CN101983185A - 在过热水的存在下制备酰胺的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种制备羧酰胺的方法，根据该方法，使至少一种式(I)的羧酸R3-COOH(I)与至少一种式(II)的胺HNR1R2(II)反应生成铵盐，并且在过热水的存在下在微波辐射下将该铵盐转化成酰胺，其中R3为氢或者任选取代的、具有1～50个碳原子的烃基，R1和R2独立地为氢或者任选取代的、具有1～100个碳原子的烃基。

Description

在过热水的存在下制备酰胺的方法
本发明涉及在微波辐射下制备酰胺的方法，其中在过热水的存在下，将由至少一种羧酸和至少一种胺形成的铵盐缩合生成酰胺。
已经发现，酰胺作为化学原料具有多种用途。例如，低分子量酰胺作为溶剂，具有优异的性质，而具有至少一个较长的烷基的酰胺具有表面活性。例如，酰胺特别地被用作溶剂、洗涤和清洁产品的组分、以及用于化妆品中。此外，它们还被成功地用作金属加工中的助剂，用于农作物保护产品配方中，作为聚烯烃的抗静电剂，以及用于矿物油的传输和加工中。此外，酰胺也是制备很多不同药物和农用化学品的重要原料。
较近的一种合成羧酰胺的方法是通过微波辅助直接转化法，将羧酸和胺转化成酰胺。与常规的加热法相比，这不需要采用例如酰氯、酸酐、酯或偶联剂，将羧酸活化，这使得该方法具有极大的经济和生态方面的价值。
Vázquez-Tato，Synlett 1993，506公开了将微波用作热源，用于由羧酸和芳脂族胺，经由铵盐，制备酰胺。
Gelens等，Tetrahedron Letters 2005，46(21)，3751-3754公开了借助微波辐射合成的多种酰胺。
Goretzki等，Macromol.Rapid Commun.2004，25，513-516公开了由(甲基)丙烯酸和伯胺直接合成不同的(甲基)丙烯酰胺的微波辅助合成法。
但是，迄今为止所描述的由羧酸和胺合成酰胺的微波辅助合成法所获得的转化率，对于商业应用而言，通常仍然是不令人满意的。因此，不得不再进行分离和后处理步骤，从而特别地，从反应混合物中除去未转化的反应物。由于酰胺化反应是平衡反应，为了使平衡移向酰胺方向，反应混合物中的水含量，特别是反应水，被保持在最低水平，这是通过间歇法进行的，例如，通过在缩合过程中采用引气剂将水分离出去，或者通过减压。但是，在连续法中，特别是在高压下进行的方法的情况下，除去反应水几乎是不可能的。因此，Katritzky等(Energy & Fuels 4(1990)，555-561)描述了采用部分连续的水热法脱羧反应，将叔酰胺转化为羧酸的水解反应；An等(J.Org.Chem.(1997)，62，2505-2511)描述了在过热水中进行的微波辅助法。这包括将各种酰胺水解成羧酸，以及将各种腈经由酰胺状态，水解成羧酸。
由羧酸和胺合成酰胺过程中的一个问题，通常也是所用的反应物的相对挥发度，这使得必须采用大量技术措施进行处置。此外，在作为中间体形成的铵盐的制备过程中产生的中和热需要，特别是在采用具有相对挥发性的胺和/或羧酸的情况下，进行强烈的冷却和/或长时间的混合或反应时间。因此，本发明的一个目的是开发一种方法，采用所述方法，能提高采用羧酸和胺进行的微波辅助的酰胺化反应的转化率，并且在所述方法中，还能减少上述现有技术存在的缺点。
令人惊讶的是，已经发现，将至少一种胺和至少一种羧酸转化为铵盐，然后在微波辐射下转化为酰胺的酰胺化反应的转化率，可通过在过热水的存在下进行反应而得到显著提高。这是更令人惊讶的，因为这种伴随有水的除去的缩合反应遵循质量作用定律，因而，一种反应产物的浓度的增大，会导致平衡移向反应物的方向。此外，在该方法中还能采用水溶液，特别是低沸点反应物的水溶液，从而使得这不需要在加压或者冷却状态下进行操作。此外，在所述铵盐的制备过程，水的存在能使散热得以改善。
本发明提供一种制备羧酰胺的方法，其通过如下方式进行：使至少一种式I的羧酸与至少一种式II的胺反应生成铵盐，并且在过热水的存在下在微波辐射下将该铵盐转化为酰胺，
R3-COOH             (I)
其中，R3为氢或者任选取代的、具有1～50个碳原子的烃基，
HNR1R2              (II)
其中，R1和R2彼此独立地为氢或者任选取代的、具有1～100个碳原子的烃基。
本发明还提供了一种制备羧酰胺的方法，其通过如下方式进行：使至少一种式I的羧酸与至少一种式II的胺在水的存在下反应生成铵盐，并且在高于100℃的温度下在微波辐射下将如此制得的含水铵盐转化为酰胺。
R3-COOH                  (I)
其中，R3为氢或任选取代的、具有1～50个碳原子的烃基
HNR1R2                   (II)
其中，R1和R2彼此独立地为氢或者的任选取代的、具有1～100个碳原子烃基，
本发明还提供了一种提高微波辅助的酰胺化反应的转化率的方法，其中，在微波辐射之前，向由至少一种式I的羧酸与至少一种式II的胺形成的铵盐中添加水，
R3-COOH                  (I)
其中，R3为氢或任选取代的、具有1～50个碳原子的烃基
HNR1R2                   (II)
其中，R1和R2彼此独立地为氢或任选取代的、具有1～100个碳原子的烃基。
适当的式I的羧酸通常是具有至少一个羧基的化合物。因而，本发明的方法同样适于具有，例如，2个，3个，4个或更多个羧基的羧酸的转化。所述羧酸可来源于天然的或合成的。以及甲酸，特别优选地为具有含1～30个碳原子，特别是含2～24个碳原子的烃基R3的那些羧酸。所述烃基优选为脂肪族、脂环族、芳族或芳脂族的。所述烃基可具有1个或多个，例如2，3，4，或更多个其他取代基，例如羟基、羟烷基、烷氧基如甲氧基、聚(烷氧基)、聚(烷氧基)烷基、羧基、酯基、酰胺基、氰基、腈基、硝基、磺酸基和/或C5-C20-芳基如苯基，条件是所述取代基在反应条件下是稳定的，并且不参与任何副反应，例如消去反应。所述C5-C20-芳基自身又可具有取代基，例如卤原子、卤代烷基、C1-C20-烷基、C2-C20-烯基、C1-C5-烷氧基如甲氧基、酯基、酰胺基、氰基、腈基和/或硝基。所述烃基R3还可含有杂原子，如氧、氮、磷和/或硫，但是优选地具有不超过1个杂原子每3个碳原子。将多元羧酸与氨或伯胺，按照本发明的方法进行反应，也能形成酰亚胺。
