CN101679259B

CN101679259B - 生产4-甲酰氨基哌啶衍生物的方法

Info

Publication number: CN101679259B
Application number: CN2008800180670A
Authority: CN
Inventors: S·哈雷姆扎; T·贝格
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 2007-05-31
Filing date: 2008-05-28
Publication date: 2012-08-08
Anticipated expiration: 2028-05-28
Also published as: EP2155679A2; JP2010528087A; PL2155679T3; WO2008145673A3; US20100160637A1; SI2155679T1; ES2566147T3; EP2155679B1; CN101679259A; JP5528332B2; US8362254B2; WO2008145673A2

Abstract

本发明涉及一种生产式(I)的4-甲酰氨基哌啶衍生物及所述化合物的酸加成盐的方法，其包括使式(II)的4-氨基哌啶衍生物或所述化合物的酸加成盐在式(III)化合物存在下反应，本发明还涉及由此得到的式(I)的4-甲酰氨基哌啶衍生物在保护无生命的有机材料以对抗光的影响中的用途。

Description

生产4-甲酰氨基哌啶衍生物的方法

本发明涉及生产4-甲酰氨基哌啶衍生物的方法。此外，本发明涉及离析和后处理4-甲酰氨基哌啶衍生物的方法。此外，本发明涉及4-甲酰氨基哌啶衍生物在保护无生命的有机材料以对抗光的影响中的用途。本发明的其他实施方案可以在权利要求书、说明书和实施例中找到。不言而喻的是上述和下面将要描述的本发明主题的特征不仅可以用于在每种情况下具体描述的组合中，而且可以在不背离本发明范围下用于其他组合。

已知4-甲酰氨基哌啶衍生物(4-N-甲酰化4-氨基哌啶衍生物)通过使4-氨基哌啶衍生物与甲酸或甲酸酯反应而生产。EP 0 316 582 A1尤其公开了甲酸甲酯或甲酸乙酯的使用。对应于EP 0 316 582 A1，可以在这些方法中使用或不使用催化剂操作。EP 0 316 582 A1中所述催化剂是路易斯酸，尤其是原钛酸酯，具体是原钛酸丁酯。

如EP 0 316 582 A1所述，4-甲酰氨基哌啶衍生物如4-氨基-2，2，6，6-四烷基哌啶衍生物用作聚合物用光稳定剂。

US 4,789,757-A公开了氨基酸的N-甲酰化。该甲酰化通过在50-100℃的温度下加热氨基羧酸在甲酰胺中的悬浮液而进行。该N-甲酰化方法在甲酰胺高度过量下在惰性气氛中以80-100％的转化率进行。

此外，DD 230527A公开了在甲酸或甲酸盐存在下通过甲酰胺来甲酰化苯胺。以大于70％的转化率得到甲酰苯胺。

US 3,347,916描述了N-甲酰基化合物的制备。脂族或芳族伯或仲胺的甲酰化通过使该胺与甲酰胺反应而进行。所用催化剂是基于甲酰胺为10重量％的硼酸。基于甲酰胺为25-26％的转化率较低且形成的甲酰化产物必须提纯，这是昂贵的。

持续需要4-甲酰氨基哌啶衍生物的改进生产方法，其允许简单的反应控制并允许高转化率。此外，需要可以得到最可能纯的4-甲酰氨基哌啶衍生物的方法。

因此，本发明的目的是开发一种生产4-甲酰氨基哌啶衍生物的方法。另一目的是可以不使用潜在腐蚀性物质如甲酸而生产4-甲酰氨基哌啶衍生物。部分目的是发现一种反应控制简单且转化率高的方法。本发明的又一目的是发现一种允许生产最可能纯的反应产物的方法。

由本发明的公开内容可见，这些和其他目的由下面描述的本发明方法的各种实施方案实现。

因此，发现了一种生产式(I)的4-甲酰氨基哌啶衍生物以及这些化合物的酸加成盐的方法：

其中

n为1或2，

R¹、R²、R³和R⁴相互独立地相同或不同且为C₁-C₄烷基，或者R¹和R²或R³和R⁴一起为四亚甲基或五亚甲基，

R⁵为氢或C₁-C₄烷基，

R⁶为氢、氧、C₁-C₂₂烷基、C₃-C₂₂链烯基、C₁-C₂₂烷氧基、未取代或取代的C₇-C₁₂苯基烷基、C₁-C₂₂链烷酰基、C₂-C₃氰基烷基、C₁-C₂₂羟基烷基或C₂-C₂₂氨基烷基，和

-若n＝1-

Y为氢，C₁-C₂₂烷基，C₃-C₂₂链烯基，C₃-C₁₂环烷基或双环烷基，被氰基、羟基或C₁-C₄烷氧基取代的C₂-C₂₂烷基，被醚氧、氮或硫间隔的C₄-C₂₂烷基，未取代或取代的C₇-C₂₂苯基或二苯基烷基，未取代或取代的苯基，下式的基团：

