ES2711237T3 - Método de producción y catalizador de reordenamiento de Beckmann para producir un compuesto cíclico de lactama - Google Patents
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Abstract
Un proceso para producir un compuesto de lactama a partir de un compuesto de cicloalcanona oxima en un proceso de reacción en la presencia de: (a) un compuesto de cicloalquiliden-aminooxi-1,3,5-triazina seleccionado del grupo consistente en 2,4-dicloro-6- ciclododeciliden-aminooxi-1,3,5-triazina y 2-cloro-4,6-bis(ciclododeciliden-aminooxi)-1,3,5-5 triazina, como un catalizador de reordenamiento de Beckmann, (b) un solvente seleccionado del grupo consistente en hidrocarburos aromáticos y acetonitrilo, y (c) opcionalmente, un ácido; en el que dicho compuesto de lactama es laurolactama
Description
DESCRIPCION
Metodo de produccion y catalizador de reordenamiento de Beckmann para producir un compuesto ciclico de lactama
Campo tecnico
La presente invencion se relaciona con un proceso para producir un compuesto de lactama util como un material de partida para Nylons. En particular, se relaciona con un proceso para producir una lactama usando un compuesto de cicloalquiliden-aminooxi-1,3,5-triazina.
Tecnica base
La referencia 1 de no patente y las referencias 1 y 2 de patente han descrito un proceso para producir un compuesto de amida, conduciendo un reordenamiento de Beckmann usando un compuesto que contiene aromaticos, que contienen heteroatomo(s) o atomo(s) de carbono que tiene(n) grupo(s) que halan electrones y grupo(s) saliente(s), como un catalizador para una fraccion de reordenamiento de un compuesto de oxima. Se describe triclorotriazina como un compuesto que tiene actividad catalitica particularmente excelente. Sin embargo, la triclorotriazina es altamente irritante y puede ser alergenica. Reacciona violentamente y de modo exotermico con agua para dar acido cianurico, que es cataliticamente inactivo. Ademas, durante la reaccion se genera cloruro de hidrogeno gaseoso corrosivo. Esto es definitivamente desventajoso en la produccion industrial de un compuesto de amida, usando triclorotriazina. Por ejemplo, tiene que retirarse el agua disuelta en la oxima y en un solvente, si se usa. Industrialmente, generalmente una oxima es producida por reaccion de una cetona correspondiente con una solucion acuosa de hidroxilamina. Por ello, la oxima o la solucion de oxima (cuando se usa un solvente) contiene varios cientos de ppm de agua disuelta. Dado que tal agua inactiva la triclorotriazina, tiene que usarse un aparato para deshidratar la oxima o la solucion de oxima. Desde luego, la triclorotriazina tiene que ser manipulada bajo una atmosfera seca. Ademas, si se produce acido cianurico en el aparato de reordenamiento, se disuelve pobremente en un solvente organico, conduciendo a la precipitacion de acido cianurico, lo cual puede causar problemas de operacion. El cloruro de hidrogeno gaseoso generado requiere el uso de costosos materiales resistentes a la corrosion, en un aparato de reordenamiento y sus tuberias unidas. Adicionalmente, la referencia 1 de no patente y referencia 2 de no patente han descrito un compuesto de 1,3,5-triazina en el cual todas las posiciones 2, 4 y 6 esta substituidas con acetofenona oxima. Sin embargo, en la sintesis de un compuesto de lactama, un subproducto de acetofenona oxima se mezcla con una lactama deseada, para ser una impureza indeseable. Ademas, la referencia 2 de no patente ha descrito un compuesto de 1,3,5-triazina, en el cual todas las posiciones 2, 4 y 6 estan substituidas con ciclohexanona oxima, pero se desconoce el reordenamiento de Beckmann usando este compuesto.
Referencia 1 de no patente: J. Amer. Chem. Soc., 127(32), 11240 (2005).
Referencia 2 de no patente: Chem. Ber., 99(7), 2361 (1966).
Referencia 1 de patente: patente japonesa en tramite publicacion 2006-219470.
Referencia 2 de patente: publicacion PCT internacional WO 2007/125002.
Referencia 3 de patente: patente japonesa en tramite, purificacion No. S51-46109.
Divulgacion de la invencion
Problemas que deben ser resueltos por la invencion
En vista de los problemas de la tecnica previa, un objetivo de la presente invencion es suministrar un catalizador que sea altamente activo, estable y seguro, forme menos subproductos y exhiba buenas propiedades de manipulacion para un proceso para producir una lactama, y un proceso de produccion novedoso.