优选的羧酸具有脂肪族烃基。特别优选地为具有2～24个碳原子，特别是具有3～20个碳原子的脂肪族烃基。这些脂肪族烃基可为直链的、支链的或者环状的。所述羧基可与伯、仲或叔碳原子键接。所述烃基可为饱和的和不饱和的。不饱和的烃基含有一个或多个，优选为1，2或3个C＝C双键。例如，已经发现特别有利的是，本发明的方法用于制备酰胺，特别是多不饱和脂肪酸的酰胺，因为所述不饱和脂肪酸的双键在本发明的方法的反应条件下不会受到攻击。在一个优选的具体实施方案中，所述脂肪族烃基是未取代的烷基或烯基。在另一个优选的具体实施方案中，所述脂肪族烃基具有1个或多个，例如2，3或更多个上述取代基。
优选的脂环族烃基是具有2～24个碳原子，特别地具有3～20个碳原子，以及任选具有1个或多个杂原子，如氮、氧或硫的脂肪族烃基，其具有至少一个具有4，5，6，7，8或更多个环原子的环。所述羧基键接在一个环上。
适当的脂肪族或脂环族羧酸为，例如甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸、戊酸、异戊酸、特戊酸、己酸、环己酸、庚酸、辛酸、壬酸、异壬酸、新壬酸、癸酸、异癸酸、新癸酸、十一烷酸、新十一烷酸、十二烷酸、十三烷酸、十四烷酸、12-甲基十三烷酸、十五烷酸、13-甲基十四烷酸、12-甲基十四烷酸、十六烷酸、14-甲基十五烷酸、十七烷酸、15-甲基十六烷酸、14-甲基十六烷酸、十八烷酸、异十八烷酸、二十烷酸、二十二烷酸和二十四烷酸、以及肉豆蔻脑酸、棕榈油酸、十六碳二烯酸、δ-9-顺式-十七碳烯酸、油酸、岩芹酸、异油酸、亚油酸、亚麻酸、顺式-9-二十碳烯酸、二十碳二烯酸、花生四烯酸、鲸蜡烯酸、芥酸、二十二碳二烯酸和二十四碳烯酸、以及丙二酸、琥珀酸、丁烷四甲酸、十二烯基琥珀酸和十八烯基磺酸。其他适当的为可由天然脂肪和油获得的脂肪酸混合物，例如棉籽油、椰子油、花生油、红花油、玉米油、棕榈仁油、菜子油、蓖麻油、橄榄油、芥籽油、豆油、葵花油、以及牛油、骨油和鱼油。作为用于本发明的方法的脂肪酸或脂肪酸混合物，同样适当的还有妥尔油脂肪酸，以及树脂酸和环烷酸。
在一个优选的具体实施方案中，本发明的方法特别是与制备烯属不饱和羧酸的酰胺，即具有与羧基共轭的C＝C双键的羧酸的酰胺。优选的烯属不饱和羧酸的例子为丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、2，2-二甲基丙烯酸、异戊烯酸、马来酸、富马酸、衣康酸、肉桂酸、甲氧基肉桂酸。
在另一个优选的具体实施方案中，本发明的方法特别适于制备羟基羧酸的酰胺，即在脂肪族烃基R3上具有至少一个羟基的羧酸的酰胺。所述羟基可键接到伯、仲或叔碳原子上。对于含有一个键接到这种仲碳原子上的羟基的羟基羧酸的酰胺化而言，特别是对于羟基处于羧基的α或β位的那些羟基羧酸的酰胺化而言，所述方法是特别有利的。所述羧基和羟基可键接到R3中的相同或不同的碳原子上。本发明的方法同样适于具有，例如，2，3，4或更多个羧基的羟基多元羧酸的酰胺化。而且，本发明的方法适于具有，例如，2，3，4或更多个羟基的多羟基羧酸的酰胺化，尽管所述羟基羧酸可在脂肪族烃基R3的每个碳原子上仅仅具有一个羟基。特别优选地为具有含1～30个碳原子，特别是含2～24个碳原子，例如含3～20个碳原子的脂肪族烃基R3的羟基羧酸。在通过本发明的方法将所述羟基羧酸转化时，既不会发生氨解，也不会脱除羟基。
适当的脂肪族羟基羧酸为，例如羟基乙酸、2-羟基丙酸、3-羟基丙酸、2-羟基丁酸、3-羟基丁酸、4-羟基丁酸、2-羟基-2-甲基丙酸、4-羟基戊酸、5-羟基戊酸、2，2-二甲基-3-羟基-丙酸、5-羟基己酸、2-羟基辛酸、2-羟基-十四烷酸、15-羟基十五烷酸、16-羟基十六烷酸、12-羟基硬脂酸和α-羟基苯基乙酸、4-羟基扁桃酸、2-羟基-2-苯基丙酸和3-羟基-3-苯基丙酸。还能采用本发明的方法，以提高的转化率，将羟基多元羧酸，例如羟基琥珀酸、柠檬酸和异柠檬酸，多羟基羧酸如葡糖酸，以及多羟基多元羧酸，如酒石酸，转化成相应的酰胺。
还优选的羧酸具有芳族烃基R3。这种芳族羧酸应当被理解为是指具有至少一个键接到芳族体系(芳基)上的羧基的化合物。芳族体系应当被理解为是指具有(4n+2)个π电子的环状π共轭(durchkonjugierte)体系，其中n是自然数，并且优选为1，2，3，4或5。所述芳族体系可为单环或多环的，例如双环或三环。所述芳族体系优选由碳原子形成。在另一个优选的具体实施方案中，除了含有碳原子之外，其还含有一个或多个杂原子，例如氮、氧和/或硫。这种芳族体系的粒子为苯、萘、菲、呋喃和吡啶。所述芳族体系除了具有所述羧基之外，还可具有一个或多个，例如1，2，3或更多个，相同或不同的其他取代基。适当的其他取代基为，例如，烷基、烯基和卤代烷基、羟基、羟烷基、烷氧基、卤素、氰基、腈基、硝基和/或磺酸基。这些基团可键接到所述芳族体系中的任意位置上。但是，所述芳基最多具有与其价态一样多的取代基。
在一个特定的具体实施方案中，所述芳基具有其他羧基。因而，本发明的方法同样适于将具有，例如2个或更多个羧基的芳族羧酸转化。按照本发明的方法进行的多元羧酸与氨或伯胺的反应，也可形成酰亚胺，特别是当所述羧基是处于芳族体系的邻位上时。
本发明的方法特别适于烷基芳基羧酸，例如烷基苯基羧酸的酰胺化。这些是具有羧基的芳基还具有至少一个烷基或亚烷基的芳族羧酸。在具有至少一个含1～20个碳原子，特别地为1～12个碳原子，例如1～4个碳原子的烷基的烷基苯甲酸的酰胺化中，所述方法是特别有利的。
本发明的方法还特别适于芳基具有1个或多个，例如2个或3个羟基和/或羟烷基的芳族羧酸的酰胺化。在用至少等摩尔量的式(II)的胺进行酰胺化的过程中，所述羧基会发生选择性酰胺化；不会形成酯和/或聚酯。
