениламин, из ароматических третичных аминов, например, Ы,Б-диэтиланилин, из насыщенных и ненасыщенных азотных оснований, в частности из гетероциклических оснований, например, пирролидин, пиперидин, И-метил-пирролидин, пиразолидин, пиперазин, пиридин, пиколин, индолин, хинуклидин, морфолин, И-метилморфолин,1,4-диазабицикло-(222-октан и триацетонамин, мочевину, тиомочевину исильно- и слабоосновные ионообменныесмолы, Предпочитают также ацетонин,диацетонамин и триацетонамин. Предпочтительными солями являются циклогексиламинформиат, пиридинформиат, пиридин-и-толуолсульфат, ди-н-бутиламиноацетат, ди-н-бутиламинбензоат, морфолинсукцинат, морфолинмалеат, тризтиламинацетат, триэтиламинсукцинат, триэтиламинмалеат, анилинацетат, триацетон амин-и-толуолсульфонат и ацетонингидрохлорид.Эти катализаторы применяют обычнов количестве 2-5 мол,Ъ,Процесс можно вести под давлениемнапример, 1-30 ати, в частности 110 ати, лучше всего 1-3 ати, В этомслучае возможны температуры выше 60 С.оВыделять целевой продукт можно известными методами, например прибавлением воды и выделением в качествегидрата или же прибавлением кислоты,например соляной, серной или щавелевой кислоты, с выделением в .виде соли, при прибавлении избытка щелочи,в частности концентрированной щелочи,например водного раствора едкого натра или калия, и выделением в виде органического слоя, или же дистилляцией, в соответствующем случае посленейтрализации катализатора путем прибавления основания, например гидроокиси натрия, гидроокиси калия иликарбоната натрия. Применяемый ацетон может содержатьнекоторое количество воды и/или продуктов конденсации ацетона, напримердиацетонового спирта, окиси мезитила,форона, диацетонамина и/или триацетондиамина.Предпочтительными продуктами конденсации ацетона являются окись мезитила, диацетоновый спиртТаким образом, можно применять получаемый приперегонке дистиллят в качестве сырья,что уменьшает расход ацетона,Если содержание воды в реакционнойсреде слишком сильно повышается, например при такой рециклизации, чторекомендуется удалить часть воды изреакционной смеси. Это можно осуществить прибавлением к реакционной смеси концентрированной щелочи, напримерраствора едкого натра, и после недолгого перемешивания водный слой отдел яют), г 31 7 67 состояия, 340 г сыщают ам- -17 С, Ку прибан- емешива 50-55 ОС.ра дово- близительтовогоачение 65 пос- авПри пРоведении предлагаемого способа можно также применять органические растворители.Особенно пригодны, например, углеводороды, ароматические, например, бензал, толуол и ксилал, и алифатические, например гексан, гептан и циО клагексан, хларированные углеводороды, например, хлористый метилен, трихларэтан, тетрахларметан, хлороФорм, хларистый этилен и хлорбензал, а также эфиры, например тетрагидрофуран, диоксан и диэтиловый эфир, нитрилы, например ацетонитрил, а также апратонные полярные растворители, такие как сульфолан, нитрометан, диметилформамид, диметилацетамид, тетраметилмочевина, амид гексаметилфасфарной кисло 5 ты и диметилсульфаксид, особенна предпочтительно спирты, например моноили полифункциональные, неэамещенные или замешенные алифатические спирты, например низшие алканалы, такие как метанол, пропанол, изопропанол и бутанол, а также циклогексанал, бен - зилоный спирт, монаметиланый эфир этиленгликоля, гликоль и пропан,3-диол, прежде нсего содержащий 1-4 ато ма углерода, спирт, например метанол, а также диацетоновый спирт, Фаран, диацетонамин, триацетанамин и мезитилоксид. Пригодны и смеси указанных растворителей. 30П р и м е р 1. Суспензию, состоящую из 11 г хлористого аммония, 340 г ацетона и 64 г метанола, насыщают аммиаком в течение 12 ч при 13-17 С. После этого полученное бесцветное масло прибавляют к 350 г ацетона и при перемешивании выдерживают 15-20 ч при 50-55 ОС. Удаляют избыток растворителей н вакууме и к красноватому остатку прибавляют 36 г воды, Лачинающуюся при 0-5 С кристаллизацию заверо, . 