CN1922131B - 具有空间位阻的仲氨基醚醇的合成 - Google Patents

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Abstract

制备了具有强烈空间位阻的仲胺基醚醇，通过使有机羧酸、有机羧酸卤化物、酸酐或乙烯酮与烷基、烷芳基或卤磺酸烷基酯反应，以产生磺酸。然后羧酸酐化合物与二烷反应，以断裂二烷的环，产生断裂产物，然后用烷基胺胺化该断裂产物，并用碱水解，以产生具有强烈空间位阻的仲胺基醚醇。

Description

具有空间位阻的仲氨基醚醇的合成
发明领域
本发明涉及具有强烈空间位阻的仲氨基醚醇的制备方法，该仲氨基醚醇用于从包含硫化氢、也可包含二氧化碳的气体流中除去硫化氢。
相关技术的描述
众所周知，本领域中用胺溶液处理气体和液体，如包含酸性气体的混合物，以除去这些酸性气体，该酸性气体包括CO2、H2S、CS2、HCN、COS和氧气以及C1～C4烃的硫衍生物。在吸收塔中胺通常以包含胺的水溶液的形式接触酸性气体和液体，并且胺的水溶液与酸性流体逆流接触。通常这种接触导致同时除去大量CO2和H2S。例如USP 4,112,052利用具有空间位阻的胺以获得CO2和H2S酸性气体的几乎全部除去。该方法尤其适合于CO2和相关气体的分压低的系统。对于CO2的分压高或存在许多酸性气体，例如H2S、COS、CH3SH、CS2等的系统，实行利用胺结合物理吸收剂的方法，其被称为“非水性溶剂方法”。USP 4,112,051中公开了这种系统。
但是，非常期望从包含H2S和CO2的酸性气体系统中选择性除去H2S。这种选择性除去得到分离的酸性气体中相对高的H2S/CO2比，这便于随后在Claus方法中将H2S转化为元素硫。
水性仲胺和叔胺与CO2和H2S的通常反应表示如下：
Figure S05805228920060829D000024
其中R是相同或不同的有机基团，并可被羟基基团取代。因为反应是可逆的，所以它们对CO2和H2S的分压敏感，该分压对反应发生的程度是决定性的。
在具有低H2S/CO2比和相对低的H2S分压的系统中，与除去CO2相比，选择性除去H2S是尤其期望的。在这种系统中，胺选择性除去H2S的能力是非常低的。
伯胺和仲胺，如单乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、二异丙醇胺(DPA)和羟基乙氧基乙胺(DEA)的溶液同时吸收H2S和CO2，因而已经被证实不能满意地选择性除去H2S以排除CO2。CO2相对容易地与这种胺形成氨基甲酸酯。
已通过单独使用或与非水性物理溶剂如环丁砜混合使用二异丙醇胺(DIPA)从包含H2S和CO2的气体中选择性除去H2S。但是，必须保持短的接触时间以利用与CO2与胺的反应速度相比，H2S与胺的较快反应。
Frazier和Kohl，Ind.and Eng.Chem.，42，2288(1950)指出，叔胺甲基二乙醇胺(MDEA)对于H2S吸收与对于CO2相比更有选择性。与叔胺与H2S的快速反应相比，CO2与叔胺相对慢地反应。但是，它的缺点是具有相对低的H2S载荷量，并且在某些气体中遇到的低H2S压力下，将H2S含量降低至期望水平的能力有限。
英国专利公开2,017,524A公开了使用二烷基单烷醇胺例如二乙基单乙醇胺(DEAE)的水溶液，以选择性除去H2S，这种物质在较高的负荷水平下比MDEA具有更高的除去H2S的选择性和容量。但是，DEAE的缺点是161℃的低沸点，这使它的挥发性相对高，从而导致大量物质损失。
USP 4,471,138教导了具有强烈空间位阻的无环仲胺基醚醇，与CO2相比，其具有对H2S的高选择性，其全部教导在此引入作为参考。在高H2S和CO2负荷下保持选择性。
USP 4,471，138的具有强烈空间位阻的无环胺醚醇由以下通式表示：
Figure S05805228920060829D000031
其中R1和R2各自独立地选自具有1～4个碳原子的烷基和羟基烷基基团，R3、R4、R5和R6各自独立地选自氢、1～4个碳原子的烷基和羟基烷基基团，条件是当R3为氢时，至少一个键合到直接键合到氮原子上的碳原子上的R4或R5为烷基或羟基烷基基团，x和y各自为2～4的正整数，z为1～4的正整数。通过优选在溶剂存在下，仲或叔烷基伯胺与包含羰基官能度的醚醇在氢源存在下或与卤代烷氧基烷醇的高温反应制备这些物质。优选地该组合物的通式为：
Figure S05805228920060829D000032
其中：
R1＝R2＝R3＝CH3-；R4＝R5＝R6＝H；
