CN1953963A - 用于生产环状n－羟基酰亚胺化合物的方法 - Google Patents

用于生产环状n－羟基酰亚胺化合物的方法 Download PDF

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Abstract

环状多羧酸酐、多羧酸、或其混合物与羟胺或其盐在有机溶剂中在脱水条件下反应，得到相应的环状N－羟基酰亚胺化合物。环状多羧酸酐可以是琥珀酸酐、戊二酐等。多羧酸可以是琥珀酸、戊二酸、己二酸等。在该方法中，优选能够与水进行共沸的有机溶剂用作反应溶剂的全部或部分，并且在通过与有机溶剂共沸而维持除去存在于反应体系中的水的同时进行反应。根据该方法，可以令人满意的产率由环状多羧酸酐或多羧酸制造环状N－羟基酰亚胺化合物。

Description

用于生产环状N-羟基酰亚胺化合物的方法
技术领域
本发明涉及用于生产环状N-羟基酰亚胺化合物的方法。更具体地，它涉及通过使多羧酸或其环状酸酐与羟胺或其盐反应生产相应的环状N-羟基酰亚胺化合物的方法。这些环状N-羟基酰亚胺化合物通常作为用于照相显影剂的氧化剂、用于合成制备肽的试剂、氧化催化剂、用于合成制备杀虫剂的中间体、和用于聚合反应的引发剂是有用的。
背景技术
广泛已知的用于生产环状N-羟基酰亚胺化合物的方法是使环状酸酐与羟胺反应的方法。日本未审专利申请公开No.2001-233854公开了一种通过使环状酸酐与羟胺在羧酸溶剂中反应而生产环状N-羟基酰亚胺化合物的方法。但该方法据说在工业上不令人满意，因为基于环状酸酐的环状N-羟基酰亚胺化合物的产率低至60％至70％。日本专利No.3288682公开了一种通过不加入碱使环状酸酐与羟胺盐在溶剂中反应而生产环状N-羟基酰亚胺化合物的方法。根据该方法，环状N-羟基酰亚胺化合物的产率在40％至90％内显著变化，而且当羟胺盐的用量为环状酸酐摩尔量的两倍时，实现较高的产率。
如上所述，通过环状酸酐和羟胺之间反应生产环状N-羟基酰亚胺化合物的常规方法显示出基于环状酸酐的环状N-羟基酰亚胺化合物产率低和提供低的环状酸酐利用率。对此加以改进的可能方案是回收和再使用未反应的环状酸酐，但这通常带来额外用于回收装置的成本，且在经济上是不利的。环状N-羟基酰亚胺化合物的产率通过使用过量羟胺(相对环状酸酐)而增加，但这导致羟胺的利用率下降且在经济上不利。
文件中描述的大多数用于生产环状N-羟基酰亚胺化合物的方法使用环状酸酐，但很少采用二羧酸作为与羟胺或其盐反应的原料组分。因此，基本上不可能由对转化成环状酸酐有抗性的二羧酸得到环状N-羟基酰亚胺化合物。技术在二羧酸容易被转化成环状酸酐的情况下，也需要提供越过环状酸酐而直接由二羧酸生产环状N-羟基酰亚胺化合物的方法。该方法避免将二羧酸转化成环状酸酐的步骤且通常在装置成本上非常经济有利。
专利文件1：日本未审专利申请公开No.2001-233854
专利文件2：日本专利No.3288682
发明内容
本发明所要解决的问题
因此，本发明的一个目的是提供以良好的产率由任意环状多羧酸酐和多羧酸生产环状N-羟基酰亚胺化合物的方法。
本发明的另一目的是提供以高的原料组分利用率生产环状N-羟基酰亚胺化合物的方法。
用于解决问题的方式
在为了实现这些目的的深入研究后，本发明人已发现可通过使环状多羧酸酐或多羧酸与羟胺或其盐反应同时从反应体系中去除水而以良好的产率制造相应的环状N-羟基酰亚胺化合物。基于这些发现完成了本发明。
具体地，本发明提供用于生产环状N-羟基酰亚胺化合物的方法，包括使环状多羧酸酐、多羧酸、或其混合物与羟胺或其盐在有机溶剂中反应，同时进行脱水，由此得到相应的环状N-羟基酰亚胺化合物。
环状多羧酸酐包括以下式(1)表示的化合物：
[化学式1]
其中Ra、Rb、Rc、Rd、Re和Rf彼此相同或不同且各自表示氢原子、卤素原子、烷基基团、卤代烷基基团、芳基基团、芳烷基基团、环烷基基团、羟基基团、烷氧基基团、羧基基团、取代的氧代羰基(oxycarbonyl)基团、取代的或未取代的氨基甲酰基基团、酰基基团、酰氧基基团、磺基基团、取代的氧代磺酰基(oxysulfonyl)基团、取代的或未取代的氨磺酰基基团、硝基基团、取代的或未取代的氨基基团、取代的或未取代的膦酰基基团、或取代的或未取代的膦酰氧基基团，其中Ra、Rb、Rc、Rd、Re和Rf的至少两个可结合以与相邻碳-碳键形成双键或与相邻碳原子或碳链形成芳族或非芳族环，和其中该化合物每分子可具有两个或多个环状酸酐骨架；和n表示0、1或2。
环状多羧酸酐可以是，例如，至少一种选自以下的化合物：琥珀酸酐、戊二酐、邻苯二甲酸酐、偏苯三酸酐、均苯四酸单酐、均苯四酸二酐、1，8-萘二甲酸酐、2，3-萘二甲酸酐、1，4，5，8-萘四甲酸单酐、1，4，5，8-萘四甲酸二酐、2，3，6，7-萘四甲酸单酐、和2，3，6，7-萘四甲酸二酐。
多羧酸包括以下式(2)表示的化合物：
[化学式2]
Figure A20058001543100071
其中Ra、Rb、Rc、Rd、Re和Rf彼此相同或不同且各自表示氢原子、卤素原子、烷基基团、卤代烷基基团、芳基基团、芳烷基基团、环烷基基团、羟基基团、烷氧基基团、羧基基团、取代的氧代羰基基团、取代的或未取代的氨基甲酰基基团、酰基基团、酰氧基基团、磺基基团、取代的氧代磺酰基基团、取代的或未取代的氨磺酰基基团、硝基基团、取代的或未取代的氨基基团、取代的或未取代的膦酰基基团、或取代的或未取代的膦酰氧基基团，其中Ra、Rb、Rc、Rd、Re和Rf的至少两个可结合以与相邻碳-碳键形成双键或与相邻碳原子或碳链形成芳族或非芳族环，和其中该化合物每分子可具有两对或多对能够形成环状酰亚胺骨架的羧基基团；和n表示0、1或2。