或包含杂环基的C₁-C₂₂烷基，或

-当n＝2时-

Y为C₂-C₂₂亚烷基，C₅-C₂₂亚环烷基，C₈-C₁₄苯基亚烷基，亚苯基或被醚氧、氮、硫或5或6员杂环间隔的C₄-C₃₀亚烷基，

在该方法中，使式(II)的4-氨基哌啶衍生物或这些化合物的酸加成盐在式(III)化合物存在下反应：

其中

R⁷、R⁸相互独立地相同或不同且为氢、C₁-C₂₂烷基、C₃-C₂₂链烯基、未取代或取代的C₇-C₁₂苯基烷基或C₁-C₂₂链烷酰基。

对本发明而言，C_a-C_b形式的表述指具有特定碳原子数的化学化合物或取代基。碳原子数可以选自a-b的整个范围，包括a和b，a至少为1且b总是大于a。化学化合物或取代基的其他说明通过C_a-C_b-V形式的表述进行。V在这里是化学化合物类别或取代基类别，例如烷基化合物或烷基取代基。

卤素是氟、氯、溴或碘，优选氟、氯或溴，特别优选氟或氯，具体为氯。

具体而言，对各种取代基所给的集合性术语具有下列含义：

C_a-C_b烷基：具有a-b个碳原子的直链或支化烃基。

C₁-C₄烷基：具有至多4个碳原子的直链或支化烃基，例如C₁-C₂烷基或C₃-C₄烷基，优选C₁-C₂烷基，例如甲基、乙基，尤其是甲基，或C₃-C₄烷基，丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、1，1-二甲基乙基。

C₁-C₂₂烷基：具有至多22个碳原子的直链或支化烃基，优选C₄-C₂₂烷基，例如C₁-C₁₀烷基或C₁₁-C₂₂烷基，优选C₁-C₁₀烷基，例如C₁-C₃烷基，如甲基、乙基、丙基、异丙基，或C₄-C₆烷基，正丁基、仲丁基、叔丁基、1，1-二甲基乙基、戊基、2-甲基丁基、1，1-二甲基丙基、1，2-二甲基丙基、2，2-二甲基丙基、1-乙基丙基、己基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、1，1-二甲基丁基、1，2-二甲基丁基、1，3-二甲基丁基、2，2-二甲基丁基、2，3-二甲基丁基、3，3-二甲基丁基、2-乙基丁基、1，1，2-三甲基丙基、1，2，2-三甲基丙基、1-乙基-1-甲基丙基、1-乙基-2-甲基丙基，或C₇-C₁₀烷基，如庚基、辛基、2-乙基己基、2，4，4-三甲基戊基、1，1，3，3-四甲基丁基、壬基或癸基，以及它们的异构体。

C₃-C₂₂链烯基：具有3-22个碳原子和在任意所需位置的双键的不饱和直链或支化烃基，例如C₃-C₁₀链烯基或C₁₁-C₂₂链烯基，优选C₃-C₁₀链烯基，如C₃-C₄链烯基，如1-丙烯基、2-丙烯基、1-甲基乙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、1-甲基-1-丙烯基、2-甲基-1-丙烯基、1-甲基-2-丙烯基、2-甲基-2-丙烯基，或C₅-C₆链烯基，如1-戊烯基、2-戊烯基、3-戊烯基、4-戊烯基、1-甲基-1-丁烯基、2-甲基-1-丁烯基、3-甲基-1-丁烯基、1-甲基-2-丁烯基、2-甲基-2-丁烯基、3-甲基-2-丁烯基、1-甲基-3-丁烯基、2-甲基-3-丁烯基、3-甲基-3-丁烯基、1，1-二甲基-2-丙烯基、1，2-二甲基-1-丙烯基、1，2-二甲基-2-丙烯基、1-乙基-1-丙烯基、1-乙基-2-丙烯基、1-己烯基、2-己烯基、3-己烯基、4-己烯基、5-己烯基、1-甲基-1-戊烯基、2-甲基-1-戊烯基、3-甲基-1-戊烯基、4-甲基-1-戊烯基、1-甲基-2-戊烯基、2-甲基-2-戊烯基、3-甲基-2-戊烯基、4-甲基-2-戊烯基、1-甲基-3-戊烯基、2-甲基-3-戊烯基、3-甲基-3-戊烯基、4-甲基-3-戊烯基、1-甲基-4-戊烯基、2-甲基-4-戊烯基、3-甲基-4-戊烯基、4-甲基-4-戊烯基、1，1-二甲基-2-丁烯基、1，1-二甲基-3-丁烯基、1，2-二甲基-1-丁烯基、1，2-二甲基-2-丁烯基、1，2-二甲基-3-丁烯基、1，3-二甲基-1-丁烯基、1，3-二甲基-2-丁烯基、1，3-二甲基-3-丁烯基、2，2-二甲基-3-丁烯基、2，3-二甲基-1-丁烯基、2，3-二甲基-2-丁烯基、2，3-二甲基-3-丁烯基、3，3-二甲基-1-丁烯基、3，3-二甲基-2-丁烯基、1-乙基-1-丁烯基、1-乙基-2-丁烯基、1-乙基-3-丁烯基、2-乙基-1-丁烯基、2-乙基-2-丁烯基、2-乙基-3-丁烯基、1，1，2-三甲基-2-丙烯基、1-乙基-1-甲基-2-丙烯基、1-乙基-2-甲基-1-丙烯基或1-乙基-2-甲基-2-丙烯基，以及C₇-C₁₀链烯基，如庚烯基、辛烯基、壬烯基或癸烯基的异构体。

