CN101353311A - 制备氨基苯甲酸酯的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明在此提供了制备氨基苯甲酸酯的方法，即制备醇有机化合物的氨基苯甲酸酯的方法。在一方面，提供了制备氨基苯甲酸酯的方法，包括步骤：(a)提供包含氨基苯甲酸烷基酯、醇试剂和合适的酯交换催化剂的反应混合物；(b)在反应混合物中引入辅助醇；和(c)将反应混合物暴露在能有效提供包含氨基苯甲酸酯的最终产物混合物的条件下。

Description

制备氨基苯甲酸酯的方法
技术领域
本发明一般性涉及制备氨基苯甲酸酯的方法。更具体地，本发明一般性涉及制备含有一个或多个羟基的醇有机化合物的氨基苯甲酸酯的方法。在某些实施方案中，醇有机化合物具有含2-300个重复单元的低聚或聚合骨架。
背景技术
氨基苯甲酸酯可在诸如但不限于涂料、粘合剂、可浇铸高弹体、模塑制品以及环氧型材料的柔韧剂或增韧剂的各种应用中用作低聚胺硫化剂(curative)。制备这些有机酯的反应一般是诸如方程式1中所示的酯交换反应，其中氨基苯甲酸烷基酯(1)在催化剂(未示出)存在下与醇试剂(2)反应，形成氨基苯甲酸酯(3)，以及相应的副产物烷基醇(4)。该反应一般是在采用过量的某一种反应剂时几乎完全反应的平衡反应，并通过例如蒸馏或分馏从反应混合物中除去产物。
Figure A20081013370200041
方程1
可用于制备氨基苯甲酸酯的一种氨基苯甲酸烷基酯是4-氨基苯甲酸乙酯，也称为苯唑咔因(benzocaine)。然而，4-氨基苯甲酸乙酯的较高蒸气压可能引起其从反应混合物中损失掉，从而导致氨基苯甲酸酯最终产物的产率降低，以及固体4-氨基苯甲酸乙酯在反应装置中的沉积。结果，典型的工业实践是采用诸如4-氨基苯甲酸丁酯(也称为氨苯丁酯(butamben))的较低挥发性试剂，它可分开加入到反应混合物中，或在反应混合物中就地形成。使用4-氨基苯甲酸丁酯制备氨基苯甲酸酯有一些缺点。在现阶段而言，4-氨基苯甲酸丁酯是经济性不如4-氨基苯甲酸乙酯的试剂。此外，4-氨基苯甲酸丁酯与醇试剂的反应比4-氨基苯甲酸乙酯与醇试剂的反应慢得多。
避免从反应混合物中损失4-氨基苯甲酸乙酯的另一个解决方案可以是在反应混合物中引入诸如例如甲苯或二甲苯的烃溶剂。烃溶剂提供了回流，从而使试剂保持在反应混合物中，并提高反应效率。然而，这种方案一般要求诸如例如通过汽提从最终产物中除去这些溶剂的额外步骤。此外，由于许多这些溶剂对健康有害，而且因为它们的化学性能与反应中存在的试剂、副产物和产物有很大不同，因此一般需要将它们去除到非常低的含量，以制备可商用的产物。
尽管氨基苯甲酸酯和其它有机酯的制备是现有技术公知的，但本领域技术人员仍在寻求制备氨基苯甲酸酯的改进方法。例如，美国专利6,111,129即’129专利提出了可用作制备聚氨酯脲用的固化剂的链烷二醇-二氨基苯甲酸酯的制备。该链烷二醇-二氨基苯甲酸酯通过对氨基苯甲酸烷基酯与未聚合的二醇(对氨基苯甲酸烷基酯与二醇的化学计量比一般至少为2∶1或更高)在酯交换催化剂存在下的酯交换反应制备。该’129专利公开了苯唑咔因作为可用于反应中的对氨基苯甲酸烷基酯。该’129专利还提出了通过用醇结晶对链烷二醇-二氨基苯甲酸酯进行后续提纯。
类似地，美国专利4,732,959即’959专利提出了通过聚异氰酸酯与聚酯多元醇的对氨基苯甲酸酯衍生物的反应制备聚(氨酯)脲酰胺。该后者衍生物通过聚酯多元醇与氨基苯甲酸烷基酯的酯交换制备。该’959专利的实施例1提出了内酯型聚酯多元醇与对氨基苯甲酸乙酯或苯唑咔因的酯交换反应，以及反应副产物或乙醇在形成后的去除。实施例1还提出了通过在真空下将反应混合物加热到200℃3小时而除去反应混合物中未反应的苯唑咔因，以提供聚酯多元醇衍生物。