Medios para resolver los problemas
Se ha hallado que en un proceso para producir un compuesto de lactama, el compuesto de lactama deseado puede ser obtenido con un buen rendimiento, usando un compuesto de triazina que tiene sustituyente(s) de fragmentos de compuesto de cicloalcanona oxima. La presente invencion se relaciona con un proceso para producir un compuesto de lactama a partir de un compuesto de cicloalcanona oxima, en un proceso de reaccion en la presencia de:
(a) un compuesto de cicloalquiliden-aminooxi-1,3,5-triazina seleccionado del grupo consistente en 2,4-dicloro-6-ciclododeciliden-aminooxi-1,3,5-triazina y 2-cloro-4,6-bis(ciclododeciliden-aminooxi)-1,3,5-triazina como un catalizador de reordenamiento de Beckmann,
(b) un solvente seleccionado del grupo consistente en hidrocarburos aromaticos y acetonitrilo, y
(c) opcionalmente, un acido;
en el que dicho compuesto de lactama es laurolactama.
La presente invencion se relaciona tambien con un proceso para producir un compuesto de lactama, en el que se suministra un compuesto de cicloalquiliden-aminooxi-1,3,5-triazina seleccionado del grupo consistente en
2.4- dicloro-6-ciclododeciliden-aminooxi-1,3,5-triazina y 2-cloro-4,6-bis(ciclododeciliden-aminooxi)-1,3,5-triazina como un material inicial de reaccion en una reaccion, usando un solvente seleccionado del grupo consistente en hidrocarburos aromaticos y acetonitrilo, y en el que dicho compuesto de lactama es laurolactama.
La presente invencion tambien se relaciona con un catalizador de reordenamiento de Beckmann seleccionado del grupo consistente en
2.4- dicloro-6-ciclododeciliden-aminooxi-1,3,5-triazina y
2-cloro-4,6-bis(ciclododeciliden-aminooxi)-1,3,5-triazina, usados en un proceso de reaccion para preparar un compuesto de lactama a partir de un compuesto de cicloalcanona oxima en la presencia de:
(a) un solvente seleccionado del grupo consistente en hidrocarburos aromaticos y acetonitrilo, y
(b) opcionalmente, un acido;
en el que dicho compuesto de lactama es laurolactama.
La presente invencion tambien se relaciona con
2.4- dicloro-6-ciclododeciliden-aminooxi-1,3,5-triazina o
2-cloro-4,6-bis(ciclododeciliden-aminooxi)-1,3,5-triazina.
Se describen los siguientes elementos.
[1] Un proceso para producir un compuesto de lactama, en el que se suministra un compuesto de cicloalquilidenaminooxi-1 ,3,5-triazina como un catalizador de reordenamiento de Beckmann y/o un material inicial de reaccion en un proceso de reaccion para preparar un compuesto de lactama.
[2] El proceso como se describio en [1], en el que el numero de los grupos cicloalquiliden-aminooxi en dicho compuesto de cicloalquiliden-aminooxi-1,3,5-triazina es 1 a 3 y el numero de atomos de carbono como miembros del anillo en el grupo cicloalquilideno es 5 a 18.
[3] El proceso como se describio en [2], en el que dicho compuesto de cicloalquiliden-aminooxi-1,3,5-triazina es seleccionado del grupo consistente en 2,4-dicloro-6-ciclododeciliden-aminooxi-1,3,5-triazina y 2-cloro-4,6-bis(ciclododeciliden-aminooxi)-1,3,5-triazina.
[4] El proceso como se describio en cualquiera de [1] a [3], en el que dicho compuesto de lactama preparado es laurolactama.
[5] El proceso como se describio en cualquiera de [1] a [4], en el que se suministra dicho compuesto de cicloalquilidenaminooxi-1 ,3,5-triazina como un catalizador de reordenamiento de Beckmann y se suministra un compuesto de cicloalcanona oxima como un material de partida, y en el que se produce un compuesto de lactama a partir de dicho compuesto de cicloalcanona oxima por reordenamiento de Beckmann.
[6] El proceso como se describe en cualquiera de [1] a [4], en el que dicho compuesto de cicloalquiliden-aminooxi-1,3,5-triazina es suministrado como un material de partida y en el que se produce un compuesto de lactama correspondiente al grupo cicloalquiliden-aminooxi en dicho compuesto.
[7] Un catalizador de reordenamiento de Beckmann usado en la produccion de un compuesto de lactama a partir de un compuesto de cicloalcanona oxima por reordenamiento de Beckmann, seleccionado de compuestos de cicloalquiliden-aminooxi-1,3,5-triazina.