C₇-C₁₂苯基烷基：被苯基取代且总共具有7-12个碳原子的C₁-C₆烷基，例如C₇-C₁₀苯基烷基或C₁₁-C₁₂苯基烷基，优选C₇-C₁₀苯基烷基，例如苄基。取代的C₇-C₁₂苯基烷基额外在苯环上被取代。

C₇-C₂₂苯基烷基或二苯基烷基：被一个或两个苯基取代的C₁-C₁₆烷基或总共具有7-22个碳原子的C₁-C₁₀烷基，例如C₇-C₁₀苯基烷基或C₁₃-C₁₆二苯基烷基或C₁₁-C₂₂苯基烷基或C₁₇-C₂₂二苯基烷基。取代的C₇-C₂₂苯基烷基或二苯基烷基额外在一个或两个苯基环上被取代。

C₁-C₂₂链烷酰基：具有1-22个碳原子的直链或支化烷基(如上所述)，其经由羰基(-CO-)键合，例如C₁-C₁₁链烷酰基或C₁₂-C₂₂链烷酰基，优选C₁-C₁₁链烷酰基，如C₁-C₅链烷酰基，如乙酰基，正丙酰基或异丙酰基，正丁酰基、异丁酰基、仲丁酰基或叔丁酰基，正戊酰基、异戊酰基、仲戊酰基或叔戊酰基，或C₉-C₁₂链烷酰基，如正-或异壬酰基或正十二烷酰基。

C₂-C₃氰基烷基：具有总共2-3个碳原子且被CN基团取代的C₁-C₂烷基。例如2-氰基乙基。

C₁-C₂₂羟基烷基：具有1-22个碳原子且在任意所需位置被羟基取代的C₁-C₂₂烷基。

C₂-C₂₂氨基烷基：具有2-22个碳原子且在任意所需位置被氨基取代的C₁-C₂₂烷基。

C₃-C₁₂环烷基：具有3-12个碳环成员的单环饱和烃基，优选C₃-C₈环烷基，如环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基或环辛基。

双环烷基：双环饱和或不饱和烃体系，例如降冰片基或降冰片烯基。

C₁-C₂₂烷氧基：具有1-22个碳原子的直链或支化烷基(如上所述)，其经由氧原子(-O-)键合，例如C₁-C₁₀烷氧基或C₁₁-C₂₂烷氧基，优选C₁-C₁₀烷氧基，特别优选C₁-C₄烷氧基，例如甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基。

C_a-C_b亚烷基：具有a-b个碳原子的直链或支化烃基。

C₂-C₂₂亚烷基：具有2-22个碳原子的直链或支化烃基，例如C₂-C₁₀亚烷基或C₁₁-C₂₂亚烷基，优选C₂-C₁₀亚烷基，尤其是四亚甲基、五亚甲基或六亚甲基。

C₅-C₂₂亚环烷基：具有5-22个碳原子的直链或支化烃基，包括具有3-12个碳环成员，优选5-8个碳环成员的单环饱和烃基。

C₈-C₁₄苯基亚烷基：具有8-14个碳原子的包括亚苯基的直链或支化烃基，其中除亚苯基以外的烃基是饱和的。

杂环：具有氧、氮和/或硫原子且合适的话具有两个或更多个环的5-12员，优选5-9员，特别优选5或6员环体系，如呋喃基、噻吩基、吡咯基、吡啶基、吲哚基、苯并噁唑基、间二氧杂环戊烯基、二噁烯基、苯并咪唑基、苯并噻唑基、二甲基吡啶基、甲基喹啉基、二甲基吡咯基、甲氧基呋喃基、二甲氧基吡啶基、二氟吡啶基、甲基噻吩基、异丙基噻吩基或叔丁基噻吩基。例如还有哌啶基、吡咯烷基。