多羧酸可以是，例如，选自琥珀酸、戊二酸、己二酸、邻苯二甲酸、偏苯三酸、均苯四酸、1，8-萘二甲酸、2，3-萘二甲酸、1，4，5，8-萘四甲酸、和2，3，6，7-萘四甲酸的至少一种化合物。
在该生产工艺中，优选能够与水进行共沸的有机溶剂用作反应溶剂的全部或部分和在通过与有机溶剂共沸从反应体系中去除水的同时进行反应。在这种情况下，共沸馏出物在从中去除水后可再循环至反应体系。有机溶剂可以是，例如，选自羧酸、酯、酮、脂族烃、脂环族烃、芳族烃、醇、和卤化烃的至少一种溶剂。
该生产工艺中的反应还优选在向反应体系中连续或间歇加入含水羟胺溶液的同时进行反应。
该生产工艺可包括使环状多羧酸酐、多羧酸、或其混合物与羟胺或其盐在有机溶剂中反应预定时间而不脱水的第一步骤，和在进行脱水的同时进行反应的第二步骤。该实施方案在其中有机溶剂是能够与羟胺形成脱水缩合产物的溶剂如具有1至8个碳原子的单羧酸的情况下特别有用。
优点
根据本发明，环状N-羟基酰亚胺化合物可以良好的产率由任意环状多羧酸酐和多羧酸制造，且原料组分的利用率可明显改善。
附图说明
图1是显示用于实施例1至6的反应器的示意图。
图2是显示用于对比例1至5的反应器的示意图。
参考数字
1，11    烧瓶
2，12    回流冷凝器
3        Dean-Stark分馏单元
4，14    温度计
5，15    混合叶轮
具体实施方式
[环状多羧酸酐、和多羧酸]
根据本发明，环状多羧酸酐、多羧酸、或其混合物(例如，环状多羧酸酐与相应的多羧酸的混合物)用作一种原料组分。这些环状多羧酸酐和多羧酸的每种可作为混合物组合使用。当环状多羧酸酐和多羧酸存在光学异构体时，可使用单独一种光学异构体或多种不同的光学异构体的混合物。
环状多羧酸酐不具体限定，只要它是每分子具有至少一个环状酸酐骨架的化合物。这些环状多羧酸酐通常以下式(I)表示：
[化学式3]
Figure A20058001543100081
其中A是在其主链中具有两个或多个原子的二价有机基团。
多羧酸不具体限定，只要它是每分子具有至少一对能够形成环状酰亚胺骨架的羧基基团(两个羧基基团)的化合物。这些多羧酸通常以下式(II)表示：
[化学式4]
其中A定义如上。
A中的二价有机基团的例子是二价烃基团如亚烷基基团、亚链烯基基团、亚芳基基团、和二价脂环族烃基团；和各自包含这些基团的两个或多个且有或没有插入连接基团如氧原子或硫原子的二价基团。
亚烷基基团的例子为各自具有约1至约20个碳原子的直-或支链亚烷基基团，如亚甲基、亚乙基、亚丙基、三亚甲基、四亚甲基、五亚甲基、和六亚甲基基团，其中具有约1至约12个碳原子的那些是优选的，和具有约2至约4个碳原子的那些是更优选的。亚链烯基基团的例子为各自具有约2至约20个碳原子的直-或支链亚链烯基基团，如亚乙烯基和亚丙烯基基团，其中具有约2至约20个碳原子的那些是优选的，和具有约2至约4个碳原子的那些是更优选的。亚芳基基团的例子是邻亚苯基和1，8-亚萘基基团。二价脂环族烃基团包括，例如，环亚烷基基团如1，2-环亚戊基和1，2-环亚己基基团；环亚烯基基团如1-环己烯-1，2-亚基(1-cyclohexen-1，2-ylene)和4-环己烯-1，2-亚基基团；和二价多环脂环族基团(桥接基团)如十氢萘-2，3-亚基、十氢萘-1，8-亚基、降冰片-2，3-亚基、和降冰片烯-5，6-亚基基团。
这些二价烃基团如亚烷基基团可各自具有一个或多个取代基。取代基的例子是卤素原子、烷基基团、卤代烷基基团、芳基基团、芳烷基基团、环烷基基团、羟基基团、烷氧基基团、羧基基团、取代的氧代羰基基团、取代的或未取代的氨基甲酰基基团、酰基基团、酰氧基基团、磺基基团、取代的氧代磺酰基基团、取代的或未取代的氨磺酰基基团、硝基基团、取代的或未取代的氨基基团、取代的或未取代的膦酰基基团、和取代的或未取代的膦酰氧基基团。
卤素原子包括碘、溴、氯和氟原子。烷基基团的例子是具有约1至约30个碳原子，和优选约1至约20个碳原子的直-或支链烷基基团，如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、己基、癸基、十二烷基、十四烷基、和十六烷基基团。卤代烷基基团的例子为各自具有约1至约30个碳原子，和优选约1至约20个碳原子的直-或支链卤代烷基基团，如氯甲基、和三氟甲基基团。
芳基基团包括，例如，苯基、甲苯基、二甲苯基、和萘基基团。芳烷基基团包括，例如、苄基、2-苯基乙基、和1-苯基乙基基团。环烷基基团包括，例如，环戊基和环己基基团。烷氧基基团包括，例如，各自具有约1至约30个碳原子，和优选约1至约20个碳原子的烷氧基基团，如甲氧基、乙氧基、异丙氧基、丁氧基、叔丁氧基、己氧基、辛氧基、癸氧基、十二烷氧基、十四烷氧基、和十八烷氧基基团。
取代的氧代羰基基团包括，例如，C1-30烷氧基-羰基基团如甲氧基羰基、乙氧基羰基、异丙氧基羰基、丁氧基羰基、叔丁氧基羰基、己氧基羰基、癸氧基羰基、和十六烷氧基羰基基团，其中C1-20烷氧基-羰基基团是优选的；环烷氧基羰基基团如环戊氧基羰基和环己氧基羰基基团，其中3-至20-元环烷氧基羰基基团是优选的；芳氧基羰基基团如苯氧基羰基和萘氧基羰基基团，其中C6-20芳氧基-羰基基团是优选的；芳烷氧基羰基基团如苄氧基羰基基团，其中C7-21芳烷氧基-羰基基团是优选的；金属氧代羰基基团(转化成金属盐类的羧基)如钠代氧代羰基基团。