美国专利5,792,800即’800专利讨论了氨基苯甲酸酯用作橡胶-电线粘合促进剂。该’800专利的实施例1描述了通过苯唑咔因与1-十八烷醇以1∶1的化学计量比在含有混合二甲苯的反应混合物中的酯交换反应制备4-氨基苯甲酸十八烷基酯。
参考文献“普鲁卡因制备方法的进展(Development of the Method ofNovacain Production)”，M.G.Abdullaev，Pharmaceutical ChemistryJournal，Vol.35，No.10(2001)，pp.556-559即“Abdullaev”提出了用对硝基苯甲酸乙酯作为起始试剂，通过采用对氢化反应和酯交换反应都具有活性的催化剂体系，同时进行这两种反应，从而合成普鲁卡因。该同时反应在较低温度即约45℃下进行。由于该较低温度，反应混合物中4-氨基苯甲酸乙酯的挥发性以及反应装置中4-氨基苯甲酸乙酯固体的沉积可以忽略。
因此，需要一种用氨基苯甲酸烷基酯制备醇有机化合物的氨基苯甲酸酯的方法，该方法没有氨基苯甲酸烷基酯的挥发性带来的产率降低、反应时间慢和/或操作上的问题。
发明内容
本发明一方面提供了一种满足这一需求的制备含有下式(I)(NH2C6H5COO)xR2(OH)y的醇有机化合物的氨基苯甲酸酯的改进方法，其中R2是直链或支链的、取代或未取代的含有3-300个碳原子的烷基和/或亚烷基，且其中x和y各自独立地是0-100的数，条件是x或y不同时为0，其中该方法包括以下步骤：(a)提供包含含有下式(II)NH2C6H4COOR1的氨基苯甲酸烷基酯(其中R1是含1-20个碳原子的烷基)、含有下式(III)(HO)nR2的醇试剂(其中R2是直链或支链的、取代或未取代的含有3-300个碳原子的烷基和/或亚烷基，且n是表达式“x+y”的和)以及辅助醇(其中辅助醇的蒸汽压大于氨基苯甲酸烷基酯和氨基苯甲酸酯的蒸汽压)的反应混合物，和(b)将该反应混合物暴露于能有效提供包含该氨基苯甲酸酯的最终产物混合物的条件下。
另一方面，本发明提供了一种制备氨基苯甲酸酯的方法，包括以下步骤：(a)提供包含氨基苯甲酸烷基酯和醇试剂的反应混合物；(b)在反应混合物中引入辅助醇，其中辅助醇的沸点低于氨基苯甲酸烷基酯的沸点和氨基苯甲酸酯的沸点；和(c)将反应混合物加热到120℃或更高温度足够长时间以制备包含氨基苯甲酸酯的最终产物混合物。在一个具体实施方案中，步骤(b)在至少部分步骤(a)期间进行。
在又一个方面，本发明提供了一种制备氨基苯甲酸酯的方法，包括以下步骤：(a)提供包含氨基苯甲酸烷基酯和醇试剂的反应混合物；(b)在反应混合物中引入辅助醇，其中反应混合物中的至少部分辅助醇反应，以提供醇副产物，且其中醇副产物的蒸汽压高于辅助醇的蒸汽压；和(c)将反应混合物暴露在能有效提供包含氨基苯甲酸酯的最终产物混合物的条件下。在某些实施方案中，反应混合物中的至少部分辅助醇反应，以提供醇副产物，其中醇副产物的蒸汽压高于辅助醇的蒸汽压。
附图说明
图1比较了实施例4所述方法的4-氨基苯甲酸乙酯和氨苯下酯与聚(四氢呋喃)的反应速率。
图2提供了实施例5中获得的各种馏出液试样的气相色谱(“GC”)分析结果。
具体实施方式