5或6员杂环：具有氧、氮和/或硫原子的5或6员环体系，如呋喃基、噻吩基、吡咯基、吡啶基、哌啶基、吡咯烷基。

在本发明方法中，式(I)的4-甲酰氨基哌啶衍生物以及这些化合物的酸加成盐的生产通过使式(II)的4-氨基哌啶衍生物在式(III)化合物存在下，优选在二甲基甲酰胺或甲酰胺，尤其是甲酰胺存在下反应而进行。式(II)的4-氨基哌啶衍生物和式(I)的4-甲酰氨基哌啶衍生物可以特定化合物的酸加成盐存在于本发明方法中和/或在本发明方法中生产。自然还可以使用本发明方法通过使式(II)的4-氨基哌啶衍生物的混合物在式(III)化合物存在下反应而得到式(I)的4-甲酰氨基哌啶衍生物的混合物。在本发明方法中，优选使用纯甲酰胺或甲酰胺在惰性溶剂中的溶液作为式(III)化合物。非常特别优选使用纯甲酰胺。本发明方法自然还可以使用式(III)化合物或甲酰胺的其他使用形式，例如悬浮液或分散液进行。术语式(III)化合物的使用代表了式(III)化合物的所有使用形式。

其中n＝2的式(I)的4-甲酰氨基哌啶衍生物优选由其中n＝2的式(II)的4-氨基哌啶衍生物生产。该生产的副产物对于n＝2基本仅为少量单次反应的单酰胺。借助本发明方法，基于总转化率可以获得小于2mol％的单酰胺比例。优选该单酰胺比例小于1.5mol％。因此可以通过本发明方法以高纯度获得其中n＝2的式(I)的4-甲酰氨基哌啶衍生物。

在式(I)和(II)中，优选R¹、R²、R³和R⁴相互独立地相同或不同且为C₁-C₄烷基。R¹、R²、R³和R⁴非常优选为甲基。

R⁵优选为氢。

若R⁶为取代的C₇-C₁₂苯基烷基，则取代基优选为C₁-C₄烷基、卤素、C₁-C₄烷氧基、亚甲基二氧基、亚乙基二氧基和/或二-C₁-C₄烷基氨基。优选R⁶为氢、C₁-C₂₂烷基或C₃-C₂₂链烯基。R⁶特别优选为氢或C₁-C₂₂烷基，非常特别优选R⁶为氢。惊人的是已经发现若R⁶为氢，则甲酰化通过本发明方法基本仅在4-氨基哌啶化合物的4-氨基位置进行。哌啶环中的N-H基团基本保持不变。

若n＝1时Y为取代的C₇-C₁₂苯基或二苯基烷基，则取代基优选为C₁-C₄烷基、卤素、C₁-C₄烷氧基、亚甲基二氧基、亚乙基二氧基和/或二-C₁-C₄烷基氨基。若n＝1时Y为取代的苯基，则取代基优选为C₁-C₄烷基或C₁-C₄烷氧基。

在式(I)和(II)中n＝2的情况下，R¹、R²、R³、R⁴、R⁶非常特别优选为甲基，R⁵为氢且Y为C₆亚烷基。在该优选情形下，式(II)的4-氨基哌啶衍生物通过本领域熟练技术人员众所周知的方法生产，这些方法例如描述于US 4,331,586、EP 508 940、EP 302020、JP 07304737和US 4,605,743中。例如，该生产通过六亚甲基二胺在2，2，6，6-四甲基-4-哌啶酮存在下使用氢化催化剂如Pd、Pt、Ni、Co在氢气存在下的还原性烷基化进行，无需稀释剂或借助溶剂。类似地，许多式(II)的4-氨基哌啶衍生物可以由对应的胺与4-哌啶酮结合而得到。式(II)的4-氨基哌啶衍生物的其他生产方法对本领域熟练技术人员而言由现有技术广泛已知。

对本发明方法而言，式(II)的4-氨基哌啶衍生物的反应可以在溶剂存在下或“无稀释剂”下进行。无稀释剂的反应是指在本发明方法中基本不存在溶剂。

对本发明而言，术语“溶剂”-作为代表也用于稀释剂。溶解的物质以溶解、悬浮、分散或乳化形式存在于溶剂中。术语溶剂还包括溶剂混合物。溶剂在本发明方法的反应条件下为液体。术语溶剂不包括式(III)化合物。

当式(II)的4-氨基哌啶衍生物在本发明方法的反应条件下在式(III)化合物中可溶、可悬浮、可分散或可乳化时优选可以进行无稀释剂的反应。根据本发明，若式(II)的4-氨基哌啶衍生物在本发明方法的反应条件下为液体，则也可以在无稀释剂下进行该反应。

可以在无稀释剂的反应中使用的式(III)化合物的量可以在宽范围内变化，例如考虑式(II)的4-氨基哌啶衍生物在式(III)化合物中的溶解度。式(III)化合物通常基于式(II)的4-氨基哌啶衍生物以等摩尔至十五倍摩尔过量使用。优选在本发明方法中使用等摩尔至5倍摩尔量。无稀释剂的反应优选在80-180℃的温度下进行。该反应特别优选在100-160℃的范围内进行。该反应可以在低于一大气压、大气压力或超级大气压下进行。优选该反应在大气压力或轻微超级大气压下进行。