R1＝R2＝R3＝CH3-；R4＝H或CH3；R5＝R6＝H；
R1＝R2＝R3＝R6＝CH3-；R4＝R5＝H；
R1＝R2＝R3＝CH3CH2-；R4＝R5＝R6＝H；或
R1≠R2≠R3＝H、CH3-、CH3CH2-；R4 ≠R5≠R6＝H CH3-；并且其中x＝2或3。
美国专利4,487,967涉及具有强烈空间位阻的仲胺基醚醇的制备方法，通过在升高的温度和压力下使伯胺基化合物与聚烯基醚二醇在氢化催化剂存在下反应进行。使用的伯胺基化合物具有以下通式：
R1-NH2
其中R1选自具有3～8个碳原子的仲或叔烷基基团或具有3～8个碳原子的环烷基基团。使用的聚烯基醚二醇具有以下通式：
Figure S05805228920060829D000041
其中R2、R3、R4和R5各自独立地选自氢、C1～C4烷基基团和C3～C8环烷基基团，条件是如果R1的直接连接到氮原子的碳原子是仲碳原子，直接键合到键合到羟基基团的碳的R2和R3中的至少一个为烷基或环烷基基团，x和y各自独立地为2～4的正整数，z为1～10，优选1～6，更优选1～4。在催化有效量的包含氢化催化剂的有载体的VIII族金属存在下，在升高的温度和压力下进行该方法，当z大于1时，氨基化合物与聚烯基醚二醇的摩尔比小于2∶1。
发明概述
本文公开了制备通式1的具有强烈空间位阻的仲胺基醚醇的新方法：
Figure S05805228920060829D000042
其中R1和R2各自独立地选自具有1～4个碳原子的烷基和羟基烷基基团，优选具有1～2个碳原子，或者R1和R2和与它们相连的碳原子一起形成具有3～8个碳原子的环烷基基团；R3选自氢、具有1～4个碳原子的烷基或羟基烷基基团及其混合物，优选具有1～2个碳原子，优选为具有1～4个碳原子的烷基或羟基烷基基团，更优选具有1～2个碳原子；R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10和R11相同或不同，选自氢、具有1～4个碳原子的烷基或羟基烷基基团，优选具有1～2个碳原子，或具有3～8个碳的环烷基基团；R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10和R11优选为氢，其前提是当R3为氢时，直接键合到键合到氮原子的碳的R4和R5中的至少一个为烷基或羟基烷基基团。该方法包括使下式的有机羧酸卤化物、有机羧酸酐、乙烯酮或其任何两种或全部三种的混合物反应：
Figure S05805228920060829D000051
其中R12和R13相同或不同，各自选自具有1～4个碳原子，优选1～2个碳原子的烷基基团，最优选甲基，或芳基基团，优选被氢、一个或多个具有1～10个碳原子，优选1～4个碳原子的烷基基团取代的苯基，最优选在对位位置被甲基取代的苯基，及其混合物，X为选自F、Cl、Br、I及其混合物的卤素，优选为Cl，Rx和Ry相同或不同，选自氢或具有1～4个碳原子，优选1～2个碳原子的烷基基团，芳基基团，优选具有取代基的芳基基团，该取代基选自氢和一个或多个具有1～10个碳原子，优选1～4个碳原子的烷基基团，及其混合物，或者Rx和Ry与和它们相连的碳一起形成具有3～8个碳原子的环烷基基团，优选Rx和Ry为氢或具有下式的有机磺酸的苯基：
R14-(SO3H)Q
其中Q为1～4，优选为1～3，更优选为1～2，最优选为1，R14选自具有1～4个碳原子，优选1～2个碳原子的烷基基团，最优选为甲基、通式为CnH(2n+1)-zXz的卤代烷基基团，其中n为1～4，优选为1～2，最优选为1；X选自F、Cl、Br、I及其混合物，优选为F和Cl，最优选为F；z为1～5，优选为1～3，最优选为3，芳基基团3：
其中R15、R16、R17、R18和R19相同或不同，选自氢和具有1～20个碳原子的烷基基团，优选R15、R16、R18和R19为氢，R17选自氢和具有1～4个碳原子，优选1～2个碳原子的烷基基团，最优选为甲基，及其混合物，以产生式4的磺酸-羧酸酐化合物：
其中R12/13是指在产物中，R基团可为R12或R13或其混合物，然后该化合物与式5的二_烷反应：
Figure S05805228920060829D000063
其中R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10和R11相同或不同，选自氢、具有1～4个碳原子，优选1～2个碳原子的烷基和羟基烷基基团，或具有3～8个碳的环烷基基团，更优选R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10和R11为氢，以产生通式6的物质：