40 шают двухчасовым перемешнванием. П р и м е р 8, Суспензию щую из 11 г хлористого амма ацетона и 64 г метанола, на миакам н течение 4 ч при 13 полученному бесцветному масл ляют 900 г ацетона и при пе нии выдерхивают 15-20 ч при Через б ч значение РЛ раств дят до 8,5-8,6 введением пр иа 23 г газообразного хлори водорода. В конце реакции з Получают 286 г (82) 2,2,б,б-тетраметил-аксапиперидин -гидрата,т.пл.55-60 С в виде слабо-желтых 1кри ст аллан,Продукт получают н виде ок салат а стемпературой разложения 180 ОС, еслиреакционную смесь нейтрализуют щавелевой кислотой.П р и м е р 2. Поступают аналогично примеру 1, однако на второй стадии прибавляют вместе с ацетоном1,3 г эфирата трехфтористого бора.Получают 84,6 2,2,6,б-тетраметил-оксопиперндина.П р и м е р 3. Поступают аналогично примерУ 1, но вместо хлористогоаммония применяют 1,3 г эфирата трехФтористого бора. За второй стадиипроцесса к реакционной смеси прибавляют вместе с ацетонам 11 г хлористого аммане 1 я,П р и м е р ы 4-7. Суспензию, состоящую иэ 11 г хлористого аммония,340 г ацетона и 64 г метанола, насыщая т аммиакам н течение 12 ч при 1317 С, полученное бесцветное маслоприбавляют к 900 г ацетона и выдерживают при перемешивании 15-20 ч прис50-55 С. После первых б ч к растворуприбавляют па каплям в течение 1-2 ч70 г 97-най серной кислоты. В концереакции значение рЛ реакционной смеси доводят в течение 1-2 ч 97-нойсерной кислотой до 4,5 в .,Полученную суспензию гедросульфата2,2,б,б-тетраметил 4-окслеипеоидинаофильтруют при 5-10 С и промывают ацетоном, Получают 655 г гидросульфата,что соответствует 381 г 2,2,6,6-тетраметил-аксапиперицина. Процесс ведут, как указано раньше,однако на нтсрай стадии применяют указанные в таблице количества ацетонаи серной кислоты,РЛ реакционной смеси доводят хлористым нодорадом в течение 1-2 ч до 5-6 Получаемую суспензию гидрахлорида 2, ,2,б,б-тетраметил-оксапиперидина фильтруют и промывают ацетоном. Полу чают 400 г гидрахлорида, что соответ ствует 293 г 2,2,б,б-тетраметил-ок сопиперидина.Иэ маточного раствора выделяют ле отганки воды и метанола и разб ление 1 остатка ацетоном еще 95 г гид.70,0 г 2,2,б,б-тетраметил-оксопиперидина.П р и м е р 9. В смесь, состоящую из 126 г ацетона, 22,5 г метанола-и 4,7 г хлористого аммония, вводятв течение 4 ч при 13-17 ОС 40 г аммиака. Реакционную смесь перемешиваютеще 30 мин при той же температуре иприбавляют 220 г диацетонового спирта и 110 г ацетона, нагревают в течение 1 ч до 55 С и выдерживают 12 чпри этой температуре. После фракционированной перегонки получают 125 г2,2,б,б-тетраметил-оксопиперидина.П р и м е р 10. Суспенэию, состоящую иэ 11 г хлористого аммония,340 г ацетона и 64 г метанола, насыщают аммиаком в течение 4 ч при 1317 С. К полученному бесцветному маслу прибавляют 900 г ацетона и при перемешивании выдерживают 15-20 ч при50-55 С. 20. Полученная реакционная смесь содержит (по данным ГЖХ) 378 г 2,2,6,6-тетраметил-оксопиперидина которыйвыделяют перегонкой.П р и м е р 11. Суспензию, состоящую из 11 г хлористого аммония,340 г ацетона и 4 г 20-ного водногораствора сульфида аммония, насыщаютаммиаком в течение 4 ч при 13-17 С,а затем процесс ведут аналогично примеру 10. Реакционная смесь содержитв конце реакции 450 г триацетонамина.П р и м е р 12. Суспенэию, состоящую иэ 11 г хлористого аммония, 340 гацетона и 1 г йодида калия, насыщают 35в течение 4 ч аммиаком, а затем процессведут аналогично примеру 10. Реакционная смесь содержит 400 г триацетонамина,Р и м е Р 13Поступают аналогично примеру 10, однако вместо метанола применяют 64 г диоксана, Реакционная смесь содержит 314 г триацетонамина.П р и м е р 14. ПостУпают аналогично примеру 10, однако вместо метанола применяют 64 г этанола. Реакционная смесь содержит 363 г триацетонаминаП р и м е р 15. Поступают аналогично примеру 10, однако вместо метанола применяют 64 г изопропанола. Реакционная смесь содержит 350 г триацетонамина.П р и м е Р 16. Поступают аналогично примеру 10, но вместо метанолаприменяют 64 г диметилформамида. Реакционная смесь содержит 350 г триацетонамина,П р и м е р 17. Поступают аналогично примеру 10, однако без прибавления метанола. Реакционная смесь содержит 336 г триацетонамина.