[8] El catalizador de reordenamiento de Beckmann como se describio en [7], en el que el numero de los grupos cicloalquiliden-aminooxi en dicho compuesto de cicloalquiliden-aminooxi-1,3,5-triazina es 1 a 3 y el numero de atomos de carbono como miembros del anillo en el grupo cicloalquilideno es 5 a 18.
[9] el catalizador de reordenamiento de Beckmann como se describio en [8] seleccionado del grupo consistente en 2.4- dicloro-6-ciclododeciliden-aminooxi-1,3,5-triazina y
2-cloro-4,6-bis(ciclododeciliden-aminooxi)-1,3,5-triazina.
[10] 2,4-dicloro-6-ciclododeciliden-aminooxi-1,3,5-triazina o 2-cloro-4,6-bis(ciclododeciliden-aminooxi)-1,3,5-triazina. Efecto de la invencion
De acuerdo con la presente invencion, puede producirse un compuesto de lactama, con un gran rendimiento mientras se minimizan los subproductos. Ademas, un compuesto de cicloalquiliden-aminooxi-1,3,5-triazina usado es menos irritante que la triclorotriazina, de modo que puede producirse un compuesto de lactama de manera mas segura. Dado que el compuesto usado de triazina es menos reactivo con agua y mas estable que triclorotriazina, puede producirse facilmente un compuesto de lactama, sin usar un aparato especial para secar una oxima o un solvente particular deshidratado. Asi, la presente invencion es particularmente adecuada para la produccion a una escala industrial.
Mejor modo para llevar a cabo la invencion
En la presente invencion, se suministra un compuesto de cicloalquiliden-aminooxi-1,3,5-triazina en un proceso de reaccion (sea un proceso en lote o proceso continuo) como un catalizador de reordenamiento de Beckmann y/o material de partida de reaccion. Puede usarse un compuesto de cicloalquiliden-aminooxi-1,3,5-triazina como un catalizador de reordenamiento de Beckmann y a partir de un compuesto de cicloalcanona oxima se sintetiza una correspondiente lactama (realizacion 1, como se reivindica en la reivindicacion 1). De modo alternativo, puede usarse en si mismo un compuesto de cicloalquiliden-aminooxi-1,3,5-triazina, como un material de partida directo para la sintesis de una lactama correspondiente a un grupo cicloalquiliden-aminooxi (realizacion 2, no se reivindica en la reivindicacion 2). El termino, "lactama correspondiente" indica una lactama producida mediante reordenamiento de Beckmann del compuesto de cicloalcanona oxima en la realizacion 1, y tambien significa una lactama producida mediante reordenamiento de Beckmann de un compuesto de cicloalcanona oxima que es derivado por adicion de H a un grupo cicloalquiliden-aminooxi en un compuesto de cicloalquiliden-aminooxi-1,3,5-triazina en la realizacion 2. Cuando existe la misma relacion de correspondencia, puede usarse el termino "grupo cicloalquilideneaminooxi correspondiente" o " compuesto de cicloalcanona oxima correspondiente".
En la presente invencion, dicho compuesto de lactama es laurolactama.
Compuesto de cicloalquiliden-aminooxi-1,3,5-triazina
Primero, se describira un compuesto de cicloalquiliden-aminooxi -1,3,5-triazina.
Un compuesto de cicloalquiliden-aminooxi-1,3,5-triazina es representado por la formula I.
en el que
tres Ys, independientemente uno de otro, denotan grupos cicloalquiliden-aminooxi representados por la formula II:
en la que n es el numero de atomos de carbono miembros del anillo en el grupo cicloalquilideno,
o
sustituyente X.