这里描述的方法是由氨基苯甲酸烷基酯制备醇有机化合物的氨基苯甲酸酯的改进方法，该方法可避免由于从反应混合物中损失氨基苯甲酸烷基酯试剂而带来的产率降低、反应时间慢和/或操作问题。此处描述的方法通过在反应混合物中引入沸点低于氨基苯甲酸烷基酯的沸点和氨基苯甲酸酯的沸点的辅助醇来避免这些问题。此处所用术语“辅助醇”指与氨基苯甲酸烷基酯试剂反应，形成比该醇本身以及反应混合物中的醇试剂更具挥发性的醇副产物的醇。
在一个具体实施方案中，加入到反应混合物中的辅助醇是1-丁醇，且氨基苯甲酸烷基酯是4-氨基苯甲酸乙酯。1-丁醇辅助醇比反应混合物中的4-氨基苯甲酸乙酯和醇试剂更容易挥发，从而提供了回流。虽然不受理论的约束，但据信这种回流避免了4-氨基苯甲酸乙酯离开反应混合物以及在顶部管道和装置上形成固体沉积物。此外，至少部分1-丁醇与4-氨基苯甲酸乙酯反应，提供醇副产物或乙醇。由于1-丁醇比乙醇更不容易挥发，所以能从反应混合物中选择性去除乙醇，而不会显著损失1-丁醇。在某些实施方案中，一旦大部分乙醇副产物被去除，则能去除1-丁醇。
这里描述的方法提供了优于其它现有方法的一个或几个以下优点。首先，该方法可以允许使用成本较低的试剂。例如，在某些实施方案中，该方法可采用4-氨基苯甲酸乙酯试剂，而非常用的4-氨基苯甲酸丁酯试剂。目前，4-氨基苯甲酸乙酯比4-氨基苯甲酸丁酯便宜。其次，这里描述的方法可避免使用诸如甲苯、二甲苯、苯、己烷等的烃溶剂。相反，在这里描述的方法中，苯甲酸烷基酯与辅助醇的反应的副产物(例如作为4-氨基苯甲酸乙酯与辅助醇1-丁醇间的反应的副产物的乙醇)更容易从最终产物混合物中去除，和/或不成为最终产物混合物中的有害杂质。相信辅助醇提供了反应期间反应混合物中的回流，而且不像烃溶剂那样会与氨基苯甲酸烷基酯进一步反应，从而降低反应混合物中存在的氨基苯甲酸烷基酯的数量。在某些实施方案中，辅助醇本身以及辅助醇与氨基苯甲酸烷基酯的反应产生的醇副产物可容易地用蒸馏、分馏、汽提或其它手段从反应混合物去除。这里描述的方法还降低了诸如4-氨基苯甲酸乙酯的氨基苯甲酸烷基酯从反应器损失和/或固体氨基苯甲酸烷基酯及其反应产物在反应器装置上沉积的风险。
方程式2描述了用于形成含有氨基苯甲酸酯(3)的最终产物混合物的这里描述的方法的一个实施方案。在方程式2中，氨基苯甲酸烷基酯(1)和醇试剂(2)形成反应混合物。将具有式R3OH(其中R3指含有1-14个碳原子的烷基或亚烷基)且沸点低于氨基苯甲酸烷基酯(1)和氨基苯甲酸酯(3)的沸点的辅助醇(5)引入到反应混合物中。辅助醇(5)与氨基苯甲酸烷基酯(1)和醇试剂(2)反应，从而形成醇副产物(4)。辅助醇(5)和醇副产物(4)可容易地用蒸馏、分馏、汽提或其它手段从反应混合物去除。为了便于辅助醇(5)以及氨基苯甲酸烷基酯(1)的反应产生的醇副产物(4)的去除，优选在部分或完全真空下进行部分反应。
Figure A20081013370200081
方程2
反应混合物含有至少一种氨基苯甲酸烷基酯。合适的氨基苯甲酸烷基酯包括具有下式(II)：NH2C6H4COOR1的那些。在式(II)中，R1是含有1-20，或1-12，或1-4个碳原子的烷基部分，其是直链或支链的，诸如但不限于甲基、乙基、丙基、丁基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基及其异构体。此处所用术语“烷基”还适用于诸如卤代烷基、烷芳基或芳烷基的其它基团中所含的烷基部分。在某些实施方案中，氨基苯甲酸烷基酯可以是4-氨基苯甲酸甲酯、4-氨基苯甲酸丁酯、4-氨基苯甲酸乙酯或它们的组合。在一个优选实施方案中，氨基苯甲酸烷基酯是4-氨基苯甲酸乙酯。反应混合物中存在的氨基苯甲酸烷基酯的量可为0.1-2.0，或0.5-1.1，或0.8-1.0当量每当量醇试剂中的多元醇羟基基团。