П р и м е р 18. Суспензию, состоящую из 11 г хлористого аммония,340 г ацетона и 64 г метанола, насы 217 8щают аммиаком в течение 4 ч при 13- 17 С. К полученному бесцветному маслу прибавляют 1360 г ацетона и при перемешивании выдерживают 15-20 ч прио50-55 С. Реакци юная смесь содержит 420 г триацетонамина.П р и м е р 19, Поступают аналогично примеру 10, однако после прибавления 900 г ацетона перемешивают б ч при 50-55"С и затем 3 ч при сильной дефлегмации (при 56-60 "С). Получаемая реакционная смесь содержит 337 г триацетонамина.П р и м е р 20, Поступают аналогично примеру 10, однако вместо 11 г хлористого аммония применяют 5,5 и 38. г хлористого аммония, соответственно получают 220 и 381 г триацетонамина в реакционной смеси,П р и м е р 21, Раствор, состоящий из 340 г ацетона, 64 г метанола и10 мл 65-ной азотной кислоты, насыщают аммиаком в течение 4 ч при 13-17 С,Полученное бесцветное масло разбавляют 900 г ацетона и выдерживают при перемешивании в течение 15-20 ч при 5055 С.Реакционная смесь содержит (по данным ГЖХ) 385 г 2,2,6,6-тетраметил-оксопиперидина, который выделяют перегонкой,П р и м е р 22. Раствор, состоящий из 16 г уксусной кислоты, 340 гацетона и 64 г метанола, подвергаютвзаимодействию с аммиаком аналогичнопримеру 1. Получают 275 г гидрата 2,,2,б,б-,тетраметил-оксопиперидина ст. пл. 55-59 С.П р и м е р 23 В смесь, состоящую иэ 126 г ацетона, 225 г метанолаи 6,1 г бенэойной кислоты, вводят 40 гаммиака в течение приблизительно 4 чпри 13-15 С. Смесь перемешивают еще30 мин при той же температуре, прибавляют 350 г ацетона, нагревают в тече-ние 1 ч до 55 ОС и выдерживают 12 чпри этой температуре. После фракционной перегонки получают 122 г триацетонамина.П р и м е р 24. В смесь, состоящую из 7.,2 г гидрохлорида диметиламина, 126 г ацетона и 22,5 г метанола,;вводят 40 г аммиака в течение 4 чпри 13-15 дС,Последующий процесс,обработку реакционной смеси, ведут аналогично примеру 9 и получают 120 гтриацетонамина.П р и и е р 25. В смесь, состоящую из 126 г ацетона, 22,5 г метано- .ла и 13,8 г гидрохлорида триэтиламина, вводят 40 г аммиака в течение 4 чпри 13-15 С. Реакционную смесь перемешивают 30 мин при той же температуре, затем прибавляют 250 г ацетона,нагревают в течение 1 ч до 55 С и выдерживают 12 ч при этой температуре,Полученная реакционная смесь (по данным ГЖь) содержит 130 г триацетонамина.670 Составитель А, ОрловРедактор О, Кузнецова Техред.О. Андрейко КорректорВ.Синицкая Заказ 3510/50 Тираж 512 Подписное ЦИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 1. Способ получения 2, 2, 6, 6-тетраметил-оксопиперидина на основе аце-,тона и аммиака в присутствии катализатора, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения выхода целевого продукта и расширения сырьевой базы, ацетон или его смесь с диацетоновым спиртом или продуктом кислой конденсации ацетона подвергают каталитической конденсации с аммиаком в присутствии катализатора - протонной кислоты или ее соли с аммиаком или аэотсодержащим органическим основаниемили трехфтористого бора,2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что используют 0,212 мол. катализатора, считая на применяемый ацетон,3. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что применяют аммониевую соль хлористоводородной, бромистоводородной, йодистоводородной, азот 217 10ной, бенэолсульфоновой, и-толуолсульфоновой, метансульфоновой, дихлорили циануксусной кислоты.4. Способ по п, 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что применяют сольхлористоводородной, бромистоводородной, йодистоводородной, азотной, бензолсульфоновой, п-толуолсульфоновой,метансульфоновой, дихлорсульфоновой,или циануксусной кислоты с триэтиламином.5, Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что в качестве протонной кислоты применяют хлористоводород.ную, муравьиную, уксусную, малоновую,янтарную, малеиновую, бенэойную, коричную, бензолсульфоновую, или и-толуолсульфоновую кислоту.Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе1. Заявка ФРГ 9 1695753,кл. 12 р 1/01, 1971.2. Авторское свидетельство СССРР 520357, кл. С 07 Э 29/20,18,07.72.