在本发明方法的一个实施方案中，使用溶剂，尤其是惰性溶剂。惰性溶剂在本发明方法的反应条件下稳定。这意味着惰性溶剂不分解，不与本身反应或不与原料或转化产物反应。具体而言，惰性溶剂对式(III)化合物、胺或氨稳定。作为溶剂，优选使用芳族有机烃类，例如甲苯、二甲苯、二氯苯、Solvesso^TM 100、150或200(取代的芳族混合物)。非常特别优选使用二甲苯或甲苯作为溶剂。溶剂的用量取决于进料物质的溶解度且可以在宽范围内变化。适当选择本发明方法中溶剂的量将在一方面避免不希望的次级影响，如若使用太少溶剂的话式(II)的4-氨基哌啶衍生物的溶解度不足，以及在另一方面避免若使用太多溶剂的话例如用于冷却或加热操作的能耗大为增加。溶剂的量基于式(II)的4-氨基哌啶衍生物的量通常为10-700重量％。优选使用10-500重量％溶剂。非常优选使用20-400重量％溶剂。

反应温度的选择取决于本发明方法是否无稀释剂或使用溶剂进行。在一个实施方案中，反应温度取决于溶剂的沸点或溶剂混合物的沸程。在本发明方法中，通常选择沸点低于式(I)的4-甲酰氨基哌啶衍生物的沸点的溶剂。使用溶剂的反应通常在100-180℃的温度下进行。优选该反应在120-160℃的范围内进行。该反应可以在低于一大气压、大气压力或轻微超级大气压下进行。

本发明方法直到转化基本完全的持续时间取决于特定的进料物质和反应条件可以在宽范围内变化。本发明方法的持续时间例如为1-48小时。优选本发明方法的持续时间小于24小时。

在本发明方法的一个实施方案中，反应在至少一种质子酸或至少一种路易斯酸存在下进行。当然，使用质子酸的混合物或路易斯酸的混合物以及质子酸和路易斯酸的混合物同样是可能的。该转化的反应速率通常在至少一种质子酸或路易斯酸存在下增加，这意味着质子酸或路易斯酸起催化剂作用。

通常可以将任何所需质子酸或路易斯酸用于本发明方法中。所用质子酸是有机羧酸，如乙酸或丙酸，或无机酸，如盐酸、硝酸或硫酸。优选腐蚀性较低的质子酸，如乙酸。所用路易斯酸是硼酸或锌盐，如乙酸锌或氯化锌。优选将硼酸用作路易斯酸。质子酸或路易斯酸的浓度可以在宽范围内变化。优选质子酸的浓度基于式(II)的4-氨基哌啶衍生物为4-40重量％。该浓度范围特别优选为4-20重量％，非常特别优选5-10重量％。路易斯酸的浓度基于式(II)的4-氨基哌啶衍生物优选为0.1-2.5重量％。该浓度范围特别优选为0.2-1.2重量％，非常特别优选0.3-1.0重量％。

在本发明方法的一个优选实施方案中，该反应在至少一种质子酸或路易斯酸存在下在上述浓度范围内进行。

在本发明方法的另一优选实施方案中，该反应在至少一种质子酸和至少一种路易斯酸存在下在上述浓度范围内进行。

在优选实施方案中，本发明方法在作为溶剂的二甲苯中在作为催化剂的乙酸(冰乙酸)和硼酸存在下进行。

在一个实施方案中，在本发明方法中的反应在水含量基于式(II)的4-氨基哌啶衍生物小于1重量％下进行。优选水含量小于0.5重量％。非常优选操作为基本无水。在本发明方法的一个实施方案中，将进料物质提纯以使得总水含量基于式(II)的4-氨基哌啶衍生物小于1重量％。例如还应考虑式(III)化合物通常是吸湿的。若水含量超过所要求的限制值，则在使用前提纯式(III)化合物。提纯通常通过本领域熟练技术人员已知的方法进行，例如通过蒸馏进行。此外，溶剂的水含量应在使用前确定且若水含量过量，则合适的话象在式(III)化合物的情况下一样处理。类似地处理任选的其他物质如质子酸或路易斯酸。由于水含量低，本发明方法允许高纯度的产物并同时具有高转化率。

在一个实施方案中，在本发明方法中的反应基本在排除氧气下进行。氧气的排除通过本领域熟练技术人员通常已知的方法实现。例如在反应开始之前将进行本发明方法的设备用惰性气体如氮气吹扫，以置换氧气。该反应优选在轻微氮气超级大气压下进行。例如，氮气超级大气压为5-50毫巴，优选10-40毫巴。

在另一实施方案中，本发明生产式(I)的4-甲酰氨基哌啶衍生物的方法通常由一个或多个工艺步骤组成，它们可以依次进行或甚至同时进行。例如，本发明方法包括下列工艺步骤：通过使式(II)的4-氨基哌啶衍生物在式(III)化合物存在下反应而合成式(I)的4-甲酰氨基哌啶衍生物，任选除去过量的式(III)化合物，任选分离溶剂和式(I)的4-甲酰氨基哌啶衍生物，任选离析式(I)的4-甲酰氨基哌啶衍生物，任选后处理式(I)的4-甲酰氨基哌啶衍生物。这些步骤优选以如下顺序依次进行：合成、任选除去、任选分离、任选离析和任选后处理。