在某些优选实施方案中，氨基苯甲酸烷基酯具有1-4个碳原子。在这些实施方案中，采用烷基中具有较少碳原子的氨基苯甲酸烷基酯缩短了提供最终产物混合物的反应时间。例如，在其中氨基苯甲酸烷基酯试剂是4-氨基苯甲酸乙酯而非4-氨基苯甲酸丁酯的实施方案中，4-氨基苯甲酸乙酯与醇的反应时间比4-氨基苯甲酸丁酯与醇的反应时间显著短。在这些实施方案中，较低分子量的氨基苯甲酸烷基酯不仅提供了高于较高分子量的4-氨基苯甲酸烷基酯的固有反应速率，而且当在反应混合物中引入辅助醇以提供连续回流时，反应可在例如120℃或更高的较高温度下进行，而不会从反应混合物中损失氨基苯甲酸烷基酯，从而进一步缩短反应时间。
反应混合物还含有至少一种醇试剂。醇试剂的分子量可在60-10,000，或200-5,000，或500-2,000范围内。示例醇试剂包括诸如但不限于聚(四氢呋喃)、聚(丙二醇)、1，4-丁二醇及其组合的低聚或聚合醇或多元醇。其它示例醇试剂包括具有下式(III)：(OH)nR2的化合物，其中R2可以是烷基和/或亚烷基的任何直链或支链的组合，可以是取代或未取代的，n是所连羟基的数目。此处所用术语“取代的”指烷基和/或亚烷基可含有诸如氧、氮、硫和/或除碳原子外的其它原子的一个或多个其它元素原子。在某些实施方案中，一个或多个烷基和/或亚烷基可被氧原子取代。合适的R2基团的实例可包括但不限于-(CH2)11-CH3-、-CH2-CH2-CH2-、-[CH2-CH2-CH2-CH2-O]m-CH2-CH2-CH2-CH2-和-[CH2-CH2-O]m-CH2-CH2-，其中m指重复单元数。在一个优选实施方案中，醇是聚(四氢呋喃)。在这里描述的方法中，优选醇有足够的不挥发性，以允许优先去除辅助醇和醇副产物。换言之，反应混合物中所用醇试剂优选具有高于辅助醇和醇副产物以及反应混合物中的一种或多种试剂的沸点。例如，在一个实施方案中，反应混合物中含有4-氨基苯甲酸乙酯、羟基数为112mgKOH/g的聚(四氢呋喃)和-1丁醇。在该实施方案中，聚四氢呋喃在150℃温度下具有低于10mm汞柱的蒸汽压，该温度高于1-丁醇的标准沸点即116℃以及4-氨基苯甲酸乙酯与1-丁醇或乙醇间反应的醇副产物的标准沸点(82℃)。
在这里描述的方法中，氨基苯甲酸烷基酯与醇试剂间的至少部分反应在至少一种辅助醇存在下进行。辅助醇可存在于反应混合物本身中，或可在氨基苯甲酸烷基酯与醇试剂的反应开始前、反应期间和/或反应后引入。基于此，可在反应开始前加入全部或部分的醇、在反应步骤期间连续加入或二者组合。在优选的实施方案中，辅助醇是具有式R3OH的醇(其中R3是具有1-14个碳原子，或2-8个碳原子的烷基或亚烷基)，例如但不限于正丁醇、异丙醇、乙醇、正丙醇、甲醇、2-丙醇、丙醇、异丁醇、戊醇、异戊醇、2-乙基-1-己醇、2-甲基-1-丁醇及其组合。在上述辅助醇中，优选的是辅助醇本身和/或反应混合物中一种或多种试剂的反应的醇副产物，且辅助醇应很容易从最终产物混合物中去除，而不会损害最终产物。在作为选择的实施方案中，辅助醇可以5wt％最终产物混合物或更低，或0.5wt％最终产物混合物或更低的量存在于最终产物混合物中。存在于反应混合物中的辅助醇的量可为0.1-5.0，或0.1-2.0或0.5-2.0摩尔每摩尔氨基苯甲酸烷基酯。在一个具体实施方案中，反应混合物中辅助醇与氨基苯甲酸烷基酯的化学计量比为1.0∶1.0。