取代的或未取代的氨基甲酰基基团包括，例如，氨基甲酰基；N-(烃基)-取代的氨基甲酰基基团和N，N-二(烃基)-取代的氨基甲酰基基团，如N-甲基氨基甲酰基、N，N-二甲基氨基甲酰基、和N-苯基氨基甲酰基基团。
酰基基团包括，例如，脂族饱和或不饱和酰基基团，包括C1-30脂族酰基基团如甲酰基、乙酰基、丙酰基、丁酰基、异丁酰基、戊酰基、新戊酰基、己酰基、辛酰基、癸酰基、月桂酰基、肉豆蔻酰基、棕榈酰基、和硬脂酰基基团，其中脂族C1-20酰基基团是优选的；乙酰乙酰基基团；脂环族酰基基团，包括环烷烃羰基基团如环戊烷羰基和环己烷羰基基团；和芳族酰基基团如苯甲酰基和萘酰基基团。
酰氧基基团包括，例如，脂族饱和或不饱和酰氧基基团，包括C1-30脂族酰氧基基团如甲酰氧基、乙酰氧基、丙酰氧基、丁酰氧基、异丁酰氧基、戊酰氧基、新戊酰基氧基、己酰氧基、辛酰氧基、癸酰氧基、月桂酰氧基、肉豆蔻酰氧基、棕榈酰氧基、和硬脂酰氧基基团，其中脂族C1-20酰氧基基团是优选的；乙酰乙酰氧基基团；脂环族酰氧基基团，包括环烷烃羰氧基基团如环戊烷羰氧基和环己烷羰氧基基团；和芳族酰氧基基团如苯酰氧基和萘酰氧基基团。
取代的氧代磺酰基基团包括，例如，烷氧基磺酰基基团如甲氧基磺酰基基团；环烷氧基磺酰基基团如环己氧基磺酰基基团；芳氧基磺酰基基团如苯氧基磺酰基基团；芳烷氧基磺酰基基团如苄氧基磺酰基基团；和金属氧代磺酰基基团(转化成金属盐类的磺基基团)如钠代氧代磺酰基基团。取代的或未取代的氨磺酰基基团的例子是氨磺酰基；N-(烃基)-取代的氨磺酰基基团和N，N-二(烃基)-取代的氨磺酰基基团如N-甲基氨磺酰基、N，N-二甲基氨磺酰基、和N-苯基氨磺酰基基团。取代的或未取代的氨基基团的例子是N-(烃基)-取代的氨基基团和N，N-(烃基)-取代的氨基基团，如甲氨基、乙氨基、二甲基氨基、二乙基氨基、和苯基氨基基团。取代的或未取代的膦酰基基团包括，例如，膦酰基；和O-(烃基)-取代的膦酰基基团如甲基膦酰基、二甲基膦酰基、苯基膦酰基、和二苯基膦酰基基团。取代的或未取代的膦酰氧基基团包括，例如，膦酰氧基；和O-(烃基)-取代的膦酰氧基基团如甲基膦酰氧基、二甲基膦酰氧基、苯基膦酰氧基、和二苯基膦酰氧基基团；和O-金属-取代的膦酰氧基基团如O，O’-二钠代膦酰氧基基团。
当有多个取代基时，该取代基的至少两个可结合以与构成A的原子形成芳族或非芳族环。芳族或非芳族环优选为具有约5至约12元的环，且特别优选为具有约6至约10元的环。该环可以是杂环或稠合杂环但通常是烃环。这些环的例子是可被取代的环烷烃环，如环己烷环；可被取代的环烯烃环，如环己烯环；可被取代的桥接环，包括桥接烃环，如5-降冰片烯环；和可被取代的芳族环(包括稠环)，如苯环和萘环。该环通常包括芳族环。环可具有一个或多个作为二价烃基团可具有的取代基而列举的取代基，如烷基基团、卤代烷基基团、羟基基团、烷氧基基团、羧基基团、取代的氧代羰基基团、酰基基团、酰氧基基团、硝基基团、氰基基团、氨基基团、和卤素原子。
优选的环状多羧酸酐由式(1)表示。优选的多羧酸由式(2)表示。在式(1)和(2)中的Ra、Rb、Rc、Rd、Re和Rf中，如上相同的基团可例举卤素原子、烷基基团、卤代烷基基团、芳基基团、芳烷基基团、环烷基基团、烷氧基基团、取代的氧代羰基基团、取代的或未取代的氨基甲酰基基团、酰基基团、酰氧基基团、取代的氧代磺酰基基团、取代的或未取代的氨磺酰基基团、取代的或未取代的氨基基团、取代的或未取代的膦酰基基团、和取代的或未取代的膦酰氧基基团。
Ra、Rb、Rc、Rd、Re和Rf的至少两个可结合以与相邻碳原子或碳链形成芳族或非芳族环。芳族或非芳族环的例子在此包括由A中的二价烃基团可具有的取代基中的至少两个形成的相同的芳族或非芳族环。该环可具有一个或多个如上所述的取代基，如烷基基团、卤代烷基基团、羟基基团、烷氧基基团、羧基基团、取代的氧代羰基基团、酰基基团、酰氧基基团、硝基基团、氰基基团、氨基基团、和卤素原子。
环状多羧酸酐的代表性例子是以下式(1a)至(11)表示的化合物：
[化学式5]
Figure A20058001543100121
其中R1至R49各自表示氢原子、卤素原子、烷基基团、卤代烷基基团、芳基基团、芳烷基基团、环烷基基团、羟基基团、烷氧基基团、羧基基团、取代的氧代羰基基团、取代的或未取代的氨基甲酰基基团、酰基基团、酰氧基基团、磺基基团、取代的氧代磺酰基基团、取代的或未取代的氨磺酰基基团、硝基基团、取代的或未取代的氨基基团、取代的或未取代的膦酰基基团、或取代的或未取代的膦酰氧基基团，其中R1至R49的至少两个可结合以与相邻碳-碳键形成双键或与相邻碳原子或碳链形成芳族或非芳族环。
在式(1a)至(11)中的R1至R49和由R1至R49的至少两个与相邻碳原子或碳链形成的芳族或非芳族环中，如上相同的基团和环可例举卤素原子、烷基基团、卤代烷基基团、芳基基团、芳烷基基团、环烷基基团、烷氧基基团、取代的氧代羰基基团、取代的或未取代的氨基甲酰基基团、酰基基团、酰氧基基团、取代的氧代磺酰基基团、取代的或未取代的氨磺酰基基团、取代的或未取代的氨基基团、取代的或未取代的膦酰基基团、和取代的或未取代的膦酰氧基基团。
以式(1a)至(11)表示的化合物的具体例子是琥珀酸酐、戊二酸酐、邻苯二甲酸酐、偏苯三酸酐、均苯四酸单酐、均苯四酸二酐、1，8-萘二甲酸酐、2，3-萘二甲酸酐、1，4，5，8-萘四甲酸单酐、1，4，5，8-萘四甲酸二酐、2，3，6，7-萘四甲酸单酐、和2，3，6，7-萘四甲酸二酐。
多羧酸的代表性例子是以下式(2a)至(21)表示的化合物：
[化学式6]