适当的芳族羧酸为，例如苯甲酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸，萘甲酸的不同异构体、吡啶甲酸和萘二甲酸，以及偏苯三酸、苯均三酸、苯均四酸和苯六甲酸、甲氧基苯甲酸的各种异构体、羟基苯甲酸、羟甲基苯甲酸、羟基甲氧基苯甲酸、羟基二甲氧基苯甲酸、羟基间苯二甲酸、羟基萘甲酸、羟基吡啶甲酸和羟甲基吡啶甲酸、羟基喹啉甲酸，以及邻甲苯酸、间甲苯酸、对甲苯酸、邻乙基苯甲酸、间乙基苯甲酸、对乙基苯甲酸、邻丙基苯甲酸、间丙基苯甲酸、对丙基苯甲酸和3，4-二甲基苯甲酸。
其他优选的羧酸具有芳脂族烃基R3。这种芳脂族羧酸具有至少一个通过亚烷基或亚烯基键接到芳族体系上的羧基。所述亚烷基或亚烯基优选具有1～10个碳原子，特别地为2～5个碳原子。其可为直链的或支链的，优选为直链的。优选的亚烯基具有一个或多个，例如1，2或3个双键。芳族体系应当被理解为是指上文已经定义的芳族体系，在该体系上键接有至少一个具有羧基的烷基。所述芳族体系自身又可具有取代基，例如卤原子、卤代烷基、C1-C20-烷基、C2-C20-烯基、C1-C5-烷氧基如甲氧基、羟基、羟烷基、酯基、酰胺基、氰基、腈基和/或硝基。优选的芳脂族羧酸的例子为苯基乙酸、(2-溴代苯基)乙酸、3-(乙氧基苯基)乙酸、4-(甲氧基苯基)乙酸、(二甲氧基苯基)乙酸、2-苯基丙酸、3-苯基丙酸、3-(4-羟基苯基)丙酸、4-羟基苯氧基乙酸、肉桂酸及其混合物。
不同羧酸的混合物也适用于本发明的方法中。
本发明的方法优选适于制备仲酰胺，即，用于转化R1为具有1～100个碳原子的烃基、R2为氢的胺。
本发明的方法还优选适于制备叔酰胺，即用于羧酸与胺的反应，其中R1和R2基团都独立地为具有1～100个碳原子的烃基。所述R1和R2基团可相同或不同。在一个特别优选的具体实施方案中，R1和R2是相同的。
在第一个优选的具体实施方案中，R1和/或R2彼此独立地为脂肪族基团。该基团优选具有1～24个，特别优选为2～18个，特别地为3～6个碳原子。脂肪族基团可为直链的、支链的或环状的。其还可为饱和的和不饱和的。所述脂肪族基团优选为饱和的。所述脂肪族基团可具有取代基，例如羟基、C1-C5-烷氧基、氰基、腈基、硝基和/或C5-C20-芳基，如苯基。所述C5-C20-芳基自身可任选被卤原子、卤代烷基、C1-C20-烷基、C2-C20-烯基、羟基、C1-C5-烷氧基如甲氧基、酰胺基、氰基、腈基和/或硝基取代。在一个特别优选的具体实施方案中，R1和/或R2彼此独立地为氢、C1-C6-烷基、C2-C6-烯基或C3-C6-环烷基，特别地为具有1，2或3个碳原子的烷基。这些基团可具有最多3个取代基。特别优选的脂肪族R1和/或R2基团为氢、甲基、乙基、羟乙基、正丙基、异丙基、羟丙基、正丁基、异丁基和叔丁基、羟丁基、正己基、环己基、正辛基、正癸基、正十二烷基、十三烷基、异十三烷基、十四烷基、十六烷基、十八烷基和甲基苯基。
在另一个优选的具体实施方案中，R1和R2一起，与它们键接的氮原子形成环。该环优选具有4个或更多个，例如4，5，6或更多个环原子。优选的其他环原子为碳、氮、氧和硫原子。所述环自身又可具有取代基，例如烷基。适当的环结构为，例如吗啉基、吡咯烷基、哌啶基、咪唑基和氮杂环庚烷基。
在另一个优选的具体实施方案中，R1和/或R2彼此独立地为任选取代的C6-C12-芳基或者任选取代的具有5～12个环原子的杂芳基。
在另一个优选的具体实施方案中，R1和/或R2彼此独立地为被杂原子所间隔的烷基。特别优选的杂原子为氧和氮。
例如，R1和/或R2优选彼此独立地为式III的基团
-(R4-O)n-R5            (III)
其中
R4为具有2～6个，优选为具有2～4碳原子的亚烷基，例如亚乙基、亚丙基、亚丁基或其组合
R5为氢、具有1～24个碳原子的烃基、或式-NR10R11的基团，
n为2～50，优选为3～25，特别地为4～10，并且
R10，R11彼此独立地为氢、具有1～24个碳原子，优选为2～18个碳原子的脂肪族基团，具有5～12个环原子的芳基或杂芳基、具有1～50个聚(氧化烯)单元的聚(氧化烯)基，其中所述聚(氧化烯)单元衍生自具有2～6个碳原子的氧化烯，或者R10和R11与它们所键接的氮原子一起形成具有4，5，6或更多个环原子的环。
R1和/或R2还优选彼此独立地为式IV的基团
-[R6-N(R7)]m-(R7)        (IV)
其中
R6为具有2～6个碳原子，优选具有2～4个碳原子的亚烷基，例如亚乙基、亚丙基或其组合
每个R7彼此独立地为氢、具有最多至24个碳原子，例如2～20个碳原子的烷基或羟烷基，聚氧化烯基-(R4-O)p-R5，或者聚亚氨基亚烷基-[R6-N(R7)]q-(R7)，其中R4、R5、R6和R7具有上述定义，并且q和p彼此独立地为1～50，并且
m为1～20的数，优选为2～10，例如3，4，5或6。式IV的基团优选含有1～50个，特别地为2～20个氮原子。
根据芳族羧酸(I)和多元胺(IV)的化学计量比，每个都具有至少一个氢原子的一个或多个氨基被转化为酰胺。在多元羧酸与式IV的多元胺的反应中，特别地，伯氨基也可被转化为酰亚胺基。
对于本发明的伯酰胺的制备而言，为了代替氨，优选采用加热时能释放出氨气的氮化合物。这种氮化合物的例子为脲和甲酰胺。
适当的胺的例子为氨、甲胺、乙胺、乙醇胺、丙胺、丙醇胺、丁胺、己胺、环己胺、辛胺、癸胺、十二烷胺、十四烷胺、十六烷胺、十八烷胺、二甲胺、二乙胺、二乙醇胺、乙基甲胺、二正丙基胺、二异丙基胺、二环己基胺、二癸基胺、二(十二烷基)胺、二(十四烷基)胺、二(十六烷基)胺、二(十八烷基)胺、苄胺、苯基乙胺、乙二胺、二乙三胺、三乙四胺、四乙五胺、N，N-二甲基乙二胺、N，N-二乙基氨基丙胺、N，N-二甲基氨基丙胺、N，N-(2′-羟基乙基)-1，3-丙烷二胺和1-(3-氨基丙基)吡咯烷酮及其混合物。其中，特别优选地为二甲胺、二乙胺、二乙醇胺、二正丙基胺、二异丙基胺、乙基甲胺和N，N-二甲基氨基丙胺。