氨基苯甲酸烷基酯与醇试剂的反应在适合于酯交换反应的催化剂存在下进行。存在于反应混合物中的催化剂的量为足以促进氨基苯甲酸烷基酯与醇试剂间的反应的量，且可在约0.001-约10wt％，或约0.001-约5wt％，或约0.005-约0.01wt％范围内。可用于这里描述的方法的合适酯交换催化剂的实例包括但不限于辛酸亚锡、草酸亚锡、二丁基锡二月桂酸酯、二辛基锡二月桂酸酯、二丁基锡二-2-乙基己酸酯、钛酸四异丙酯、钛酸四丁酯、钛酸四-2-乙基己酯、二丁基锡二月桂基硫醇盐、二丁基锡二异辛基巯基乙酸酯、二辛基锡二月桂基硫醇盐、二甲基锡二月桂基硫醇盐、二甲基锡二异辛基巯基乙酸酯、二丁基锡氧化物、丁基锡酸及其组合。
反应混合物暴露在足以提供含有氨基苯甲酸烷基酯的最终产物混合物的条件下。在某些实施方案中，最终产物混合物含有作为主要组分的、具有下式(I)：(NH2C6H4COO)xR2(OH)y的氨基苯甲酸酯，其中R2是直链或支链的、取代或未取代的含有3-300个碳原子的烷基和/或亚烷基，且x和y各自独立地是0-100的数，且x或y不能同时为0。在式(I)中，x是酯化的羟基数，y是未酯化的羟基数。在其中醇试剂具有式(III)或(OH)nR2的实施方案中，式(I)中的表达式“x+y”的和等于羟基单元的总数或式(III)中的“n”。最终产物混合物可含有纯酯(例如上式中y＝0)，或其中化合物上的醇官能团已经酯化到不同程度的品种的混合物。在后者的实施方案中，最终产物混合物可含有部分和全部酯化的材料(NH2C6H4COO)x(OH)n-xR2，使x＝1至n或加入反应混合物的醇试剂上的羟基数。
存在许多可实施这里描述的方法的途径。在某些优选实施方案中，将反应混合物加热到足以使其中所含试剂反应并形成反应混合物和最终产物混合物中所含反应溶剂和试剂的一种或多种副产物的某一温度达一段时间。根据反应混合物中所含的试剂，反应温度可在80℃-200℃，或120℃-200℃，或120℃-180℃范围。反应时间可在约0小时或瞬时-约100小时，或约0-约60小时，或约4-约48小时。在某些实施方案中，氨基苯甲酸烷基酯可通过诸如蒸馏、色谱法、重结晶和/或滴定的标准方法从最终产物混合物中除去。在其它实施方案中，最终产物混合物中氨基苯甲酸烷基酯的百分比产率可足够高，以避免需要额外的处理步骤。在这些或其它实施方案中，最终产物混合物中未反应材料的量可由于该材料的挥发性而足够低(例如最终产物混合物的5wt％或更低)，或可由于该材料是产物中可接受的杂质而保留在最终产物混合物中。
在一个实施方案中，允许试剂(例如氨基苯甲酸烷基酯、醇试剂、辅助醇以及酯交换催化剂)在总回流条件下的适当温度和压力下反应足够长时间，以实现氨基苯甲酸烷基酯与辅助醇、醇试剂或二者的明显反应。这种转化在反应器中氨基苯甲酸烷基酯的浓度降低到其挥发性对于操作性或产率不再成为问题的点时就足够了。由于这些反应一般受到平衡的限制，因此在该实施方案中可能需要使用较高含量的辅助醇，以实现氨基苯甲酸烷基酯浓度降低到要求的程度。一旦实现了氨基苯甲酸烷基酯的这种消耗，回流就能消除，辅助醇和醇副产物就都能作为顶部冷凝液除去，以便去除平衡约束，驱动期望的反应向前。