在反应完全之后，即在本发明方法中的合成基本完全之后，合适的话可以除去过量的式(III)化合物。

在本发明方法的优选实施方案中，钝化过量的式(III)化合物(若存在)。任选的钝化通常通过水解进行。水解例如可以借助水和/或碱性水溶液或含水酸进行。水解优选使用碱金属或碱土金属氢氧化物水溶液进行。水解非常特别优选在氢氧化钠水溶液存在下进行。

在本发明方法的另一优选实施方案中，过量的式(III)化合物(若存在的话)通过蒸馏除去。

然而，过量的式(III)化合物的除去(例如通过钝化或蒸馏)可以作为一个工艺步骤完全省去。

在本发明方法的一个实施方案中，在任选钝化过量的式(III)化合物之后，分离溶剂(若存在)。溶剂通常以本领域熟练技术人员众所周知的方式分离。优选通过蒸馏进行分离。溶剂非常优选通过共沸蒸汽蒸馏而分离。溶剂可以在后处理之后再次使用。残留水优选在再利用该溶剂之前分离。

在一个实施方案中，在完全反应和水解过量的式(III)化合物之后，任选在加入水之后，共沸蒸除溶剂，尤其是二甲苯并将它们再利用。残留水优选在再利用该溶剂，尤其是二甲苯之前共沸除去。

在任选钝化过量的式(III)化合物和任选除去溶剂之后，在本发明方法中任选从剩余的反应混合物中离析式(I)的4-甲酰氨基哌啶衍生物。术语反应混合物包括在本发明方法的各工艺步骤过程中出现的物质混合物。例如，反应混合物指原料、产物、溶剂和催化剂的混合物。具体而言，术语反应混合物还包括在本发明方法中与溶剂接触时沉淀出的固体和仍然溶解在溶剂中的化合物。

在本发明方法的优选实施方案中，在离析过程中通过蒸馏从反应混合物中取出式(I)的4-甲酰氨基哌啶衍生物。

在本发明方法的另一优选实施方案中，式(I)的4-甲酰氨基哌啶衍生物因缺乏溶解性而从水相分离。水相在例如借助碱性水溶液经由式(III)化合物的水解进行本发明方法的同时和任选还在通过共沸蒸汽蒸馏分离溶剂的同时形成。然而，水相还可以以其他方式生产，例如通过将水或基本含水的溶液加入反应混合物中。由水相离析式(I)的4-甲酰基哌啶衍生物优选通过结晶进行。水相此时称为母液。

在本发明方法的多个实施方案中，离析，例如结晶，可以通过在反应之后但在钝化(例如通过水解)开始之前在水解中使用增加量的水或通过加入溶剂如二甲苯加速或改进。

式(I)的4-甲酰基哌啶衍生物的任选进一步后处理通常在本发明方法中按照本领域熟练技术人员众所周知的技术进行。作为举例，在这里可以描述连续的过滤、洗涤和干燥步骤。作为选择，例如可以进行连续的离心、洗涤和干燥步骤。在液体产物的情况下，离析和后处理例如通过本领域熟练技术人员众所周知的常规蒸馏步骤进行。

在本发明方法的一个实施方案中，在反应之后过滤反应混合物。过滤可以由一个或多个过滤步骤组成且式(I)的4-甲酰氨基哌啶衍生物残留在固体过滤残渣中。为了通过本发明方法确保式(I)的4-甲酰基哌啶衍生物的更高纯度，在过滤步骤之后通常进行一个或多个洗涤步骤。过滤残余物优选用水洗涤。然而，在本发明方法中，式(I)的4-甲酰基哌啶衍生物的离析和后处理还可以通过其他技术进行。

在本发明方法的另一实施方案中，将液体添加剂或在惰性溶剂中悬浮、乳化或溶解的添加剂加入反应混合物中。

原则上可以在任何所需时间，例如在式(II)的4-氨基哌啶衍生物根据本发明的反应之前、之中和/或之后将添加剂加入反应混合物中。优选该加料在反应之中和/或之后进行。非常优选液体添加剂或悬浮、乳化或溶解于惰性溶剂中的添加剂的该加料在反应之后进行。

优选该添加剂以0.01-1.5重量％，特别优选0.01-0.75重量％，非常特别优选0.01-0.25重量％的量加入。该添加剂优选为选自塑料添加剂类的添加剂，例如如“Plastics Additives Handbook”，Verlag Carl Hanser，ISBN978-3-446-19579-0所述。塑料添加剂特别优选为选自如下类别的化合物：抗氧化剂、金属钝化剂、其他光稳定剂、增塑剂、润滑剂、阻燃剂、抗静电剂、荧光增白剂或着色剂。非常优选塑料添加剂为轻油，如