或其混合物。在直到这点使产物与随后步骤的反应物进行反应之前，不必须从每个反应步骤中分离产物。仍产生断裂产物。有机羧酸卤化物、有机羧酸酐、乙烯酮或其任何两种或全部三种的混合物与有机磺酸和二_烷的混合可以任何顺序或次序进行。因此，酸酐、酸卤化物、乙烯酮或任何两种或全部三种的混合物可与有机磺酸混合，然后与二_烷混合，或者二_烷可首先与有机磺酸混合，然后与酸酐、酸卤化物、乙烯酮或其任何两种或全部三种的混合物混合，或者酸酐、酸卤化物、乙烯酮或其任何两种或全部三种的混合物可与二_烷混合，接着加入有机磺酸。因此，酸酐、酸卤化物、乙烯酮或其任何两种或全部三种的混合物与二_烷和有机磺酸的结合可被结合到单一反应产物中，并作为混合物进行反应，从而导致所期望的断裂产物的一步制备。然后该断裂产物与式7的烷基胺反应，其中R1、R2和R3如前所定义的，以产生通式8的物质：
Figure S05805228920060829D000081
或其混合物，随后用碱使其水解以产生1：
Figure S05805228920060829D000082
由以上通式定义的优选化合物包括：
Figure S05805228920060829D000091
2-(2-叔丁基氨基乙氧基)乙醇、
Figure S05805228920060829D000092
2-(2-叔丁基氨基丙氧基)乙醇、
Figure S05805228920060829D000093
2-(2-异丙基氨基丙氧基)乙醇、
Figure S05805228920060829D000094
2-[2-(1，1-二甲基丙基氨基)丙氧基]乙醇、
Figure S05805228920060829D000095
2-[2-(1，1-二甲基丙基氨基)乙氧基]乙醇、
Figure S05805228920060829D000096
2-[2-(1-乙基-1-甲基丙基氨基)乙氧基]乙醇。
通常用作第一组分的原料是：
Figure S05805228920060829D000101
和通常为下式的乙烯酮：
其中Rx和Ry相同或不同，为氢或具有1～4个碳原子，优选1～2个碳原子的烷基基团，最优选氢或芳基基团，优选被氢或一个或多个具有1～10个碳原子，优选1～4个碳原子的烷基基团取代的芳基基团，或者Rx和Ry与和它们相连的碳一起形成具有3～8个碳原子的环烷基基团，优选Rx和Ry为氢或苯基，优选的乙烯酮为：
Figure S05805228920060829D000103
用于本发明的乙烯酮可利用本领域中通常的任何方法来制备。因此，例如可在AlPO4存在下使乙酸进行高温脱水，或者可在500～750℃下使丙酮进行热解以产生乙烯酮和甲烷。
然后这些物质与第二组分反应，该第二组分通常为：
上述类型的其它物质可容易地预想到。
这两种组分的反应产生酰基磺酸酯4a和/或4b和/或4c。该反应可在约-20～150℃的温度下进行，优选约0～140℃，更优选约20～125℃，压力为约1巴～100巴，优选为约1巴～50巴，更优选为约1巴～10巴。该反应可在不存在任何溶剂下进行，或可使用惰性溶剂如环丁砜、己烷或乙腈。优选地，用于随后的断裂反应的二_烷用作溶剂，导致成一体的第一步骤，其中反应混合物包含酸酐、酸卤化物、乙烯酮或其任何两种或全部三种的混合物、有机磺酸和二_烷。然后该反应混合物在随后对于二_烷断裂反应所述的条件下反应。
磺酸酯4与通常为以下结构式的二_烷反应：
其它取代的异构体可容易地预想到。优选地，1，4-二_烷为
Figure S05805228920060829D000122
反应进行足够长的时间，以断裂二_烷环，并获得产生断裂产物的约60～90％的转化率。二_烷也用作反应溶剂。二_烷与磺酸酯的摩尔比可为约1∶1～约10∶1，优选为约1∶1～约8∶1，最优选为约1∶1～约5∶1。可在不存在任何添加的溶剂下进行反应，例如用作溶剂的二_烷，或可使用另外的溶剂如乙腈或甲苯，反应进行的温度为约50℃～约200℃，优选为约70℃～约160℃，更优选为约80℃～约140℃。
优选地，在不存在任何添加的溶剂下进行反应，反应温度为约50℃～约160℃，优选为约70℃～约160℃，更优选为约80℃～约140℃。