在某些优选实施方案中，该方法用蒸馏方法进行。在这些实施方案中，可选择性去除辅助醇与一种或多种试剂间的反应副产物，同时在反应混合物中保留至少部分辅助醇。例如，在其中反应混合物含有4-氨基苯甲酸乙酯和1-丁醇的实施方案中，可分馏顶部蒸汽，使乙醇(4-氨基苯甲酸乙酯与1-丁醇和/或醇试剂间的反应副产物)优先从反应混合物除去，而1-丁醇回流。在这些实施方案中，蒸馏装置的布置优选使反应器和柱之间的所有管道被回流润湿，或保持在4-氨基苯甲酸乙酯的熔点(88℃)以上，以最小化固体4-氨基苯甲酸乙酯的沉积。在这些实施方案中，乙醇副产物优先从反应混合物开始除去，然后是1-丁醇辅助醇。一旦大部分醇副产物通过分馏除去，回流就能消除，辅助醇和残余量的副产物醇就都能作为顶部冷凝液除去，以便去除平衡约束，并驱动期望的反应向前。在该实施方案中，在顶部冷凝的1-丁醇辅助醇将足够的纯，使其能再次用于后续批料。
这里描述的方法可用诸如发明内容和权利要求中的某些字母描述。这并不意味着暗示了先后次序。事实上，除非另外指出，方法或处理步骤可以各种不同顺序进行，例如同时、依次等。
这里描述的方法将参考以下实施例更详细地举例说明，但应该理解并不认为该方法受此限制。
实施例
对于以下实施例，气相色谱(“GC”)分析在30m×0.25mm×0.25μmHP5-MS毛细管柱上进行。对实施例的NMR分析在Bruker DXR 400FT-NMR光谱仪上，以470.67.4MHz(19F)、500.29MHz(1H)操作获得。化学位移参考CFCl3溶剂。
对比例1：由4-氨基苯甲酸乙酯纯实验室制备平均分子量为1000的聚(四氢呋喃)的4-氨基苯甲酸二酯
将4-氨基苯甲酸乙酯(47.08g)和聚(四氢呋喃)(147.40g羟基数为112.0的材料)加入装有磁性搅拌棒、氮气喷气口和水冷顶式冷凝器以及迪安-斯达克榻分水器组件的250mL圆底烧瓶中。用氮气吹扫反应器。加入四(正丁醇)钛(IV)(0.18g)，并将反应器内容物在常压下搅拌加热到165℃。反应在165-171℃下保持24小时，并周期性取样进行后续的4-氨基苯甲酸乙酯转化。24小时后停止反应，残余4-氨基苯甲酸乙酯浓度为2.8wt％。考虑取样损耗的最终产率为理论值的95％。然而，导入迪安-斯达克榻分水器的1/2”玻璃管的大致1”长完全被针状晶体接通。它们溶解在甲醇中并用气相色谱法分析，并证实基本上是纯的4-氨基苯甲酸乙酯。
实施例2：用1当量1-丁醇由4-氨基苯甲酸乙酯实验室制备平均分子量为1000的聚(四氢呋喃)的4-氨基苯甲酸二酯
将4-氨基苯甲酸乙酯(46.94g)、聚(四氢呋喃)(147.5g羟基数为112.0的材料)和1-丁醇(20.91g)加入装有磁性搅拌棒、氮气喷气口和水冷顶式冷凝器以及迪安-斯达克榻分水器组件的250mL圆底烧瓶中。用氮气吹扫反应器。加入四(正丁醇)钛(IV)(0.18g)，并将反应器内容物在常压下搅拌加热到150℃。反应在150-157℃下保持16小时，并周期性取样进行后续的4-氨基苯甲酸乙酯转化。在此点使反应器温度升高到165-170℃并再保持76小时，此时存在0.09wt％的残余4-氨基苯甲酸乙酯和1.60wt％的残余4-氨基苯甲酸丁酯。考虑取样损耗的最终产率为理论值的96％。不像对比例1，顶部玻璃器皿中没有观察到固体沉积物。
实施例3：用1当量2-乙基己醇由4-氨基苯甲酸乙酯以1升级实验室制备平均分子量为1000的聚(四氢呋喃)的4-氨基苯甲酸二酯