本发明的方法特别适于由如下物质制备酰胺：饱和的C1-C5-羧酸和伯烷基和/或芳基胺，饱和的C1-C5-羧酸和仲烷基和/或芳基胺，饱和的C1-C5-羧酸和具有羟基的胺，饱和的C1-C5-羧酸和聚醚胺，饱和的C1-C5-羧酸和多元胺，脂肪族羟基羧酸和伯烷基和/或芳基胺，脂肪族羟基羧酸和仲烷基和/或芳基胺，脂肪族羟基羧酸和多元胺，C6-C50-烷基和/或-烯基羧酸和聚醚胺，C6-C50-烷基和/或-烯基羧酸和多元胺，C6-C50-烷基和/或-烯基羧酸和伯烷基和/或芳基胺，C6-C50-烷基和/或-烯基羧酸和仲烷基和/或芳基胺，C6-C50-烷基和/或-烯基羧酸和具有羟基的胺，C3-C5-烯基羧酸和伯烷基和/或芳基胺，C3-C5-烯基羧酸和仲烷基和/或芳基胺，C3-C5-烯基羧酸和具有羟基的胺，C3-C5-烯基羧酸和聚醚胺，C3-C5-烯基羧酸和多元胺，任选具有羟基的芳基羧酸和伯烷基和/或芳基胺，任选具有羟基的芳基羧酸和仲烷基和/或芳基胺，任选具有羟基的芳基羧酸和具有羟基的胺，任选具有羟基的芳基羧酸和聚醚胺，任选具有羟基的芳基羧酸和多元胺。
所述方法特别适于制备N，N-二甲基甲酰胺、N-辛基甲酰胺、N-甲基乙酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N-乙基乙酰胺、N，N-二乙基乙酰胺、N，N-二丙基乙酰胺、N，N-二甲基丙酰胺、N，N-二甲基丁酰胺、N，N-二甲基(苯基)乙酰胺、N，N-二甲基乳酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺、N，N-二乙基甲基丙烯酰胺、N，N-二乙基丙烯酰胺、N-2-乙基己基丙烯酰胺、N-2-乙基己基甲基丙烯酰胺、N-甲基椰油酰胺、N，N-二甲基椰油酰胺、N-甲基2-羟乙酰胺、N-乙基扁桃酰胺、N，N-二甲基2-羟乙酰胺、N，N-二甲基乳酰胺、N，N-二甲基蓖麻油酰胺、辛酸二乙醇酰胺、月桂酸单乙醇酰胺、月桂酸二乙醇酰胺、妥尔油脂肪酸二乙醇酰胺、妥尔油脂肪酸单乙醇酰胺、N，N-二甲基苯甲酰胺、N，N-二乙基苯甲酰胺、烟酰胺、N，N-二甲基烟酰胺、N，N-二乙基甲苯酰胺和N，N′-二(乙酸)乙二酰胺。
在本发明的方法中，羧酸和胺通常可以以任意期望的比例，彼此反应。所述反应优选以羧酸比胺的摩尔比为10∶1～1∶100，优选地为2∶1～1∶10，特别地为1.2∶1～1∶3进行，在每种情况下都是基于羧基和氨基的当量。在一个特定的具体实施方案中，羧酸和胺以等摩尔量使用。在许多情况下，已经发现，采用过量的胺是有利的，即胺与羧酸的摩尔比至少为1.01∶1.00，特别地为1.02∶1.00～5.0∶1.0，例如2.5∶1.0～1.1∶1.0。当所采用的胺具有较大挥发性或水溶性时，该方法是特别有利的。此处，较大挥发性是指所述胺具有标准压力下优选为低于250℃的沸点，例如低于150℃，这样其可任选与水一起，被从酰胺中除去。这可通过如下方式实施，例如相分离、萃取或蒸馏。
在R1和/或R2为被一个或多个羟基所取代的烃基的情况下，羧酸(I)和胺(II)的反应是采用1∶1～1∶100，优选为1∶1.001～1∶10，特别地为1∶1.01～1∶5，例如1∶1.1～1∶2的摩尔比进行的，在每种情况下都是基于反应混合物中的羧基和氨基的摩尔当量的。
在所述羧酸(I)具有一个或多个羟基的情况下，羧酸(I)和胺(II)的反应是在1∶100～1∶1，优选为1∶10～1∶1.001，特别地为1∶5～1∶1.01，例如1∶2～1∶1.1的摩尔比下进行的，在每种情况下都是基于反应混合物中的羧基和氨基的摩尔当量的。
在R1和/或R2为被一个或多个羟基所取代的烃基，并且所述羧酸具有一个或多个羟基的情况下，羧酸(I)和胺(II)之间的反应是在等摩尔量下进行的，基于反应混合物中的羧基和氨基摩尔当量。
胺与羧酸生成铵盐的反应，能以连续法、间歇法或半间歇法的方式进行。例如，所述铵盐可在用于微波辐射的反应容器(辐射容器)中直接制备。其也可用逆流式(半)间歇法，例如在独立的搅拌容器中实施。所述铵盐优选原位获得，不进行分离。例如，已经证明对于在工业规模上的过程特别有利的是，在混合区段中，在水的存在下，进行胺与羧酸生成铵盐的反应，任选在中间冷却之后，将含水铵盐从所述混合区段输送到辐射容器中。所述水可作为独立的料流，或者优选作为胺和/或羧酸的溶剂或分散剂，提供给混合区域。还优选地，反应物以液体形式提供给本发明的方法。为此，能采用具有较高熔点和/或较高粘度的反应物，例如以熔融状态和/或与水和/或其他溶剂混合的状态，例如以溶液、分散体或乳液形式。如果采用的话，可在进入辐射容器之前，将催化剂加入到反应物中或者加入到反应物混合物中。还能通过本发明的方法，将固态、粉状和非均相体系转化，在这种情况下，只需要采用用于输送反应物料的适当技术设备即可。
根据本发明，水的存在被理解为是指在用微波进行辐射之前，将水加入由羧酸和胺形成的铵盐中，因此，微波辅助转化成酰胺的反应是在水的存在下进行的。因此，反应产物中含有超过酰胺形成反应中释放出的水的量的水。优选地，将0.1～5000重量％，特别优选地为1～1000重量％，特别地为5～100重量％，例如10～50重量％的水加入到反应混合物中，基于羧酸和胺的总量。在一个特别优选的具体实施方案中，至少一种羧酸和/或胺反应物是以水溶液的形式使用的，以形成所述铵盐。例如，已经证明有利的是，特别地，采用在低于室温的温度下沸腾的胺，例如氨、甲胺、二甲胺或乙胺，以例如40～70％的水溶液，制备所述铵盐。随后，任选在再加入水之后，将所述铵盐的水稀释液暴露于微波辐射。
根据本发明，过热水是在压力下将水加热至高于100℃的温度的条件下，进行微波辐射而获得的。酰胺化优选在高于150℃的温度的水的存在下进行的，特别优选地为180～500℃，特别地为200～400℃，例如220～350℃。这些温度与微波辐射过程所获得的最高温度有关。压力优选被设定为足够高的水平，从而使得反应混合物处于液态，并且不沸腾。优选在高于约1巴的压力下进行，优选为3～300巴，特别优选地为5～200巴，特别地为10～100巴，例如15～50巴。