其中R50至R106各自表示氢原子、卤素原子、烷基基团、卤代烷基基团、芳基基团、芳烷基基团、环烷基基团、羟基基团、烷氧基基团、羧基基团、取代的氧代羰基基团、取代的或未取代的氨基甲酰基基团、酰基基团、酰氧基基团、磺基基团、取代的氧代磺酰基基团、取代的或未取代的氨磺酰基基团、硝基基团、取代的或未取代的氨基基团、取代的或未取代的膦酰基基团、或取代的或未取代的膦酰氧基基团，其中R50至R104的至少两个可结合以与相邻碳-碳键形成双键或与相邻碳原子或碳链形成芳族或非芳族环。
在式(2a)至(21)中的R50至R106和由R50至R106的至少两个与相邻碳原子或碳链形成的芳族或非芳族环中，如上相同的基团和环可例举卤素原子、烷基基团、卤代烷基基团、芳基基团、芳烷基基团、环烷基基团、烷氧基基团、取代的氧代羰基基团、取代的或未取代的氨基甲酰基基团、酰基基团、酰氧基基团、取代的氧代磺酰基基团、取代的或未取代的氨磺酰基基团、取代的或未取代的氨基基团、取代的或未取代的膦酰基基团、和取代的或未取代的膦酰氧基基团。
以式(2a)至(21)表示的化合物的具体例子是琥珀酸、戊二酸、己二酸、邻苯二甲酸、偏苯三酸、均苯四酸、1，8-萘二甲酸、2，3-萘二甲酸、1，4，5，8-萘四甲酸、和2，3，6，7-萘四甲酸。
[羟胺或其盐]
根据本发明，羟胺或其盐用作其它原料组分。羟胺的盐的例子是强酸的盐，如盐酸盐、氢溴酸盐、硫酸盐、硝酸盐、和磷酸盐。当使用羟胺的盐时，该盐可通过在使用之前或在反应体系中通过用碱处理盐而转化成游离(free)羟胺或羟胺的弱酸盐。碱的例子是碱金属氢氧化物如氢氧化钾和氢氧化钠；碱土金属氢氧化物如氢氧化镁和氢氧化钙；碱金属碳酸盐如碳酸钾和碳酸钠；碱土金属碳酸盐如碳酸钙；碱金属碳酸氢盐如碳酸氢钾和碳酸氢钠；碱金属醇盐如甲醇钠和乙醇钠；碱金属的羧酸盐，包括碱金属乙酸酯如乙酸钾和乙酸钠。相对于羟胺的盐，碱的量一般是1至5当量，优选1至2当量，和更优选1至1.5当量。
羟胺或其盐可原样或以溶液如水溶液或分散体的形式使用。相对环状多羧酸酐的酸酐基团或相对多羧酸的能够形成环状酰亚胺骨架的羧基基团对(两个羧基基团的对)，羟胺或其盐的量一般是0.5至10当量，优选1至2当量，和更优选1至1.5当量。当使用环状多羧酸酐和多羧酸的混合物时，羟胺或其盐的量是相对于酸酐基团和羧基基团对的总量而言。
[反应]
环状多羧酸酐、多羧酸、或其混合物和羟胺或其盐之间的反应在有机溶剂中进行。有机溶剂的例子是羧酸，包括各自具有约1至约20个碳原子的羧酸，如甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一酸、十二酸、和十四酸；醇如甲醇、乙醇、和异丙醇；可被取代的芳族烃，如苯、甲苯、二甲苯、和硝基苯；脂族烃如戊烷、己烷、和庚烷；可被取代的脂环族烃，如环己烷和甲基环己烷；酯如乙酸乙酯和乙酸丁酯；醚如二乙醚、二烷、和四氢呋喃(THF)；酮如乙基甲基酮；卤化烃如四氯化碳、氯仿、和二氯甲烷；腈如乙腈；酰胺如N，N-二甲基甲酰胺(DMF)；和这些溶剂的混合物。水可用作用于溶解反应原料的溶剂。这些溶剂的量可在对反应没有不利影响的范围内适当选择且通常是约10至约5000重量份，优选约30至约2000重量份，和更优选约50至约700重量份，相对100重量份用于反应的环状多羧酸酐和多羧酸的总和。
本发明的一个明显特征是在进行脱水的同时进行反应。所要去除的水包括，例如，用作用于通常溶解反应原料的溶剂的水，和在反应(包括羟胺盐和碱之间的中和反应)中产生的水。脱水方法不具体限定和包括，例如，物理分离和去除水的方法、化学去除水的方法、和这些的组合。物理分离和去除水的方法包括(a)通过将能够吸收或吸附水的物质放置在反应体系中或通过使反应混合物在填充有该物质的柱或罐中循环而吸收或吸附在反应体系中的水的方法，和(b)单独地或通过与能够与水进行共沸的有机溶剂共沸而蒸馏反应体系中的水的方法。能够与水进行共沸的有机溶剂可用作反应溶剂的全部或部分。化学去除水的方法包括，例如，(c)将能够基本上不可逆地与水反应的物质放置在反应体系的方法。
用于方法(a)的能够吸收或吸附水的物质是分子筛、硅胶、活性炭、和高聚物干燥剂。
用于方法(b)的能够与水进行共沸的有机溶剂的例子是羧酸如甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸、和异戊酸；酯如氯乙酸甲酯、丙烯酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸甲酯、甲酸异丙酯、甲酸丙酯、甲酸丁酯、甲酸异丁酯、丙酸乙酯、丁酸甲酯、异丁酸甲基酯、乙酸丙酯、乙酸异丙酯、碳酸二乙酯、硝酸异戊酯、甲酸异戊酯、乙酸异丁酯、乙酸丁酯、丁酸丁酯、异丁酸乙酯、异戊酸甲酯、丙酸丙酯、乙酸异戊酯、异戊酸乙酯、丁酸丙酯、己酸甲酯、异丁酸丙酯、异丁酸异丙酯、苯甲酸甲酯、乙酸苯酯、丁酸异丁酯、异丁酸异丁酯、乙酸苄酯、苯甲酸乙酯、异丁酸异戊酯、肉桂酸甲酯、苯甲酸丙酯、苯甲酸异丁酯、和苯甲酸异戊酯；酮如乙基甲基酮、2-戊酮、3-戊酮、3-甲基-2-丁酮、和4-甲基-2-戊酮；脂族烃如己烷；脂环族烃如环己烷；芳族烃如苯、苯酚、甲苯、间二甲苯、和萘；醇如乙醇、烯丙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、异丁醇、2-丁醇、叔丁醇、糠醇、1-戊醇、异戊醇、2-戊醇、叔戊醇、环己醇、1-己醇、苄醇、1-庚醇、1-辛醇、2-辛醇、和异戊醇；卤化烃如四氯化碳、氯仿、二氯甲烷、三氯乙烯、顺式-1，2-二氯乙烯、反式-1，2-二氯乙烯、1，2-二氯乙烷、1，2-二氯丙烷、1-氯丙烷、2-氯丙烷、1-氯丁烷、1-氯-2-甲基丙烷、和氯苯；醚如表氯醇、乙基醚、甲基丙基醚、1，2-二甲氧基乙烷、异丙基醚、1，2-二乙氧基乙烷、茴香醚、苯乙醚、桉树脑、和苯基醚；腈如乙腈和丙烯腈；醛和缩醛如三氯乙醛、三聚乙醛、三烷、和黄樟脑；含硫化合物如二硫化碳；硝基化合物如硝基甲烷和硝基苯；含氮杂环化合物如哌啶、吡啶、3-甲基吡啶、和烟碱；和酚如苯酚。