将4-氨基苯甲酸乙酯(165.2g)、聚(四氢呋喃)(507.3g羟基数为115.2的材料)和2-乙基己醇(130.3g)加入到装有直接驱动高速搅拌机、氮气喷气口、带有Propak不规则填充物的1英寸玻璃蒸馏柱和冷凝器以及可调节回流分配器组件的1升玻璃釜中。用氮气吹扫反应器，并搅拌加热内容物，在8.3mmHg绝对压力下回流。分离出约12mL蒸馏液，以保证反应器内容物基本不含水。加入丁醇钛(IV)(0.50g)，将绝对压力降低到60mmHg，并将反应器内容物搅拌再加热到回流(约150℃)。反应在150-170℃下共保持75小时。在最后24小时内用简单的釜对釜蒸馏组件代替蒸馏柱，并明显增强氮气吹扫，以帮助去除残余的2-乙基己醇。最终产物通过气相色谱法和13C NMR分析。2-乙基己醇和2-乙基己基-4-氨基苯甲酸酯的含量都低于0.1wt％。考虑由于取样损耗的最终产率基本为理论值的100％。顶部玻璃器皿中没有观察到固体沉积物。
实施例4：4-氨基苯甲酸乙酯和4-氨基苯甲酸丁酯与平均分子量为1000的聚(四氢呋喃)的反应速率比较
将4-氨基苯甲酸乙酯(0.225mol)和4-氨基苯甲酸丁酯(0.225mol)加入装有直接驱动高速搅拌机、氮气喷气口、带有Propak不规则填充物的1英寸玻璃蒸馏柱和冷凝器以及可调节回流分配器组件的1升玻璃釜中。加入聚(四氢呋喃)(228.3g羟基数为115.0的材料)和180mL二甲苯。二甲苯的作用是保持回流，以保留反应器中的4-氨基苯甲酸乙酯，同时允许乙醇和1-丁醇选出。真空下加热反应物料至完全回流(580mmHg绝对压力下150℃)，在顶部收集少量材料，以除去体系中的任何痕量水。然后加入丁醇钛(IV)(0.45g)，并恢复完全回流。一旦达到常压和156℃反应器温度下的稳定状态，就开始非常缓慢地去除蒸馏液，以便在醇形成时即予以去除。应该承认仍有少量二甲苯损耗。反应器温度通过逐步降低绝对反应器压力而保持在160-175℃。周期性取样并通过气相色谱法分析4-氨基苯甲酸乙酯和4-氨基苯甲酸丁酯内容物。数据以每种组分(任意单位)对半对数方式的时间绘制在图1中。这些结果表明4-氨基苯甲酸乙酯与聚(四氢呋喃)的反应速率比4-氨基苯甲酸丁酯大致快两倍。这证实了使用4-氨基苯甲酸乙酯代替4-氨基苯甲酸丁酯除了原料成本优势外，在缩短总体反应时间上的好处。
实施例5：用1当量1-丁醇由4-氨基苯甲酸乙酯来以商业规模制备平均分子量为1000的聚(四氢呋喃)的4-氨基苯甲酸二酯
将4-氨基苯甲酸乙酯(4960磅)、聚(四氢呋喃)(16020磅羟基数为109.4的材料)和1-丁醇(2244磅)加入到装有冷却盘管、三螺距叶片高速搅拌机和顶式蒸馏柱及冷凝器的工业夹套反应器中。对反应器内容物的分析表明含水率低于0.05％。加入丁醇钛(IV)(10磅)，并在约610mmHg绝对压力下将反应器内容物搅拌加热到150℃。保持完全回流直至顶部馏出物富含乙醇，这可通过顶部馏出物温度降到80℃以下来表明。此时开始去除馏出液。约3小时后就开始需要降低绝对压力，以保持反应器温度低于170℃，并最终保持需要节流的夹套的蒸汽速率。一旦馏出液停止馏出，就保持反应器在160-170℃，并用氮气喷射和搅拌以完成反应。从馏出液开始排出起共27小时后，残余4-氨基苯甲酸丁酯含量为2.0wt％，33小时后为1.2wt％。此时冷却并包装反应器内容物。最终产率为理论值的97％。顶部管路或分馏装置中未观察到固体沉积物。
从回流管路中取一组试样，此时测量馏出液的组成，并将这些试样的组成和温度分别以白色菱形和黑色圆圈示于图2中。这些实施例表明乙醇副产物可从4-氨基苯甲酸乙酯与1-丁醇或与聚(四氢呋喃)的反应中选择性去除，同时保留反应器中的大部分1-丁醇。
实施例6：用1当量1-丁醇由4-氨基苯甲酸乙酯实验室制备平均分子量为2000的聚(丙二醇)的4-氨基苯甲酸二酯