为了加速反应或使反应进行完全，在很多情况下已经证明有利的是，在脱水催化剂的存在下操作。脱水催化剂应当被理解为是指能促进胺和羧酸的缩合反应的助剂。优选在酸性无机、有机金属或有机催化剂、或者两种或更多种这些催化剂的混合物的存在下反应。在一个特别优选的具体实施方案中，不采用催化剂。
在一个优选的具体实施方案中，在额外的有机溶剂的存在下操作，以便例如降低反应介质的粘度和/或使反应混合物(只要其非均相的)流化。为此，原则上可采用在所采用的反应条件下为惰性的、并且不与反应物或生成的产物反应的所有溶剂。只要在额外的溶剂的存在下操作，其在反应混合物中的比例优选为1～90重量％，尤其为5～75重量％，特别地为10～60重量％，例如20～50重量％。特别优选地，在不存在其他溶剂的条件下进行反应。
在微波辐射之后，在许多情况下，可将反应混合物直接用于进一步的应用场合。为了获得无水产品，可通过常规的分离方法，如相分离、蒸馏、冻干或吸收，从粗制品中除去水。同时，还能再除去所用的过量的反应物、以及任何未转化的残余量的反应物。出于特殊要求，所述粗产物可通过常规的提纯方法，例如蒸馏、重结晶、过滤或色谱法，进一步提纯。
微波辐射典型地是在具有由基本上为微波透明材料制备的反应腔(辐射容器)的仪器中进行的，在所述反应腔中射入微波发生器中所产生的微波辐射。微波发生器，例如磁控管、速调管和回旋管，是本领域技术人员所公知的。
用于实施本发明的方法的辐射容器，优选由基本上为微波透明的、高熔点材料制造，或者至少含有由这些材料制备的零件，例如窗口。特别优选地采用非金属辐射容器。此处，基本上为微波透明的材料，应当被理解为能吸收最小量的微波能量并将其转化为热的那些材料。作为物质吸收微波能量并将其转化为热的能力的标准通常采用介电损耗因子tanδ＝ε″/ε′。所述介电损耗因子tanδ被定义为介质损耗ε″与介电常数ε′的比值。不同材料的tanδ的例子已在，例如D.Bogdal，Microwave-assisted Organic Synthesis，Elsevier 2005中报道。对于适用于本发明的方法的辐射容器而言，具有在2.45GHz和25℃下测得的小于0.01，特别地小于0.005，尤其是小于0.001的tanδ的值的材料是优选的。作为优选的微波透明且热稳定的材料主要考虑矿物质基材料，例如石英、氧化铝、氧化锆等。同样适合作为反应管材料的是热稳定的塑料，如特别地为含氟聚合物，例如Teflon，以及工业塑料如聚丙烯或者聚芳醚酮，例如玻璃纤维增强的聚醚醚酮(PEEK)。为了经受反应过程中的温度条件，已经证明有利的尤其是使用这些塑料涂覆的矿物质如石英或氧化铝作为反应器材料。
微波是指具有约1cm～1m的波长、约300MHz～30GHz的频率的电磁射线。该频率范围原则上适于本发明的方法。对于本发明的方法而言，优选采用具有工业、科研和医疗应用场合所认可的频率的微波辐射，例如具有915MHz、2.45GHz、5.8GHz或27.12GHz的频率。铵盐的微波辐射，或者可在于单模或准单模下工作的微波辐射器中进行，或者在于多模下工作的那些加热器中进行。相应的仪器是本领域技术人员已知的。
为了实施本发明的方法而射入辐射容器中的微波能量，特别地取决于目标反应温度，反应腔的几何形状，因此也取决于反应体积。其典型地为100W至数百kW，特别地为200W～100kW，例如500W～70kW。其可在辐射容器中的一个或多个位置施加。这可通过采用一个或多个微波发生器获得。
微波辐射的时间取决于各种因素，如反应体积、反应容器的几何形状、所期望的反应混合物在反应温度下的驻留时间，以及所期望的转化率。典型地，微波辐射是在小于30分钟的期间内进行的，优选为0.01秒～15分钟，特别优选地0.1秒～10分钟，特别地为1秒～5分钟，例如5秒～2分钟。对微波辐射的强度(功率)加以调节，从而使得反应物料在最短时间内达到目标反应温度。在本发明的方法的另一个优选的具体实施方案中，已经证明有利的是，在微波辐射开始之前就加热铵盐，为此可以利用在铵盐形成过程中释放出的反应热。在此，已经证明特别有利的是，将所述铵盐加热至约40℃～约120℃的温度，但是优选加热至低于该体系的沸点的温度。为了保持目标温度，可进一步采用降低的功率和/或脉冲功率，对反应物料进行辐射；或者通过一些其他方法保持温度。在一个优选的具体实施方案中，在微波辐射结束之后，尽可能快速地将反应产物冷却至低于120℃，优选为低于100℃，特别地为低于50℃的温度。
微波辐射可在间歇工艺中，以间歇方式进行，或者优选地，以连续方式进行，例如在流动管道中。其还可在半间歇工艺中进行，例如连续式搅拌反应器或级联反应器。在一个优选的具体实施方案中，反应是在密闭的、耐压且化学惰性的容器中进行的，在这种情况下的水，以及在一些情况下的反应物会导致压力形成。在反应结束之后，可通过减压，将所述过压用于将水以及过量的反应物挥发并分离出来，和/或用于冷却反应产物。在另一个具体实施方案中，在冷却和/或减压之后，通过常规方法，例如相分离、蒸馏和/或吸收，将水分离出来。在一个特别优选的具体实施方案中，在微波辐射结束之后，或者在离开辐射容器之后，尽可能快地将反应混合物中的过量胺和水除去，以避免酰胺的水解。这可通过如下方式完成，例如常规的分离方法，如相分离、蒸馏或吸收。此时，通常发现，用过量的酸将所述胺中和或者与其混合，是成功的。这优选通过将pH值设定为低于7，例如1～6.5，尤其为3～6完成。
在一个优选的具体实施方案中，本发明的方法是在间歇式微波反应器中进行的，其中，将特定量的铵盐水溶液加入辐射容器中，用微波进行辐射，然后反应。微波辐射优选是在耐压的搅拌容器中进行的。如果反应容器是由微波透明材料制备的，或者具有微波透明窗，微波可通过容器壁射入反应容器中。但是，微波也可通过天线、探针或者中空导体体系射入反应容器中。对于较大的反应体积的辐射而言，此时微波优选在多模下运行。本发明的方法的间歇式具体实施方案能通过改变微波功率，获得快速以及慢速加热速率，尤其是长时间(如数小时)保持温度。在一个优选的具体实施方案中，在微波辐射开始之前，首先将水性反应混合物加入辐射容器中。其优选具有低于100℃的温度，例如10～50℃。在另一个优选的具体实施方案中，仅仅是在采用微波进行辐射的过程中，向辐射容器提供反应物和水或它们的一部分。在另一个优选的具体实施方案中，间歇式微波反应器是以连续提供反应物，同时以半间歇或级联反应器的方式排出反应物料的方式运行的。