2071或1115(Pionier，CAS 8042-47-5)，

3036(CAS 64741-89-5)或

70(H&R，CAS 8012-95-1)，

M006或M002(BP，CAS8042-47-5)，

382(Exxon Mobile，CAS 8012-95-1)，Ondina OilG17(Esso，CAS 8042-47-5)。

本发明方法可以在任何允许进行(任选的)工艺步骤的所需设备中进行。用于进行例如如下步骤的设备通常为本领域熟练技术人员众所周知：通过使式(II)的4-氨基哌啶衍生物在式(III)化合物存在下反应而合成式(I)的4-甲酰氨基哌啶衍生物，任选钝化过量的式(III)化合物，任选取出溶剂和式(I)的4-甲酰氨基哌啶衍生物，任选离析式(I)的4-甲酰氨基哌啶衍生物，或任选后处理式(I)的4-甲酰氨基哌啶衍生物。

根据本发明生产的4-甲酰氨基哌啶衍生物可以用于保护无生命的有机材料以对抗光的影响，尤其作为对抗UV辐射的有害影响的光稳定剂。例如，将它们用作聚合物的光稳定剂。聚合物在这里应理解为指任何所需塑料，优选热塑性塑料，尤其是任何所需形状的膜、纤维或模制品。聚合物例如为聚烯烃、聚酰胺、聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚氯乙烯、聚氨酯或聚酯。聚合物还可以是上述聚合物的共聚物、混合物或共混物。优选的聚合物是聚烯烃，尤其是聚乙烯或聚丙烯。其他优选的聚合物是聚苯乙烯或ABS。同样优选的聚合物是聚酰胺。

本发明方法允许生产4-甲酰氨基哌啶衍生物。在本发明方法中，可以避免使用腐蚀性物质如甲酸。本发明方法的特征在于反应控制简单，可以高纯度和高转化率获得4-甲酰氨基哌啶衍生物。

本发明方法的上述实施方案和下列实施例举例说明本发明。然而，该方法的许多其他变化和本发明方法的特征组合在不背离专利权利要求的范围下可以由本领域熟练技术人员想到。

实施例：

产物的纯度使用气相色谱法测定。

实施例1：使用溶剂二甲苯制备N，N′-1，6-亚己基二[N-(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)甲酰胺

将40ml甲酰胺、170g N，N′-二(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)-1，6-己二胺和0.9g硼酸加入60ml二甲苯中。加入20ml乙酸并将混合物在惰性气体气氛下加热到回流温度。在反应约10小时之后，将反应混合物冷却至约90-95℃，并在搅拌下加入40ml水。然后在进一步搅拌下加入足以钝化过量的甲酰胺的氢氧化钠水溶液。再次使反应混合物沸腾并共沸蒸除二甲苯。然后将该混合物冷却至约60℃，再次加入水，并分离出所得固体产物残余物。随后用水洗涤产物残余物。然后干燥。干燥得到约185g产物(95％收率)，纯度大于99％。产物熔点为157-158℃。

实施例2：无溶剂制备N，N′-1，6-亚己基二[N-(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)甲酰胺

将25g乙酸、0.5g硼酸、157g N，N′-二(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)-1，6-己二胺加入72g甲酰胺中并在约160℃下搅拌约6小时。在回流和蒸发冷却下，加入150ml水和足以钝化过量的甲酰胺的氢氧化钠水溶液并将该混合物在约95℃下再搅拌2小时，在此期间产物精细结晶出来。在冷却至室温后，分离出产物残余物并用水洗涤。以99.6％的纯度和89％的收率得到产物。

实施例3：制备N-环己基-N-(2，2，6，6-四甲基哌啶-4-基)甲酰胺

将19.1g N-环己基-N-2，2，6，6-四甲基哌啶与50g甲酰胺、0.12g硼酸和1ml乙酸混合并在惰性气体气氛下在约160℃下搅拌约12小时。然后在约100℃下加入50ml水并在1小时内加入足以钝化过量的甲酰胺的氢氧化钠水溶液，将该混合物在约90℃下后搅拌1小时。在冷却到室温后，将产物残余物分离出并干燥。得到11.5g纯度为99.8％的无色产物。

实施例4：制备N-丁基-2，2，6，6-四甲基-4-哌啶胺甲酰胺

将43.4g N-丁基-2，2，6，6-四甲基-4-哌啶胺、100ml二甲苯、18g甲酰胺、1g硼酸和10g乙酸在惰性气体气氛下于回流下搅拌约6小时。冷却到室温之后，得到两相，将它们在真空中蒸馏。产物在180-182℃/21毫巴下处理。得到45g(92％)纯度为99.5％的清澈液体。

实施例5：

将25g乙酸、0.5g硼酸、157g N，N′-二(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)-1，6-己二胺加入72g甲酰胺中并将该混合物在约160℃下搅拌8.5小时。然后加入基于产物为0.3重量％的矿物轻油