Karger和Mazur在“The Cleavage of Ethers by MixedSulfonic-Carboxylic Anhydrides”，Journal of the American ChemicalSociety，1968，90，3878-3879中更加详细地描述了通过有机羧酸卤化物或酸酐与有机磺酸的反应来制备磺酸-羧酸酐，并用这种磺酸-羧酸酐断裂二_烷。也参见“Mixed sulfonic-carboxylic anhydrides.I.Synthesis and thermalstability.New syntheses of sulfonic anhydrides”，Journal of OriganicChemistry，1971，36，528和“Mixed sulfonic-carboxylic anhydrides.II.Reactions with aliphatic ethers and amines”，Journal of OriganicChemistry，1971，36，532。
然后用通常为以下结构式的胺7胺化断裂产物6：
Figure S05805228920060829D000131
胺化足够的时间以用胺7取代断裂产物6中的-O-SO2-R14基团。通常，胺与断裂产物磺酸酯基团之比为约化学计量比～约10∶1，优选约化学计量比～约8∶1，更优选约化学计量比～约4∶1。
该胺化步骤可在本领域通常的任何条件下进行。可在大气压或升高的压力下进行胺化，当使用相对低沸点的胺如叔丁胺进行胺化时，升高的压力是特别合适的。
进行胺化的压力为约大气压(1巴)～约100巴，优选约1～约50巴，温度为约40℃～约200℃，优选约40℃～约125℃。可使用回流进行胺化，但是这不是绝对必须的。可任选地使用惰性溶剂，如苯、甲苯、二乙基醚、己烷等。
最后，使用碱使胺化步骤的生成物即产物8水解，以产生最终期望的产物1。通常的碱包括碱金属氢氧化物、碱金属碳酸盐或碱金属醇盐，如氢氧化钠、碳酸钠、甲醇钠、叔丁醇钠等。反应在约20℃～约110℃，优选约20℃～约50℃下进行。反应可在回流下进行。
使用溶剂对于水解反应是任选的，如果反应物不是已经为液体形式，可使用一种溶剂。溶剂可包括水或醇及其混合物。
如果使用醇，它们可为相同的碳数或与衍生出醇盐碱自身的醇相同。因此，当碱为碱甲醇盐时，甲醇是适合使用的溶剂。
实施例
制备对甲苯磺酸乙酰酯。根据已经公开的步骤通过对甲苯磺酸与乙酰氯的反应制备对甲苯磺酸乙酰酯。在Dean-Stark装置中使一水合对甲苯磺酸(50g，0.26mol)在甲苯(100mL)中的混合物回流3小时，以实现脱水，然后在真空下蒸发甲苯。向残余物中加入乙酰氯(80mL，1mol)，使反应混合物回流5小时。然后在真空下除去过量的乙酰氯，以得到粗的对甲苯磺酸乙酰酯(56g)，其包含约25％的对甲苯磺酸酐(根据NMR谱)。粗的酸酐用于进一步的实验。
制备乙酸2-[2-(对甲苯磺酰氧)乙氧基]乙酯。在纯的条件下进行该反应，即不添加另外的溶剂，二_烷同时用作溶剂和反应物。1，4-二_烷(54mL，0.53mol)中对甲苯磺酸乙酰酯(25g；包含约18.8g，0.088mol的对甲苯磺酸乙酰酯和6.2g对甲苯磺酸酐)的混合物回流(101℃)50小时。用NMR监视反应进程。出现在1H NMR谱中的3.61～3.75ppm和4.13～4.18ppm范围内的新的多重峰组指定为乙酸2-[2-(对甲苯磺酰氧)乙氧基]乙酯的乙二醇部分。根据NMR数据，回流50小时之后转化率的大约程度为40～45％。回流90小时之后，在真空下蒸发过量的1，4-二_烷，以得到90％纯度的油状乙酸2-[2-(对甲苯磺酰氧)乙氧基]乙酯(21.3g，80％产率)。1H NMRδ2.08(s，3H)，2.46(s，3H)，3.64(t，J＝4.8Hz，2H)，3.70(t，J＝4.8Hz，2H)，4.14～4.20(m，4H)，7.37(d，J＝8.2Hz，2H)，7.81(d，J＝8.2Hz，2H)；13C NMRδ20.7，21.5，63.2，68.5，68.6，69.1，127.8，129.7，129.8，144.8，170.8。
文献中报道的以87％产率制备乙酸2-[2-(对甲苯磺酰氧)乙氧基]乙酯所需要的时间为在乙腈溶剂中24小时[68 JACS3878，71JOC532]。因此，在乙腈溶液中进行另外的实验。酸酐(7g)和1，4-二_烷(15mL)在乙腈(30mL)中的混合物回流(82℃)24小时。但是，反应混合物的NMR分析表明仅3～5％的转化率。
基于以上实验数据，对于反应混合物需要更高的温度以促进断裂过程。