在一个特别优选的具体实施方案中，本发明的方法是在连续式微波反应器中实施的。为此，反应混合物是通过耐压反应管连续传输的，所述反应管对反应物呈惰性，基本上是非常微波透明的，并且被置于微波发生器中，起着辐射容器的作用。该反应管优选具有1毫米～约50cm，尤其是2mm～35cm，例如5mm～15cm的直径。此处，反应管应当被理解为是指长径比大于5，优选为10～100 000，特别优选地为20～10 000，例如30～1000的辐射容器。在一个特定的具体实施方案中，所述反应管被设置为夹套管的形式，反应混合物可通过其内管和外管，以逆流的方式连续传输，其目的是为了，例如提高所述方法的温度控制性和能量效率。反应管的长度应当被理解为是指反应混合物流经的总距离。反应管在其长度上，被至少一个微波辐射器所环绕，但是优选地被多于一个，例如2，3，4，5，6，7，8或更多个微波辐射器所环绕。微波优选通过管套射入。在另一个优选的具体实施方案中，微波是通过天线射入的，所述天线经由所述管末端。
所述反应管通常在其入口处装有计量泵和压力计，在其出口处具有保压阀和热交换器。含水铵盐优选以低于150℃，例如10℃～90℃的温度的液态形式提供给所述反应管。在另一个优选的具体实施方案中，仅仅在进入所述反应管之前，将胺和羧酸简单混合，其中至少一种组分含有水。还优选地，反应物以低于100℃，例如10℃～50℃的温度的液态形式，提供给本发明的方法。为此，可采用具有较高熔点的反应物，例如以熔融态或者与溶剂混合。
通过改变管的横截面、辐射区域的长度(这应当被理解为是指其中的反应物料被暴露于微波辐射的反应管的比例)、流动速率、微波辐射器的几何形状、射入的微波功率和在此获得的温度，可获得一定的反应条件，从而使得能尽快地获得最高的反应温度。在一个优选的具体实施方案中，将在最高温度下的驻留时间选择为足够短，从而使得发生尽可能低水平的副反应或其他反应。连续式微波反应器优选在单模或准单模方式下运行。在反应管中的驻留时间通常为小于20分钟，优选为0.01秒～10分钟，优选为0.1秒～5分钟，例如1秒～3分钟。为了完全反应，反应物料可任选在中间冷却之后多次通过反应管。
在一个特别优选的具体实施方案中，在反应管中用微波对水性铵盐进行辐射，所述反应管的纵轴位于处于单模微波辐射器中的微波传播方向上。更特别地，在基本上为微波透明的反应管中，用微波对所述盐进行辐射，所述反应管存在于中空导体中，所述中空导体与微波发生器相连，并且起着微波辐射器的作用。所述反应管优选在轴向上与所述中空导体的中心对称轴对齐。所述中空导体优选被设置为空腔谐振器的形式。还优选地，未被所述中空导体吸收的微波在其末端发生反射。将所述微波辐射器设置为反射型谐振器结构，在相同的发生器提供的功率下，能局部提高电场强度，以及提高能量利用效率。
空腔谐振器优选以E01n模式运行，其中n为整数，表示沿着所述谐振器的对称中心轴线的微波场极大值的数量。在这种运行模式下，电场沿着所述空腔谐振器的对称中心轴线的方向传输。其在对称中心轴线区域具有极大值，在朝着套管的方向上降低至零值。这种场结构以围绕所述中心对称轴旋转对称的方式存在。视所期望的反应物料通过反应管的流动速率、所要求的温度和所要求的在谐振器中的驻留时间，相对于所采用的微波辐射的波长，选择谐振器的长度。n优选为1～200的整数，特别优选地为2～100，特别地为4～50，尤其为3～20，例如3，4，5，6，7或8。
微波能量可通过具有适当尺寸的孔或狭缝，射入起着微波辐射器作用的中空导体中。在本发明的方法的一个特定的具体实施方案中，在处于中空导体中的、使微波同轴过渡的反应管中，采用微波对所述铵盐进行辐射。特别优选的用于该目的的微波装置是由如下部分构成的：空腔谐振器、用于将微波场耦合到所述空腔谐振器中的耦合装置，在相对的两个端壁上各自具有一个开口，用于使所述反应管穿过所述谐振器。微波优选通过穿入所述空腔谐振器中的耦合针，被射入所述空腔谐振器中。优选地，所述耦合针优选为金属内导管结构，所述导管起着耦合天线的形式。在一个特别优选的具体实施方案中，该耦合针通过一个末端开口进入所述空腔谐振器中。所述反应管特别优选地与同轴过渡的内导管相连，特别地通过其空腔被送入所述空腔谐振器中。所述反应管优选在轴向上与所述空腔谐振器的中心对称轴对齐，为此，所述空腔谐振器优选在两个相对的端壁上各自具有一个中心开口，用于使所述反应管通过。
微波可例如通过同轴连接管，被送入所述耦合针或者送入所述起着耦合天线作用的内导管中。在一个优选的具体实施方案中，微波场通过中空导体输送给所述谐振器，在这种情况下，穿出所述空腔谐振器的耦合针的末端，经由位于所述中空导体壁中的开孔，被送入位于所述中空导体中，从所述中空导体抽取微波能量，并将其射入所述谐振器中。
在一个特定的具体实施方案中，在微波透明反应管中，用微波对所述盐进行辐射，所述反应管轴对称地处于具有微波的同轴通道的E01n圆中空导体中。在这种情况下，所述反应管通过起着耦合天线作用的内导管的空腔，被送入所述空腔谐振器中。在另一个优选的具体实施方案中，在微波透明的反应管中，用微波对所述盐进行辐射，所述反应管通过具有轴向微波输入装置的E01n空腔谐振器，其中如此设定所述空腔谐振器的长度，使得形成n＝2或更多个微波的场极大值。在另一个优选的具体实施方案中，在微波透明的反应管中，用微波对所述盐进行辐射，所述反应管轴对称地处于具有微波的同轴通道的圆柱形E01n空腔谐振器中，其中如此设定所述空腔谐振器的长度，使得形成n＝2或更多个场极大值。
特别适于本发明的方法的E01空腔谐振器优选具有对应于所采用的微波辐射的至少半波长的直径。空腔谐振器的直径优选为所采用的微波辐射的半波长的1.0～10倍，优选为1.1～5倍，尤其是2.1～2.6倍。E01空腔谐振器优选具有圆的横截面，这也被称为E01圆中空导体。其优选具有柱状形状，特别是圆柱状。