这些有机溶剂各自可单独或组合使用。其中，羧酸、酯、酮、脂族烃、脂环族烃、芳族烃、醇、和卤化烃通常是优选的。
在方法(b)中，优选从共沸馏出物中去除水并将残余有机溶剂再循环至反应体系，以节省能够与水进行共沸的有机溶剂的量。在这种情况下，共沸馏出物在例如通过将水与能够吸收或吸附水的物质接触而从中去除水之后再循环至反应体系。以上例举的能够吸收或吸附水的物质可在此使用。当能够与水进行共沸的有机溶剂是在其共沸组合物中分离成有机层和水层的溶剂时，这样的方法是可接受的，其中将共沸馏出物分离，去除水层，并将有机层单独再循环至反应体系。能够与水进行共沸并从水中分离的有机溶剂的例子是环己烷、甲苯、和二甲苯。
用于方法(c)的能够基本上不可逆地与水反应的物质的例子是对应于各自具有约1至约12个碳原子的羧酸的链状酸酐(非环状酸酐)，如乙酸酐和丙酸酐。
考虑到反应速率，反应温度一般是50℃或更高，优选70℃或更高，和更优选90℃或更高。考虑到产物的稳定性，温度一般是200℃或更低，优选180℃或更低，和更优选160℃或更低。反应压力不具体限定。当在常压下具有低沸点的溶剂用作反应溶剂时，优选将反应体系加压并升高反应温度以增加反应速率。
反应模式可以是任何模式如间歇模式、半间歇模式和连续模式。在间歇模式中，将原料、溶剂和其它组分放在反应器中，随后开始反应，和将反应产物在反应完成之后提取。在半间歇模式中，在将全部或部分原料、溶剂和其它组分的全部或部分连续加料到反应器的同时进行反应，并将反应产物在反应完成之后提取。在连续模式中，在将全部或部分原料、溶剂和其它组分加料到反应器的同时进行反应，和连续提取反应产物(反应混合物)。
如果游离羟胺[包括羟胺的弱酸盐，如乙酸盐]包含在水溶液中，它对热敏感并在长时间暴露于热之后分解。如果游离羟胺的水溶液例如一次性加入反应体系中，那么在反应的早期存在大量的水。因此，未反应的羟胺因为在这些大量水的存在下加热而分解，且基于羟胺的环状N-羟基酰亚胺化合物的产率通常会下降。因此，游离羟胺的水溶液优选逐次地(连续或间歇)加料到反应体系。在这方面，在反应早期时的水的量根据该反应体系的脱水能力而变化。
作为反应结果，形成对应于反应原料的环状N-羟基酰亚胺化合物。例如，以式(I)表示的环状多羧酸酐、以式(II)表示的多羧酸、或其混合物(如果用作原料)得到以式(III)表示的环状N-羟基酰亚胺化合物：
[化学式7]
Figure A20058001543100181
其中A定义如上。
在反应完成之后，反应产物可例如通过分离手段如过滤、浓缩、萃取、结晶、重结晶或柱色谱、或这些的组合而分离和纯化。
与常规方法相比，根据本发明的方法可由任意环状多羧酸酐和多羧酸以高产率生产环状N-羟基酰亚胺化合物并明显改善原料组分的利用率。这些优点大概由于以下原因而实现。以由琥珀酸酐或琥珀酸和羟胺生产N-羟基琥珀酰亚胺作为例子，反应被假定按照以下图解所示的反应机理而进行。
[化学式8]
在作为环状酸酐的琥珀酸酐(3)与羟胺(4)反应时，琥珀酸酐(3)起始经历开环以形成在一端具有羧基基团和在另一端具有N-羟基氨基甲酰基基团的开环产物(5)。开环产物(5)的两个端基分子内地形成铵盐以形成化合物(6)，一个水分子随后离开化合物(6)，由此形成N-羟基琥珀酰亚胺(7)。如果大量水存在于反应体系，那么形成的N-羟基琥珀酰亚胺(7)与水进行逆反应和容易通过铵盐(6)返回至开环产物(5)。开环产物(5)进一步与水反应形成琥珀酸和羟胺的铵盐(8)和分解成琥珀酸(9)和羟胺(4)。具体地，在从琥珀酸(9)至N-羟基琥珀酰亚胺(7)的各个步骤中存在平衡，且这些平衡控制N-羟基琥珀酰亚胺(7)的产率。可能由于该原因，相对琥珀酸酐(3)使用过量羟胺(4)改善基于琥珀酸酐(3)的N-羟基琥珀酰亚胺(7)的产率。
当琥珀酸(9)(其为对应于琥珀酸酐(3)的二羧酸)用作起始原料时，建立类似的平衡且反应原理与使用琥珀酸酐(3)的反应相同。在琥珀酸(9)用作起始原料的情况下，得到N-羟基琥珀酰亚胺(7)的反应与琥珀酸酐(3)用作起始原料的情形相比副产生多一分子的水，如图解所示。水用于进行从产物至原料的平衡。因此，从反应机理来看，对于制造N-羟基琥珀酰亚胺(7)，使用琥珀酸(9)作为原料的方法与使用琥珀酸酐(3)作为原料的方法相比更不利。这是因为，前者方法比后者方法副产生更多的水。可能由于该原因，文件中描述的大多数方法使用环状酸酐作为原料和很少采用二羧酸。
但在根据本发明的方法中，在从反应体系中去除水的同时进行反应，且在图解中的平衡从原料移动至产物。这可能有助于从任何用作原料的环状酸酐和多羧酸到目标环状N-羟基酰亚胺化合物的高产率。
本发明一个优选的实施方案包括使环状多羧酸酐、多羧酸、或其混合物与羟胺或其盐在有机溶剂中反应预定时间而没有脱水的第一步骤，和在进行脱水的同时进行反应的第二步骤的实施方案。当产生的环状N-羟基酰亚胺化合物以在有机溶剂中的溶液的形式使用而没有分离(例如，当有机溶剂在随后步骤中用作反应溶剂时)和有机溶剂是能够与羟胺形成脱水缩合产物的溶剂时，那么该实施方案通常是有利的。