将4-氨基苯甲酸乙酯(82.6g)、聚(丙二醇)(536.8g羟基数为55.39的材料)和1-丁醇(55.6g)加入到装有直接驱动高速搅拌机、氮气喷气口、带有Propak不规则填充物的1英寸玻璃蒸馏柱和冷凝器以及可调节回流分配器组件的1升玻璃釜中。用氮气吹扫反应器，并搅拌加热内容物，在300mmHg绝对压力下回流。分离出约12g蒸馏液，以保证反应器内容物中基本不含水。加入丁醇钛(IV)(1.05g)，将绝对压力降低到300mmHg，并将反应器内容物搅拌再加热到回流(约170℃)。逐渐降低绝对压力以保持蒸出和回流。反应在170-175℃下共保持28.6小时；在约最后25小时内，绝对压力低于10mmHg。最终产物通过气相色谱法和13C NMR分析。测量出PABAs向产物酯的转化率为95.5％，并证实了单酯和二酯的身份。顶部玻璃器皿中未观察到固体沉积物。

Claims (16)

1.制备包含含有下式(I)(NH2C6H5COO)xR2(OH)y的氨基苯甲酸酯的最终产物混合物的方法，其中R2是直链或支链的、取代或未取代的含有3-300个碳原子的烷基和/或亚烷基，且其中x和y各自独立地是0-100的数，条件是x或y不能同时为0，该方法包括以下步骤：
(a)提供包含含有下式(II)NH2C6H4COOR1的氨基苯甲酸烷基酯，其中R1是含1-20个碳原子的烷基，含有下式(HO)nR2的醇试剂，其中n是表达式“x+y”的和，以及辅助醇的反应混合物，其中辅助醇具有大于氨基苯甲酸烷基酯和氨基苯甲酸酯的蒸汽压的蒸汽压；和
(b)将该反应混合物暴露于能有效提供包含氨基苯甲酸酯的最终产物混合物的条件下。
2.权利要求1的方法，其中反应混合物中氨基苯甲酸烷基酯与醇官能团的化学计量比小于2∶1。
3.权利要求1的方法，其中反应混合物中辅助醇与氨基苯甲酸烷基酯的含量比为0.1-5.0。
4.权利要求1的方法，其中反应混合物中辅助醇与氨基苯甲酸烷基酯的化学计量比为1.0∶1.0。
5.权利要求1的方法，其中R1含有1-12个碳原子。
6.权利要求5的方法，其中R1含有1-4个碳原子。
7.权利要求1的方法，其中氨基苯甲酸烷基酯是4-氨基苯甲酸乙酯。
8.权利要求4的方法，其中辅助醇是1-丁醇。
9.制备氨基苯甲酸酯的方法，包括以下步骤：
(a)提供包含氨基苯甲酸烷基酯和醇试剂的反应混合物；
(b)在反应混合物中引入辅助醇，其中辅助醇具有低于氨基苯甲酸烷基酯的沸点和氨基苯甲酸酯的沸点的沸点；和
(c)将反应混合物加热到120℃或更高温度足够长时间以制备包含氨基苯甲酸酯的最终产物混合物。
10.权利要求9的方法，其中步骤(b)在至少部分步骤(a)期间进行。
11.权利要求9或10的方法，其中步骤(b)在至少部分步骤(c)期间进行。
12.权利要求9的方法，其中步骤(c)使用蒸馏柱进行。
13.权利要求12的方法，还包括：(d)从步骤(c)除去醇副产物。
14.制备聚合醇的氨基苯甲酸酯的方法，包括以下步骤：
(a)提供包含氨基苯甲酸烷基酯、醇试剂和酯交换催化剂的反应混合物；
(b)在反应混合物中引入辅助醇，其中反应混合物中的至少部分辅助醇反应以提供醇副产物，且其中醇副产物具有高于辅助醇的蒸汽压的蒸汽压；和
(c)将反应混合物暴露在能有效提供包含氨基苯甲酸酯的最终产物混合物的条件下。
15.权利要求14的方法，其中还包括(d)从反应混合物中除去至少部分醇副产物，其中至少部分辅助醇保留在反应混合物中。
16.权利要求15的方法，其中除去步骤(d)使用蒸馏柱进行。
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