本发明的第一个优点在于，与处于不加入水的相当条件下的反应相比，能提高所采用的反应物的转化率。例如，通过加入水，典型地能将转化率提高大于1mol％，在许多情况下，提高大于5mol％，在一些情况下，提高大于10mol％，例如提高大于20mol％。这意味着在反应混合物中残留有较低水平的反应物，这些反应物可被除去并进行后处理或者丢弃。在许多情况下，按照本发明的方法，通过在水的存在下进行反应，甚至能获得具有可直接销售的质量的酰胺。而且，特别地，与用相应的气体进行反应相比，水溶液形式的低沸点羧酸和/或胺的处理明显要更简单，并且更可靠。而且，在由羧酸和胺形成铵盐的过程中释放出的中和热，可至少部分地被水吸收，并且与从有机溶剂中除去相比，能更容易地除去。此外，作为溶剂的水的存在，抵消了所述铵盐的结晶作用，从而使得可以不用在微波辐射之前和之后，对含有反应混合物的管道和容器进行的昂贵的、且不方便的加热。
实施例
微波辐射是在获自Biotage的“Initiator
Figure BPA00001178883700191
”型单模微波反应器中，在2.45GHz的频率下进行的。通过IR传感器测量温度。所用的反应容器是体积为5ml的密闭的、耐压小玻璃瓶(小压力瓶)，其中通过磁力搅拌进行均化。温度通过IR传感器进行测量。
在每种情况下，在实验期间内，以如下方式调节微波功率：使得尽可能快地获得所期望的反应物料的温度，然后在实验说明所规定的期间内保持恒定。在微波辐射结束之后，用压缩空气将玻璃瓶冷却。
反应产物用1H NMR波谱仪，在500MHz下，在CDCl3中进行分析。
实施例1：N，N-二甲基乳酰胺的制备
首先，在具有进气管、搅拌器、内温度计和均压器的500ml的三颈烧瓶中，加入100g Lactol 90
Figure BPA00001178883700192
(1mol的乳酸的90％水稀释液)。在用冰冷却的同时，在烧瓶中缓慢加入45.1g气态二甲胺(1mol)，然后在强放热反应中形成乳酸N，N-二甲铵盐。
从该原料溶液中获取等分试样，通过加入水，调节至表1中所规定的含水量。将每个2ml的这些溶液在微波反应器中加热至225℃的温度，所述微波反应器的压力为约20巴。在达到热平衡之后(约1分钟之后)，再微波辐射2分钟，将混合物保持在该温度和压力下。通过对1H NMR信号积分，确定反应混合物中的反应物和产物的相对比例。转化率列在表1中的最后一栏中。
表1
  反应   乳酸N，N-二甲铵盐   水[重量％]   酸∶胺的摩尔比   N，N-二甲基乳酰胺的转化率
  (1)   93重量％   7   1∶1   35mol％
  (2)   64重量％   36   1∶1   48mol％
  (3)   56重量％   44   1∶1   66mol％
  (4)   47重量％   53   1∶1   90mol％
  (5)   31重量％   69   1∶1   94mol％
实施例2：N，N-二甲基-4-甲氧基苯基乙酰胺的制备
首先，在具有进气管、搅拌器、内温度计和均压器的500ml三颈烧瓶中，加入166.2g 4-甲氧基苯基乙酸(1mol)，在冷却的同时，用112.5g二甲胺(40％水溶液)逐步进行中和。在强放热反应中，形成4-甲氧基苯基乙酸的N，N-二甲基铵盐。该盐的水溶液的固含量为76％。通过在该溶液的等分试样中再加入水，将所述盐稀释至50％。
为了进行对比，除了所述水溶液，还制备了无水的铵盐，并在相同的条件下将其暴露于微波辐射中。为此，首先，在用干冰进行冷却的同时，在小压力瓶中加入1.66g 4-甲氧基苯基乙酸，然后迅速与0.45g预先用干冰冷却的玻璃吸液管制得的冷凝二甲胺混合。立即将所述小瓶封闭，然后逐渐解冻，在该过程中，在放热反应中形成4-甲氧基苯基乙酸N，N-二甲铵盐。为了使形成的盐均化，随后将混合物剧烈摇晃，并用磁力搅拌棒搅拌。
在每种情况下，在微波反应器中，将2ml的铵盐或其水溶液加热至235℃的温度，在该过程中，压力为约20巴。在达到热平衡之后(约1分钟以后)，再用微波辐射10分钟，将试样保持在该温度和压力下。通过对1H NMR信号积分，确定反应混合物中的反应物和产物的相对比例。获得的转化率列在表2中的最后一栏中。
表2
  反应   4-甲氧基苯基乙酸N，N-二甲铵盐   水[重量％]   酸∶胺的摩尔比   N，N-二甲基-(4-甲氧基苯基)-乙酰胺的转化率
  (6)   100重量％   0   1∶1   8mol％
  (7)   76重量％   24   1∶1   25mol％
  (8)   50重量％   50   1∶1   41mol％
实施例3：N，N-二甲基癸酰胺的制备
首先，在具有进气管、搅拌器、内温度计和均压器的500ml三颈烧瓶中，加入172g癸酸(1mol)，小心地用112.5g二甲胺(40％水溶液)将其中和。在放热反应中，形成癸酸N，N-二甲基铵盐。该盐的糊状水性配方的固含量为76重量％。通过在该溶液的等分试样中再加入水，将所述盐稀释至55重量％。
为了进行对比，除了所述水溶液，还制备了无水的铵盐，并在相同的条件下将其暴露于微波辐射中。为此，首先，在用干冰进行冷却的同时，在小压力瓶中加入1.72g癸酸(0.01mol)，然后迅速与0.45g(0.01mol)预先用干冰冷却的玻璃吸液管制得的冷凝二甲胺混合。立即将所述小瓶封闭，然后小心地用冷却水解冻，形成癸酸N，N-二甲铵盐。为了充分形成盐，将混合物剧烈摇晃，并用磁力搅拌棒搅拌。
在每种情况下，在微波反应器中，将2ml的铵盐或其水溶液加热至240℃的温度，该微波反应器中的压力为约20巴。在达到热平衡之后(约1分钟以后)，再用微波辐射10分钟，将试样保持在该温度和压力下。通过对1H NMR信号积分，确定反应混合物中的反应物和产物的相对比例。获得的转化率列在表3中的最后一栏中。
表3
  反应   癸酸N，N-二甲铵盐   水[重量％]   酸∶胺的摩尔比   N，N-二甲基-癸酰胺的转化率
  (9)   100重量％   0   1∶1   15mol％
  (10)   65重量％   35   1∶1   26mol％
  (11)   49重量％   51   1∶1   35mol％