在134～137℃下在密封管中制备乙酸2-[2-(对甲苯磺酰氧)乙氢 基]乙酯。在134～137℃下在密封管中将对甲苯磺酸乙酰酯(1g)在二_烷(2.2g，5.5当量)中的混合物搅拌18小时，以完全转化(8小时之后，反应混合物的NMR分析表明约50～60％的转化率)。然后加入水，用二乙基醚萃取产物。用硫酸镁干燥萃取液，在真空中蒸发溶剂，以得到90％纯度的乙酸2-[2-(对甲苯磺酰氧)乙氧基[乙酯(1g，大约70％)。
制备乙酸2-(2-叔丁基氨基乙氧基)乙酯。使乙酸2-[2-(对甲苯磺酰氧)乙氧基]乙酯(3.6g，0.012mol)与叔丁胺(6.95g，0.095mol)在甲苯中的混合物回流12小时。然后将反应混合物冷却至0℃，并在该温度下保持1小时。过滤该混合物以除去对甲苯磺酸叔丁铵盐，在真空下蒸发溶剂，以得到液态的乙酸2-(2-叔丁基氨基乙氧基)乙酯(2.4g，99％)。1H NMRδ1.14(s，9H)，2.08(s，3H)，2.79(t，J＝5.5Hz，2H)，3.61～3.68(m，4H)，4.22(t，J＝4.7Hz，2H)；13C NMRδ20.8，28.6，41.8，50.5，63.4，68.7，70.8，170.9。
制备2-(2-叔丁基氨基乙氧基)乙醇(EETB)。在室温下将乙酸2-(2-叔丁基氨基乙氧基)乙酯(1.2g，5.9mmol)与甲醇钠(0.015g，0.28mmol)在甲醇(15mL)中搅拌7小时。反应混合物的NMR分析表明约20％的转化率。向反应混合物中加入额外的甲醇钠(0.015g，0.28mmol)，再搅拌3小时。蒸发溶剂，通过过滤从固体中分离液相。用二乙基醚洗涤固体。在减压下蒸发合并的滤液以除去溶剂，得到淡黄色液态的2-(2-叔丁基氨基乙氧基)乙醇(EETB)(0.65g，70％)。1H NMRδ1.12(s，9H)，2.76(t，J＝5.1Hz，2H)，3.59～3.66(m，4H)，3.70～3.73(m，2H)；13C NMRδ28.8，42.2，50.3，61.8，71.3，72.6。
使用0.1当量的甲醇钠重复该反应。在室温下将乙酸2-(2-叔丁基氨基乙氧基)乙酯(1.0g，4.9mmol)与甲醇钠(0.03g，0.56mmol)在甲醇(15mL)中的混合物搅拌3小时。反应混合物的NMR分析表明没有乙酸2-(2-叔丁基氨基乙氧基)乙酯的信号。蒸发溶剂，通过过滤从固体中分离液相。用二乙基醚洗涤固体。在减压下蒸发合并的滤液，以除去溶剂，得到EETB(0.55g，70％)。
用NaOH水解乙酸2-(2-叔丁基氨基乙氧基)乙酯。向乙酸2-(2-叔丁基氨基乙氧基)乙酯(1g，5mmol)在甲醇(5mL)的溶液中加入NaOH在甲醇(3mL，6mmol)中的2N溶液，使反应混合物回流3小时。蒸发反应混合物，向残余物中加入二乙基醚。过滤这样形成的悬浮液，用二乙基醚洗涤沉淀物。在减压下蒸发滤液，向残余的油中加入二乙基醚以沉淀钠盐。过滤该溶液，在真空下除去溶剂以得到淡黄色的油(0.9g)。该油的NMR分析表明为期望的产物，大约90％纯度的2-(2-叔丁基氨基乙氧基)乙醇(EETB)。
由乙酸酐制备对甲苯磺酸乙酰酯。根据公开的步骤通过甲苯(100mL)中的一水合对甲苯磺酸(50g，0.26mol)的反应制备对甲苯磺酸乙酰酯。在Dean-Stark装置中使甲苯回流3小时，以除去水，然后在真空下蒸发甲苯。向残余物中加入乙酸酐(47mL，51g，0.5mol)，在130℃下将反应混合物搅拌1小时。在真空(50～60℃的浴，3mm Hg)下除去过量的乙酸和过量的乙酸酐，以得到约50％纯度(根据NMR谱)的粗的对甲苯磺酸乙酰酯(55g，深棕色固体)，其包含未反应的对甲苯磺酸和酸酐。
一步制备乙酸2-[2-(对甲苯磺酰氧)乙氧基]乙酯。在130～135℃下在密封管中将乙酸酐(1.8g，1.7mL，0.018mol)与无水对甲苯磺酸(2.7g，0.016mol)在1，4-二_烷(4mL，0.047mol)中的混合物搅拌24小时(完成对甲苯磺酸转化所需的时间)。用NMR监视反应。加入水，用二乙基醚萃取产物。在真空中蒸发溶剂，以得到90～95％纯度的油状乙酸2-[2-(对甲苯磺酰氧)乙氧基]乙酯(3.7g，78％产率)。1H NMRδ2.08(s，3H0，2.46(s，3H)，3.64(t，J＝4.8Hz，2H0，4.14～4.20(m，4H)，7.37(d，J＝8.2Hz，2H)，7.81(d，J＝8.2Hz，2H)；13C NMRδ20.7，21.5，63.2，68.5，68.6，69.1，127.8，129.7，129.8，144.8，170.8。