2071。在回流和蒸发冷却下，滴加150ml水和足以钝化过量甲酰胺的氢氧化钠水溶液并将该混合物在约95℃下再搅拌2小时，在此期间产物精细结晶出来。在冷却至室温后，分离出产物残余物并用水洗涤。以99.6％的纯度和96.5％的收率得到产物。

实施例6：

将40ml甲酰胺和170g N，N′-二(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)-1，6-己二胺加入60ml二甲苯中。加入20ml乙酸并在惰性气体气氛下将该混合物加热到回流温度。在反应约10小时后，将反应混合物冷却至约90-95℃，并在搅拌下加入40ml水。然后在进一步搅拌下加入足以钝化过量的甲酰胺的氢氧化钠水溶液。再次使反应混合物沸腾并共沸蒸除二甲苯。然后将该混合物冷却至约60℃，再次加入水并分离出所得固体产物残余物。将产物残余物彻底用水洗涤，然后干燥。干燥得到产物，收率为94.5％且纯度为99.9％。

Claims

1.一种生产式(I)的4-甲酰氨基哌啶衍生物以及这些化合物的酸加成盐的方法：

其中

n为1或2，

R¹、R²、R³和R⁴相互独立地相同或不同且为C₁-C₄烷基，

R⁵为氢，

R⁶为氢或C₁-C₂₂烷基，和

-若n＝1-

Y为氢，C₁-C₂₂烷基或C₃-C₁₂环烷基

-当n＝2时-

Y为C₂-C₂₂亚烷基，

所述方法包括使式(II)的4-氨基哌啶衍生物或这些化合物的酸加成盐在式(III)化合物存在下反应：

其中

R⁷、R⁸相互独立地相同或不同且为氢、C₁-C₂₂烷基、C₃-C₂₂链烯基、未取代或取代的C₇-C₁₂苯基烷基或C₁-C₂₂链烷酰基，并且所述反应在至少一种质子酸和至少一种路易斯酸存在下进行。

2.根据权利要求1的方法，其中所述反应在对式(III)化合物、胺或氨呈惰性的溶剂存在下进行。

3.根据权利要求1的方法，其中所述反应在没有溶剂存在下进行。

4.根据权利要求2的方法，其中所用溶剂为芳族有机烃。

5.根据权利要求1的方法，其中在所述反应过程中基本排除氧气。

6.根据权利要求2的方法，其中在所述反应过程中基本排除氧气。

7.根据权利要求3的方法，其中在所述反应过程中基本排除氧气。

8.根据权利要求4的方法，其中在所述反应过程中基本排除氧气。

9.根据权利要求1的方法，其中在所述反应过程中的操作基本为无水。

10.根据权利要求2的方法，其中在所述反应过程中的操作基本为无水。

11.根据权利要求3的方法，其中在所述反应过程中的操作基本为无水。

12.根据权利要求4的方法，其中在所述反应过程中的操作基本为无水。

13.根据权利要求5的方法，其中在所述反应过程中的操作基本为无水。

14.根据权利要求6的方法，其中在所述反应过程中的操作基本为无水。

15.根据权利要求7的方法，其中在所述反应过程中的操作基本为无水。

16.根据权利要求8的方法，其中在所述反应过程中的操作基本为无水。

17.根据权利要求1-16中任一项的方法，其中在式(II)的4-氨基哌啶衍生物根据权利要求1的反应完成之后钝化过量的式(III)化合物。

18.根据权利要求1-16中任一项的方法，其中在式(II)的4-氨基哌啶衍生物根据权利要求1的反应完成之后通过蒸馏除去过量的式(III)化合物。

19.一种分离出根据权利要求2或5-18中任一项生产的式(I)的4-甲酰氨基哌啶衍生物的方法，其中在加入水之后共沸蒸除溶剂。

20.根据权利要求1-16中任一项或权利要求19的方法，其中额外将液体添加剂或悬浮、乳化或溶解于根据权利要求2的惰性溶剂中的添加剂加入反应混合物中。

21.根据权利要求20的方法，其中所述添加剂为选自塑料添加剂类的添加剂。

22.根据权利要求21的方法，其中所述塑料添加剂是选自抗氧化剂、金属钝化剂、光保护剂、增塑剂、润滑剂、阻燃剂、抗静电剂、荧光增白剂或着色剂的化合物。

23.根据权利要求1-16中任一项的方法，其中所述反应在乙酸和硼酸存在下进行。

24.根据权利要求17的方法，其中所述反应在乙酸和硼酸存在下进行。

25.根据权利要求18的方法，其中所述反应在乙酸和硼酸存在下进行。

26.根据权利要求19的方法，其中所述反应在乙酸和硼酸存在下进行。

27.根据权利要求20的方法，其中所述反应在乙酸和硼酸存在下进行。

28.根据权利要求21的方法，其中所述反应在乙酸和硼酸存在下进行。

29.根据权利要求22的方法，其中所述反应在乙酸和硼酸存在下进行。