实施例4：二乙基间甲苯酰胺的制备
首先，在具有进气管、搅拌器、内温度计和均压器的500ml三颈烧瓶中，加入136.2g间甲苯酸(1mol)，小心地用109.71g二乙胺(1.5mol)将其中和。在强放热反应中，形成间甲苯酸N，N-二乙基铵盐。从该原料溶液获取等分试样，通过加入水，将其调节至表4中所规定的含水量。
在每种情况下，在微波反应器中，将2ml的铵盐或其水溶液加热至250℃的温度，该微波反应器中的压力为约20巴。在达到热平衡之后(约1分钟以后)，再用微波辐射20分钟，将试样保持在该温度和压力下。通过对1H NMR信号积分，确定反应混合物中的反应物和产物的相对比例。获得的转化率列在表4中的最后一栏中。
表4
  反应   间甲苯酸N，N-二甲铵盐   水[重量％]   酸∶胺的摩尔比   N，N-二甲基-间甲苯酰胺的转化率
  (12)   100重量％   0   1∶1.5   5mol％
  (13)   75重量％   25   1∶1.5   15mol％
  (14)   65重量％   35   1∶1.5   19mol％
  (15)   51重量％   49   1∶1.5   22mol％

Claims (21)

1.制备羧酰胺的方法，其通过如下方式进行：使至少一种式I的羧酸与至少一种式II的胺反应生成铵盐，并且在过热水的存在下在微波辐射下将该铵盐转化为酰胺，
R3-COOH  (I)
其中，R3是氢或者任选取代的、具有1～50个碳原子的烃基，
HNR1R2   (II)
其中，R1和R2彼此独立地为氢或者任选取代的、具有1～100个碳原子的烃基。
2.制备羧酰胺的方法，其通过如下方式进行：使至少一种式I的羧酸与至少一种式II的胺在水的存在下反应生成铵盐，并且在高于100℃的温度下在微波辐射下将如此制得的铵盐转化为酰胺，
R3-COOH      (I)
其中，R3是氢或者任选取代的、具有1～50个碳原子的烃基，
HNR1R2       (II)
其中，R1和R2彼此独立地为氢或者任选取代的、具有1～100个碳原子的烃基。
3.提高微波辅助的酰胺化反应的转化率的方法，其中在微波辐射之前，向来自由至少一种式I的羧酸和至少一种式II的胺所形成的铵盐中添加水，
R3-COOH      (I)
其中，R3是氢或者任选取代的、具有1～50个碳原子的烃基，
HNR1R2       (II)
其中，R1和R2彼此独立地为氢或者任选取代的、具有1～100个碳原子的烃基。
4.如权利要求1～3中一项或多项所述的方法，其中所述微波辐射是在高于大气压的压力下进行的。
5.如权利要求1～4中一项或多项所述的方法，其中R3为具有1～50个碳原子、并且具有一个或多个取代基的烃基，所述取代基选自C1-C5-烷氧基、聚(C1-C5-烷氧基)、聚(C1-C5-烷氧基)-烷基、羧基、羟基、酯基、酰胺基、氰基、腈基、硝基、磺酸基和具有5～20个碳原子的芳基；其中所述C5-C20-芳基可具有选自如下的取代基：卤原子、卤代烷基、C1-C20-烷基、C2-C20-烯基、C1-C5-烷氧基、酯基、酰胺基、羟基、羟烷基、氰基、腈基和硝基。
6.如权利要求1～5中一项或多项所述的方法，其中R3为脂肪族、脂环族、芳族或芳脂族烃基。
7.如权利要求1～6中一项或多项所述的方法，其中R3具有一个或多个双键。
8.如权利要求1～7中一项或多项所述的方法，其中R1和R2彼此独立地为具有1～100个碳原子的烃基。
9.如权利要求1～8中一项或多项所述的方法，其中R1为具有1～100个碳原子的烃基，R2为氢。
10.如权利要求1～9中一项或多项所述的方法，其中R1或R2或者这两个基团都彼此独立地为具有1～24个碳原子的脂肪族基团。
11.如权利要求1～10中一项或多项所述的方法，其中R1或R2或者这两个基团都具有选自羟基、C1-C5-烷氧基、氰基、腈基、硝基和C5-C20-芳基的取代基。
12.如权利要求1～11中一项或多项所述的方法，其中R1或R2或者这两个基团都具有C5-C20-芳基，所述芳基具有一个或多个选自如下的取代基：卤原子、卤代烷基、C1-C20-烷基、C2-C20-烯基、C1-C5-烷氧基、酯基、酰胺基、氰基、腈基和硝基。
13.如权利要求1～12中一项或多项所述的方法，其中R1和R2与它们所键接的氮原子一起形成环。
14.如权利要求1～13中一项或多项所述的方法，其中R1和R2彼此独立地为式III的基团
-(R4-O)n-R5        (III)
其中
R4    为具有2～6个碳原子的亚烷基，
R5    为氢或具有1～24个碳原子的烃基，并且
n     为2～50。
15.如权利要求1～14中一项或多项所述的方法，其中R1和R2彼此独立地为式IV的基团
-[R6-N(R7)]m-(R7)    (IV)
其中
R6为具有2～6个碳原子的亚烷基或其组合
每个R7彼此独立地为氢、具有最多至24个碳原子的烷基或羟烷基，聚氧化烯基-(R4-O)p-R5，或者聚亚氨基亚烷基-[R6-N(R7)]q-(R7)，其中R4、R5、R6和R7具有上述定义，并且q和p彼此独立地为1～50，并且
m    为1～20的数，优选为2～10，例如3，4，5或6。
16.如权利要求1～15中一项或多项所述的方法，其中在非连续的间歇法中，采用微波对所述盐进行辐射。
17.如权利要求1～16中一项或多项所述的方法，其中在连续法中，采用微波对所述盐进行辐射。
18.如权利要求17所述的方法，其中在基本上为微波透明的反应管中，采用微波对所述盐进行辐射。
19.如权利要求17和18所述的方法，其中在纵轴处于单模微波辐射器的微波传播方向上的反应管中，采用微波对所述盐进行辐射。
20.如权利要求1～19中一项或多项所述的方法，其中在基于羧酸和胺的总质量计0.5～200重量％的水的存在下进行所述微波辐射。
21.如权利要求1～20中一项或多项所述的方法，其中在高于150℃的温度下进行所述微波辐射。
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