单个容器制备乙酸2-(2-叔丁基氨基乙氧基)乙酯。在130～135℃下在密封管中将乙酸酐(1.3g，1.2mL，12.7mmol)与无水对甲苯磺酸(2.0g，11.6mmol)在1，4-二_烷(3mL，3.1g，35mmol)中的混合物搅拌24小时。将反应混合物冷却至室温，加入叔丁胺(6.8g，9.8mL，0.093mol)，接着在120～125℃下搅拌该混合物6小时。将反应混合物冷却至室温，加入水。用二乙基醚萃取产物，用硫酸镁干燥萃取液，在真空中蒸发溶剂，以得到液态乙酸2-(2-叔丁基氨基乙氧基)乙酯(1.4g，60％)。1H NMRδ1.14(s，9H0，2.08(s，3H)，2.79(t，J＝5.5Hz，2H)，3.61～3.68(m，4H)，4.22(t，J＝4.7Hz，2H)；13C NMRδ20.8，28.6，41.8，50.5，63.4，68.7，70.8，170.9。
制备2-(2-叔丁基氨基乙氧基)乙醇(EETB)。使乙酸2-(2-叔丁基氨基乙氧基)乙酯(1.8g，8.85mmol)与氢氧化钠(0.36g，9.0mmol)在甲醇(9mL)中的混合物回流3小时。将混合物冷却至室温，过滤出固体(0.887g，约117％)。用二乙基醚洗涤固体。在真空下浓缩合并的有机滤液，过滤出固体部分，并用二乙基醚洗涤。在真空下浓缩滤液，以得到EETB产物(0.75g，约60％，油状)。1H NMRδ1.12(s，n9H)，2.76(t，J＝5.1Hz，2H)，3.59～3.66(m，4H)，3.70～3.73(m，2H)p 13C NMRδ28.8，42.2，50.3，61.8，1.3，72.67。
制备乙酸2-(2-叔丁基氨基乙氧基)乙酯。将乙酸2-[2-(对甲苯磺酰氧)乙氧基]乙酯(2g，6.6mmol，1当量)和叔丁胺(3.87g，52.92mmol，5.6mL，8当量)在干燥甲苯(6mL)中的溶液装入15mL密封管中。在120℃下搅拌该混合物3小时。每个小时用TLC和NMR监视反应进程。将反应混合物冷却至室温，并过滤；用甲苯洗涤沉淀物。在真空下部分蒸发滤液以除去叔丁胺。过滤残余物，用甲苯洗涤沉淀物。在真空下蒸发滤液，以得到黄色残余的油(1.18g，88％产率)。NMR谱表明乙酸2-(2-叔丁基氨基乙氧基)乙酯的纯度为95～97％。
制备2-(2-叔丁基氨基乙氧基)乙醇。用3.7mmol在甲醇(10mL)中的NaOH回流粗的乙酸2-(2-叔丁基氨基乙氧基)乙酯产物(0.5g，2.47mmol)1小时，接着在真空下蒸发，用二乙基醚萃取，在真空下除去溶剂，以得到黄色的油(0.3g，77％产率)，由NMR证实为纯度为95～97％的2-(2-叔丁基氨基乙氧基)乙醇。
制备二苯基乙烯酮。根据公开的步骤由二苯基乙酸开始进行二苯基乙烯酮的制备。[Taylor，E.C.，等，Org Synth CV 6,549。]
A.二苯基乙酰氯。向500mL三颈烧瓶中装入二苯基乙酸(50.0g，0.236mol)和无水甲苯(150mL)，该烧瓶装有滴液漏斗和带有氯化钙干燥管的回流冷凝器。将混合物加热回流，在30分钟内逐滴加入亚硫酰氯(132g，80.1mL，1.11mol)。再继续回流7小时，然后通过在减压下蒸馏除去甲苯和过量的亚硫酰氯。将残余物溶于150mL回流的无水己烷中。用木炭处理热溶液并过滤，将滤液在密封烧瓶中冷却至0℃。过滤出结晶为无色板的产物，用稍冷的己烷洗涤，在25℃下和真空下干燥，得到二苯基乙酰氯(46g，85％)，熔点为51～52℃。
B.二苯基乙烯酮。在氮气气氛下向500mL三颈烧瓶中装入二苯基乙酰氯(46.0g，0.2mol)在无水二乙基醚(300mL)中的溶液，该烧瓶装有磁力搅拌棒和滴液漏斗。在冰浴中冷却烧瓶，在30分钟内向搅拌的溶液中逐滴加入三乙胺(21.25g，0.21mol)；三乙胺盐酸盐作为无色固体沉淀，并且醚的颜色变为明亮的黄色。当三乙胺的加入完成时，用塞子紧紧塞住烧瓶，在0℃下储存过夜。通过过滤(在氮气气氛下)分离出三乙胺盐酸盐，用无水醚(约80～100mL)洗涤直到洗涤液无色。在减压下除去醚，将残余的红色油转移到安装有短的Vigreux柱的蒸馏装置中，并蒸馏(快速)，得到橙色油状二苯基乙烯酮(23.5g，61％)，沸点为116～121°/1mmHg(文献中沸点为118～120/1mm Hg)。