能够与羟胺形成脱水缩合产物的有机溶剂的例子是脂族羧酸如甲酸、乙酸、三氟乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、和癸酸；脂环族羧酸如环己烷羧酸；和磺酸如甲磺酸。其中，优选各自具有约1至约8个碳原子，优选约1至约4个碳原子的单羧酸，如甲酸、乙酸、和丙酸，其中脂族单羧酸是特别优选的。
第一步骤中的反应温度与上述反应温度相同。第一步骤中的反应时间尽管一般根据原料组分和有机溶剂的种类而变化，但通常是约0.5至约40小时，优选约2至约25小时，和更优选约5至约20小时。优选，当第一步骤中的目标环状N-羟基酰亚胺化合物的产率最大化并增加很少时，该方法移向第二步骤。第二步骤中的反应与上述反应温度相同。第二步骤中的反应时间尽管一般根据原料组分和有机溶剂的种类而变化，但通常是约0.5至约40小时，优选约1至约15小时，和更优选约2至约10小时。
根据该方法，即使羟胺可与有机溶剂反应，羟胺和用作反应溶剂的有机溶剂之间的反应产物的形成也受到抑制，由此以良好的产率得到目标环状N-羟基酰亚胺化合物并增加羟胺的利用率。这些优点可能由于以下原因而得到。根据由羟胺与多羧酸形成的目标环状N-羟基酰亚胺化合物和羟胺与除多羧酸之外的反应性化合物(例如，单羧酸如乙酸)的脱水缩合产物的比较，通常，前者对于自由能(对于热力学)是稳定的，但后者对于焓(对于动力学)是有利的。作为羟胺和多羧酸之间的反应结果形成的链状N-羟基单酰胺在热力学上比目标环状N-羟基酰亚胺化合物不稳定，但比羟胺和除多羧酸之外的反应性化合物之间的脱水缩合产物稳定。因此，羟胺与除多羧酸之外的反应性化合物的脱水缩合产物容易在反应的早期形成，但脱水缩合产物随着时间的流逝而经由链状N-羟基单酰胺转化成目标环状N-羟基酰亚胺化合物。该反应是平衡反应和需要存在水。如果水在反应的早期被去除，该平衡反应不继续进行，且羟胺与除多羧酸之外的反应性化合物(在这种情况下是反应溶剂)的脱水缩合产物以显著的比例残留。但当在反应早期不从反应体系中去除水而进行反应，且脱水过程在平衡反应充分进行之后开始时，产生的羟胺与其它反应性化合物的脱水缩合产物的量少，和可有效地生产目标环状N-羟基酰亚胺化合物。
下面将参考以下图解通过采用由在作为溶剂的乙酸中琥珀酸和羟胺之间的反应而制造N-羟基琥珀酰亚胺进行说明。琥珀酸(9)与羟胺(4)反应形成在一端具有羧基基团和在另一端具有N-羟基氨基甲酰基基团的化合物(5)(N-羟基琥珀酸单酰胺)，和该化合物又产生N-羟基琥珀酰亚胺(7)。羟胺(4)还与作为溶剂的乙酸(10)反应形成N-羟基乙酰胺(11)。焓(ΔH)(kcal/mol)按照(9)+(4)+(10)＞(7)＞(11)＞(5)的顺序下降，和自由能(ΔG)(kcal/mol)按照(9)+(4)+(10)＞(11)＞(5)＞(7)的顺序下降。具体地，目标N-羟基琥珀酰亚胺(7)在热力学上比N-羟基乙酰胺(11)更稳定，但后者比前者在动力学上更容易形成。因此，N-羟基乙酰胺(11)更容易在反应的早期形成，且该化合物随着时间的流逝而经由化合物(5)转化成N-羟基琥珀酰亚胺(7)。该反应是平衡反应和需要存在水。如果脱水在反应的早期进行，该平衡反应不继续进行，且得到显著量的N-羟基乙酰胺(11)作为最终产物。但通过如上述工艺所述的在没有脱水的情况下进行反应的第一步骤和在进行脱水的同时进行反应的第二步骤进行反应，可有效地产生N-羟基琥珀酰亚胺(7)，同时减少形成N-羟基乙酰胺(11)。
[化学式9]
Figure A20058001543100211
本发明根据以下几个实施例进一步详细说明，但这些决不限定本发明的范围。
实施例1
在如图1所示配有具有内容量20ml和在其顶部具有回流冷凝器的Dean-Stark分馏单元、温度计、和Teflon(注册商标)混合叶轮的300-ml三颈烧瓶中放入13.0g盐酸羟胺、22.0g碳酸钾、50g乙酸、和3.0g环己烷，并将Dean-Stark分馏单元用环已烷填充。温度在油浴上保持65℃。一小时之后，将17.71g琥珀酸加入烧瓶中的混合物中，并升高油浴的温度直至在在Dean-Stark的顶部上安装的回流冷凝器中开始回流。在八小时之后终止加热。在反应中副产生的水与环已烷进行共沸，并将在回流冷凝器中冷却的馏出物在Dean-Stark分馏单元中分成两层，即，有机层和水层。将有机层(环己烷层)再循环至烧瓶。反应混合物通过高效液相色谱(HPLC)分析发现N-羟基琥珀酰亚胺浓度为16.4重量％。这对应于基于琥珀酸的产率为94.7％。
对比例1
在如图2所示的配有回流冷凝器、温度计和Teflon(注册商标)混合叶轮的300-ml三颈烧瓶中放入13.0g盐酸羟胺、22.0g碳酸钾、和50g乙酸，并将温度在油浴上保持65℃。一小时之后，将17.71g琥珀酸加入烧瓶中的混合物中，并升高油浴的温度直至在烧瓶上安装的回流冷凝器中开始回流。每一小时将反应混合物取样并通过HPLC分析，发现N-羟基琥珀酰亚胺的浓度在5小时之后停止增加和随后变得恒定。此时N-羟基琥珀酰亚胺的浓度是8.9重量％。这对应于基于琥珀酸的产率为10.4％。
实施例2
在如图1所示配有具有内容量20ml和在其顶部具有回流冷凝器的Dean-Stark分馏单元、温度计、和Teflon(注册商标)混合叶轮的300-ml三颈烧瓶中放入37.41g的50重量％羟胺水溶液、150g乙酸、2.4g环己烷、和53.1g琥珀酸，并将Dean-Stark分馏单元用环己烷填充。升高油浴的温度直至在安装到Dean-Stark上的回流冷凝器中开始回流。在六小时之后终止加热。羟胺水溶液中的水和作为反应结果副产生的水与环已烷进行共沸，并将在回流冷凝器中冷却的馏出物在Dean-Stark分馏单元中分成两层，即，有机层和水层。将有机层(环己烷层)再循环至烧瓶。反应混合物通过HPLC分析发现N-羟基琥珀酰亚胺浓度为13.4重量％。这对应于基于琥珀酸的产率为64.9％。
实施例3
在如图1所示配有具有内容量20ml和在其顶部具有回流冷凝器的Dean-Stark分馏单元、温度计、和Teflon(注册商标)混合叶轮的300-ml三颈烧瓶中放入150g乙酸、2.4g环己烷、和53.1g琥珀酸，并将Dean-Stark分馏单元用环己烷填充。升高油浴的温度直至在Dean-Stark顶部上的回流冷凝器中开始回流。在开始回流的同时，将50重量％的羟胺水溶液在4.0g/小时的流速下使用管状定量泵加料到烧瓶中。在九小时之后终止加热。羟胺水溶液中的水和作为反应结果副产生的水与环已烷进行共沸，并将在回流冷凝器中冷却的馏出物在Dean-Stark分馏单元中分成两层，即，有机层和水层。将有机层(环己烷层)再循环至烧瓶。反应混合物通过HPLC分析发现N-羟基琥珀酰亚胺浓度为19.2重量％。这对应于基于琥珀酸的产率为91.9％。
对比例2
向如图2所示反应器的具有内容量100ml的烧瓶中放入12.34g的50重量％羟胺水溶液、50g乙酸、和17.71g琥珀酸。升高油浴的温度直至在安装到烧瓶上的回流冷凝器中开始回流。每一小时将反应混合物取样并通过HPLC分析，发现N-羟基琥珀酰亚胺的浓度在5小时之后停止增加和随后变得恒定。此时N-羟基琥珀酰亚胺的浓度是4.5重量％。这对应于基于琥珀酸的产率为20.8％。
实施例4
在如图1所示的配有Dean-Stark分馏柱(具有内容量10ml)的反应器的具有内容量100ml的烧瓶中放入12.34g的50重量％羟胺水溶液、0.8g环己烷、50g乙酸、和19.81g戊二酸，并将Dean-Stark分馏单元用环己烷填充。升高油浴的温度直至在安装到Dean-Stark上的回流冷凝器中开始回流。在五小时之后终止加热。羟胺水溶液中的水和作为反应结果副产生的水与环已烷进行共沸，并将在回流冷凝器中冷却的馏出物在Dean-Stark分馏单元中分成两层，即，有机层和水层。将有机层(环己烷层)再循环至烧瓶。反应混合物通过HPLC分析发现N-羟基戊二酰亚胺浓度为4.9重量％。这对应于基于戊二酸的产率为36.7％。
对比例3
重复对比例2的步骤，只是使用19.81g戊二酸替代17.71g琥珀酸。N-羟基戊二酰亚胺的浓度在六小时之后停止增加并随后变得恒定。此时N-羟基戊二酰亚胺的浓度是3.0重量％。这对应于基于戊二酸的产率为12.9％。
实施例5
重复实施例2的步骤，只是使用21.92g己二酸替代用于实施例4的19.81g戊二酸。在8小时之后取样的反应混合物中的N-羟基己二酰亚胺的浓度是2.9重量％。这对应于基于已二酸的产率为19.7％。
对比例4
重复对比例2的步骤，只是使用21.92g己二酸替代17.71g琥珀酸。N-羟基己二酰亚胺的浓度在六小时之后停止增加并随后变得恒定。此时N-羟基戊二酰亚胺的浓度是0.8重量％。这对应于基于戊二酸的产率为5.4％。
实施例6
在如图1所示的配有Dean-Stark分馏柱(具有内容量10ml)的反应器的具有内容量100ml的烧瓶中放入12.34g的50重量％羟胺水溶液、50g二甲苯、和17.71g琥珀酸，并将Dean-Stark分馏单元用二甲苯填充。升高油浴的温度直至在安装到Dean-Stark上的回流冷凝器中开始回流。在八小时之后终止加热。羟胺水溶液中的水和在反应中副产生的水与二甲苯进行共沸，并将在回流冷凝器中冷却的馏出物在Dean-Stark分馏单元中分成两层，即，有机层和水层。将有机层(二甲苯层)再循环至烧瓶。将反应混合物冷却至室温，和使固体沉淀。将固体过滤，在55℃下在真空中干燥和称重，发现重量是14.2g。N-羟基琥珀酰亚胺在该固体中的浓度通过HPLC分析，发现为48.7重量％。这对应于基于琥珀酸的产率为40.4％。
对比例5
在如图2所示反应器的具有内容量100ml的烧瓶中放入12.34g的50重量％羟胺水溶液、50g二甲苯、和17.71g琥珀酸。升高油浴的温度直至在安装到烧瓶上的回流冷凝器中开始回流。每1小时将反应混合物取样并通过HPLC分析，发现N-羟基琥珀酰亚胺的浓度在八小时之后停止增加和随后变得恒定。将反应混合物冷却至室温，和使固体沉淀。将固体过滤，在55℃下在真空中干燥和称重，发现重量是13.23g。N-羟基琥珀酰亚胺在该固体中的浓度通过HPLC分析，发现为9.6重量％。这对应于基于琥珀酸的产率为7.1％。
实施例7
在配有Dean-Stark分馏单元的烧瓶中放入10g均苯四酸酐、90g乙酸、和20g己烷，并将混合物在100℃浴上加热。在检查回流开始和反应混合物的温度达到74℃之后，滴加6.66g的50重量％羟胺水溶液。将混合物搅拌2小时，同时将其温度控制至70℃至74℃范围内和去除水。反应混合物通过HPLC分析，发现N，N’-二羟基均苯四酸二酰亚胺以70％的产率而得到，其中均苯四酸酐的转化率是80％。
对比例6
在烧瓶中放入10g均苯四酸酐和90g乙酸，并将混合物在80℃浴上加热。在混合物的温度达到77℃之后，滴加6.66g的50重量％羟胺水溶液。将混合物搅拌2小时，同时将其温度控制至77℃至80℃的范围。反应混合物通过HPLC分析，发现N，N’-二羟基均苯四酸二酰亚胺以42％的产率而得到，其中均苯四酸酐的转化率是70％。
实施例8