制备对甲苯磺酸二苯基乙酰酯。向100mL装有磁力搅拌棒和Dean～Stark装置的烧瓶中装入一水合对甲苯磺酸(9.51g，0.05mol)和甲苯(60mL)。将混合物回流2小时以除去水，在常压下蒸馏出10mL体积的甲苯。将该残余物冷却至20～25℃，并在0～5℃下在3～5分钟内逐滴加入到二苯基乙烯酮(9.7g，0.05mol)在无水二乙基醚(20mL)中的搅拌溶液中。二苯基乙烯酮的橙色溶液变为浅黄色；在0～5℃下搅拌该反应混合物6小时。在氮气气氛下过滤形成的沉淀物，用无水二乙基醚(15mL)洗涤，在氮气流中干燥，得到白色棱柱状的甲苯磺酸二苯基乙酰酯(12.3g，67％)，熔点为84～87℃(分解)。1H NMR(CDCl3)δ2.43(s，3H)，5.01(s，1H)，7.10～7.16(m，4H)，7.24～7.32(m，8H)，7.82(d，J＝7.9Hz，2H)；13C NMR(CDCl3)δ21.7，57.0，127.8，128.4，128.8，129.0，129.6，132.6，136.2，146.0，165.5。对C21H18O4S(366.44)的分析计算：C，68.83；H，4.95。发现：C，68.61；H，4.89。
用对甲苯磺酸二苯基乙酰酯断裂1，4-二_烷：制备二苯基乙酸 2-[2-(对甲苯磺酰氧)乙氧基]乙酯。在氮气气氛下向20mL的密封管中装入甲苯磺酸二苯基乙酰酯(2.0g，5.5mmol)和1，4-二_烷(2.4g，27.5mmol)。在130～135℃下搅拌该混合物18小时。样品的1H NMR谱表示出在4.08ppm和4.23ppm处的两个三重峰和3.50～3.62ppm处的多重峰，其被指定为二苯基乙酸2-[2-(对甲苯磺酰氧)乙氧基]乙酯。根据NMR，甲苯磺酸二苯基乙酰酯的大约的转化程度为25～30％。再在145～150℃下搅拌反应混合物15小时。样品的1H NMR谱表明大约75～80％的转化率。在减压下蒸发溶剂，通过柱色谱在硅胶上提纯残余物，使用乙酸乙酯/己烷1/3的混合物作为洗脱剂，以得到黄色油状的二苯基乙酸2-[2-(对甲苯磺酰氧)乙氧基]乙酯(1.35 g，56％)。1H NMRδ2.42(s，3H)，3.53～3.61(m，4H)，4.08(t，J＝4.7Hz，2H)，4.23(t，J＝4.7Hz，2H)，5.05(s，1H)，7.25～7.33(m，12H)，7.77(d，J＝8.2Hz，2H)；13C NMRδ21.6，56.9，64.0，68.5，69.0，69.0，127.3，127.9，128.5，128.6，129.8，138.5，144.8，172.3。对C25H26O6S(454.55)的分析计算：C，66.06；H，5.77。发现：C，66.18；H，5.85。
制备二苯基乙酸2-(2-叔丁基氨基乙氧基)乙酯。使二苯基乙酸2-[2-(对甲苯磺酰氧)乙氧基]乙酯(0.9g，2mmol)与叔丁胺(1.7mL，1.2g，16mmol)在甲苯(20mL)中的混合物温和地回流24小时。然后将混合物冷却至室温。过滤出形成的沉淀物，用甲苯洗涤。部分下浓缩滤液，以除去过量的叔丁胺，再次过滤。在真空下蒸发溶剂，以得到黄色液态的二苯基乙酸2-(2-叔丁基氨基乙氧基)乙酯(0.67g，95％)。1H NMRδ1.09(s，9H)，2.08(s，3H)，2.69(t，J＝5.4Hz，2H)，3.52(t，J＝5.4Hz，2H)，3.64(t，J＝4.8Hz，2H)，4.30(t，J＝4.8Hz，2H)，5.06(s，1H)，7.24～7.32(m，10H)；13C NMRδ28.9，42.0，50.1，57.0，64.2，68.7，71.3，127.2，128.6，128.6，138.6，172.2。
制备2-(2-叔丁基氨基乙氧基)乙醇(EETB)。将氢氧化钠在甲醇中的2N溶液(0.8mL，1.6mmol)加入到二苯基乙酸2-(2-叔丁基氨基乙氧基)乙酯(0.5g，1.41mmol)在甲醇(5mL)中的溶液中。使反应混合物回流5小时。将混合物冷却至室温，过滤出沉淀物。用二乙基醚洗涤沉淀物。在真空下浓缩滤液，向残余物中加入二乙基醚，过滤悬浮液(用二乙基醚洗涤沉淀物)。在真空下蒸发滤液，以得到无色油状产物EETB(0.22g，约97％)。

Claims (14)

1.下式的具有强烈空间位阻的仲胺基醚醇的合成方法：
其中R1和R2各自选自具有1～4个碳原子的烷基、1～4个碳原子的羟基烷基基团，或者与和它们相连接的碳原子一起形成具有3～8个碳原子的环烷基基团；R3选自氢、具有1～4个碳原子的烷基或具有1～4个碳原子的羟基烷基基团；并且R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10和R11相同或不同，选自氢、具有1～4个碳的烷基和具有1～4个碳原子的羟基烷基基团，其前提是当R3为氢时，R4或R5的至少一个为具有1～4个碳原子的烷基或具有1～4个碳原子的羟基烷基基团，该方法包括使下式的酸卤化物或有机羧酸酐、乙烯酮或其任何两种或全部三种的混合物：