将200-ml三颈烧瓶配以用于加入乙酸的泵、液面计、和Dean-Stark分馏单元。Dean-Stark分馏单元配有用于液体提取的泵。液面计与用于加入乙酸的泵联动(gang)并构造使得烧瓶中的液面通过加入乙酸而恒定。
在烧瓶中放入54.9g乙酸和50.8g羟胺和琥珀酸之间的盐(羟胺和琥珀酸的1∶1盐)，并将混合物在回流下保持10小时。在该时间点，反应器中的内容物通过HPLC分析，发现N-羟基琥珀酰亚胺和N-羟基乙酰胺的产率分别为70.1％和9.8％。安装到Dean-Stark分馏单元上的泵随后启动以在10g/小时的速率下提取分馏单元中的混合物，和另外将用于加入乙酸的泵启动以保持烧瓶中的液面恒定。反应器中的内容物在5小时之后通过HPLC分析，发现N-羟基琥珀酰亚胺和N-羟基乙酰胺的产率分别为94.6％和3.7％。
对比例7
将与实施例8相同量的乙酸和羟胺和琥珀酸之间的盐放入与实施例8相同的反应器中，并将混合物保持回流。在开始回流时，安装到Dean-Stark分馏单元上的泵启动以在10g/小时的速率下提取分馏单元中的混合物，和另外将用于加入乙酸的泵启动以保持烧瓶中的液面恒定。反应器中的内容物在十小时之后通过HPLC分析，发现N-羟基琥珀酰亚胺和N-羟基乙酰胺的产率分别为54.4％和44.5％。
工业实用性
根据本发明，环状N-羟基酰亚胺化合物可以良好的产率由任意环状多羧酸酐和多羧酸制造，且原料组分的利用率可明显改善。所得环状N-羟基酰亚胺化合物通常作为用于照相显影剂的氧化剂、用于合成制备肽的试剂、氧化催化剂、用于合成制备杀虫剂的中间体、和用于聚合反应的引发剂是有用的。

Claims (12)

1.一种用于生产环状N-羟基酰亚胺化合物的方法，包括使环状多羧酸酐、多羧酸、或其混合物与羟胺或其盐在有机溶剂中反应，同时进行脱水的步骤，由此得到相应的环状N-羟基酰亚胺化合物。
2.根据权利要求1的用于生产环状N-羟基酰亚胺化合物的方法，其中该环状多羧酸酐是以下式(1)表示的化合物：
[化学式1]
Figure A2005800154310002C1
其中Ra、Rb、Rc、Rd、Re和Rf彼此相同或不同且各自表示氢原子、卤素原子、烷基基团、卤代烷基基团、芳基基团、芳烷基基团、环烷基基团、羟基基团、烷氧基基团、羧基基团、取代的氧代羰基基团、取代的或未取代的氨基甲酰基基团、酰基基团、酰氧基基团、磺基基团、取代的氧代磺酰基基团、取代的或未取代的氨磺酰基基团、硝基基团、取代的或未取代的氨基基团、取代的或未取代的膦酰基基团、或取代的或未取代的膦酰氧基基团，其中Ra、Rb、Rc、Rd、Re和Rf的至少两个可结合以与相邻碳-碳键形成双键或与相邻碳原子或碳链形成芳族或非芳族环，和其中该化合物每分子可具有两个或多个环状酸酐骨架；和n表示0、1或2。
3.根据权利要求1的用于生产环状N-羟基酰亚胺化合物的方法，其中该环状多羧酸酐是选自琥珀酸酐、戊二酐、邻苯二甲酸酐、偏苯三酸酐、均苯四酸单酐、均苯四酸二酐、1，8-萘二甲酸酐、2，3-萘二甲酸酐、1，4，5，8-萘四甲酸单酐、1，4，5，8-萘四甲酸二酐、2，3，6，7-萘四甲酸单酐、和2，3，6，7-萘四甲酸二酐的至少一种化合物。
4.根据权利要求1的用于生产环状N-羟基酰亚胺化合物的方法，其中该多羧酸是以下式(2)表示的化合物：
[化学式2]
其中Ra、Rb、Rc、Rd、Re和Rf彼此相同或不同且各自表示氢原子、卤素原子、烷基基团、卤代烷基基团、芳基基团、芳烷基基团、环烷基基团、羟基基团、烷氧基基团、羧基基团、取代的氧代羰基基团、取代的或未取代的氨基甲酰基基团、酰基基团、酰氧基基团、磺基基团、取代的氧代磺酰基基团、取代的或未取代的氨磺酰基基团、硝基基团、取代的或未取代的氨基基团、取代的或未取代的膦酰基基团、或取代的或未取代的膦酰氧基基团，其中Ra、Rb、Rc、Rd、Re和Rf的至少两个可结合以与相邻碳-碳键形成双键或与相邻碳原子或碳链形成芳族或非芳族环，和其中该化合物每分子可具有两对或多对能够形成环状酰亚胺骨架的羧基基团；和n表示0、1或2。
5.根据权利要求1的用于生产环状N-羟基酰亚胺化合物的方法，其中该多羧酸是选自琥珀酸、戊二酸、己二酸、邻苯二甲酸、偏苯三酸、均苯四酸、1，8-萘二甲酸、2，3-萘二甲酸、1，4，5，8-萘四甲酸、和2，3，6，7-萘四甲酸的至少一种化合物。
6.根据权利要求1至5中任一项的用于生产环状N-羟基酰亚胺化合物的方法，进一步包括使用能够与水进行共沸的有机溶剂作为全部或部分反应溶剂和在通过与有机溶剂共沸而从反应体系中去除水的同时进行反应。
7.根据权利要求6的用于生产环状N-羟基酰亚胺化合物的方法，进一步包括在从中去除水之后将共沸馏出物再循环至反应体系。
8.根据权利要求6和7之一的用于生产环状N-羟基酰亚胺化合物的方法，其中该有机溶剂是选自羧酸、酯、酮、脂族烃、脂环族烃、芳族烃、醇、和卤化烃的至少一种。
9.根据权利要求1至8中任一项的用于生产环状N-羟基酰亚胺化合物的方法，进一步包括在向反应体系连续或间歇加入羟胺水溶液的同时进行反应。
10.根据权利要求1至5中任一项的用于生产环状N-羟基酰亚胺化合物的方法，包括使环状多羧酸酐、多羧酸、或其混合物与羟胺或其盐在有机溶剂中反应预定时间而不脱水的第一步骤，和在进行脱水的同时进行反应的第二步骤。
11.根据权利要求10的用于生产环状N-羟基酰亚胺化合物的方法，其中该有机溶剂是能够与羟胺形成脱水缩合产物的溶剂。
12.根据权利要求11的用于生产环状N-羟基酰亚胺化合物的方法，其中该有机溶剂是具有1至8个碳原子的单羧酸。
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