其中R12和R13相同或不同，各自独立地选自具有1～4个碳原子的烷基基团，未被取代或被C1～C10烷基基团取代的芳基基团，X为各自独立地选自F、Cl、Br、I组成的组的卤素，Rx和Ry相同或不同，各自独立地选自氢、具有1～4个碳原子的烷基基团、具有独立地选自氢和一个或多个具有1～10个碳原子的烷基基团的取代基的芳基基团，或者Rx和Ry与和它们相连接的碳一起形成具有3～8个碳原子的环烷基基团，与具有下式的有机磺酸反应：
R14-(SO3H)Q
其中Q为1～4的整数，R14选自具有1～4个碳原子的烷基基团、通式为CnH(2n+1)-zXz的卤代烷基基团，其中n为1～4，X各自独立地选自F、Cl、Br、I，z为1～5，下式的芳基基团：
其中R15、R16、R17、R18和R19相同或不同，各自独立地选自氢和具有1～20个碳原子的烷基基团，以产生下式的化合物：
或其混合物，然后其与下式的二烷反应：
Figure FSB00000375146000024
其中R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10和R11相同或不同，选自氢、具有1～4个碳的烷基和具有1～4个碳原子的羟基烷基基团，以产生：
或其混合物，然后用下式的烷基胺使其胺化：
其中R1、R2和R3如前所定义，以产生：
或其混合物，然后用碱使其水解，以产生：
Figure FSB00000375146000032
2.权利要求1的具有强烈空间位阻的仲胺基醚醇的合成方法，使用下式的酸卤化物：
Figure FSB00000375146000033
3.权利要求1的具有强烈空间位阻的仲胺基醚醇的合成方法，使用下式的有机羧酸酐：
Figure FSB00000375146000034
4.权利要求1的具有强烈空间位阻的仲胺基醚醇的合成方法，使用下式的乙烯酮：
Figure FSB00000375146000035
5.权利要求1的具有强烈空间位阻的仲胺基醚醇的合成方法，其中R1、R2和R3为甲基基团。
6.权利要求1的具有强烈空间位阻的仲胺基醚醇的合成方法，其中R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11为氢，Rx和Ry为氢或苯基。
7.权利要求1的具有强烈空间位阻的仲胺基醚醇的合成方法，其中R15、R16、R18和R19为氢，R17为氢或甲基。
8.权利要求1的具有强烈空间位阻的仲胺基醚醇的合成方法，其中碱选自碱金属氢氧化物、碱金属醇盐、碱金属碳酸盐。
9.权利要求1的具有强烈空间位阻的仲胺基醚醇的合成方法，其中R1、R2和R3为甲基，R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10和R11为氢，R15、R16、R18和R19为氢，R17为氢或甲基，Rx和Ry为氢或苯基。
10.根据权利要求1-9中任一项的方法，其中通过在-20～150℃的温度、1巴～100巴的压力下，使酸卤化物、有机羧酸酐、乙烯酮或其任何两种或全部三种的混合物与有机磺酸反应，来制备下式的磺酸酰基酯化合物
以1∶1～10∶1的二
Figure FSB00000375146000042
烷与磺酸酰基酯之比，在50℃～200℃的温度下，使磺酸酰基酯与二
Figure FSB00000375146000043
烷反应，以化学计量比～10∶1的烷基胺与断裂产物磺酸酰基酯之比，在1巴～100巴的压力、40℃～200℃的温度下，使得到的断裂产物磺酸酰基酯与烷基胺反应，并且其中在20℃～110℃下用碱使胺化产物水解。
11.根据权利要求1-9中任一项的方法，其中在单一步骤中混合有机羧酸酐、酸卤化物、乙烯酮或其任何两种或全部三种的混合物、有机磺酸和二
Figure FSB00000375146000044
烷，在50℃～200℃的温度下加热反应混合物，以制备断裂产物磺酸酰基酯，以化学计量比～10∶1的烷基胺与断裂产物磺酸酰基酯之比，在1巴～100巴的压力、40℃～200℃的温度下，使断裂产物磺酸酰基酯与烷基胺反应，并且其中在20℃～110℃下用碱使胺化产物水解。
12.根据权利要求1-9中任一项的方法，其中Q为1。
13.根据权利要求10的方法，其中Q为1。
14.根据权利要求11的方法，其中Q为1。
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