Un grupo cicloalquiliden-aminooxi en un compuesto de cicloalquiliden-aminooxi-1,3,5-triazina tiene preferiblemente un anillo cicloalquilideno con n de 5 a 18 como el numero de atomos de carbono constituyentes del anillo. Los ejemplos especificos incluyen ciclopentiliden-aminooxi, ciclohexiliden-aminooxi, cicloheptiliden-aminooxi, ciclooctilidenaminooxi, ciclononiliden-aminooxi, ciclodeciliden-aminooxi, cicloundeciliden-aminooxi, ciclododeciliden-aminooxi, ciclotrideciliden-aminooxi, ciclotetradeciliden-aminooxi, ciclopentadeciliden-aminooxi, ciclohexadeciliden-aminooxi, cicloheptadeciliden-aminooxi o ciclooctadeciliden-aminooxi. Un anillo cicloalquilideno puede tener un sustituyente que no inhibe la reaccion. Ejemplos incluyen alquilos ciclicos o aciclicos, tales como metilo, etilo y ciclohexilo; alquenilos ciclicos o aciclicos, tales como vinilo y ciclohexenilo; arilos tales como fenilo; alcoxis tales como metoxi; alcoxicarbonilos tales como metoxicarbonil; y halogenos tales como cloro. Preferiblemente es cicloalquiliden-aminooxi no sustituido, de modo particular preferiblemente ciclohexiliden-aminooxi o ciclododeciliden-aminooxi, de modo especial preferiblemente ciclododeciliden-aminooxi.
El numero de los grupos cicloalquiliden-aminooxi en un compuesto de cicloalquiliden-aminooxi-1,3,5-triazina es 1 a 3, preferiblemente 1 o 2. Cuando el numero de grupos cicloalquiliden-aminooxi es 1 o 2, otro sustituyente X en el anillo de 1,3,5-triazina es preferiblemente halogeno tal como fluor, cloro, bromo e yodo, de modo particular preferiblemente cloro.
Cuando hay una pluralidad de grupos cicloalquiliden-aminooxi en una molecula, estos grupos cicloalquiliden-aminooxi son preferiblemente los mismos.
Los ejemplos especificos del compuesto de cicloalquiliden-aminooxi-1,3,5-triazina pueden incluir 2.4- dicloro-6-ciclopentiliden-aminooxi-1,3,5-triazina,
2-cloro-4,6-bis(ciclopentiliden-aminooxi)-1,3,5-triazina,
2.4.6- tris(ciclopentiliden-aminooxi)-1,3,5-triazina,
2.4- dicloro-6-ciclohexiliden-aminooxi-1,3,5-triazina,
2-cloro-4,6-bis(ciclohexiliden-aminooxi)-1,3,5-triazina,
2.4.6- tris(ciclohexiliden-aminooxi)-1,3,5-triazina,
2.4- dicloro-6-cicloheptiliden-aminooxi-1,3,5-triazina,
2-cloro-4,6-bis(cicloheptiliden-aminooxi)-1,3,5-triazina,
2.4.6- tris(cicloheptiliden-aminooxi)-1,3,5-triazina,
2.4- dicloro-6-ciclooctiliden-aminooxi-1,3,5-triazina,
2-cloro-4,6-bis(ciclooctiliden-aminooxi)-1,3,5-triazina,
2.4.6- tris(ciclooctiliden-aminooxi)-1,3,5-triazina,
2.4- dicloro-6-ciclononiliden-aminooxi-1,3,5-triazina,
2-cloro-4,6-bis(ciclononiliden-aminooxi)-1,3,5-triazina,
2.4.6- tris(ciclononiliden-aminooxi)-1,3,5-triazina,
2.4- dicloro-6-ciclodeciliden-aminooxi-1,3,5-triazina,
2-cloro-4,6-bis(ciclodeciliden-aminooxi)-1,3,5-triazina,
2.4.6- tris(ciclodeciliden-aminooxi)-1,3,5-triazina,
2.4- dicloro-6-cicloundeciliden-aminooxi-1,3,5-triazina,
2-cloro-4,6-bis(cicloundeciliden-aminooxi)-1,3,5-triazina,
2.4.6- tris(cicloundeciliden-aminooxi)-1,3,5-triazina,
2.4- dicloro-6-ciclododeciliden-aminooxi-1,3,5-triazina,
2-cloro-4,6-bis(ciclododeciliden-aminooxi)-1,3,5-triazina,
2.4.6- tris(ciclododeciliden-aminooxi)-1,3,5-triazina,
2.4- dicloro-6-ciclotrideciliden-aminooxi-1,3,5-triazina,
2-cloro-4,6-bis(ciclotrideciliden-aminooxi)-1,3,5-triazina,
2.4.6- tris(ciclotrideciliden-aminooxi)-1,3,5-triazina,
2.4- dicloro-6-ciclotetradeciliden-aminooxi-1,3,5-triazina,
2-cloro-4,6-bis(ciclotetradeciliden-aminooxi)-1,3,5-triazina,
2.4.6- tris(ciclotetradeciliden-aminooxi)-1,3,5-triazina,
2.4- dicloro-6-ciclopentadeciliden-aminooxi-1,3,5-triazina,
2-cloro-4,6-bis(ciclopentadeciliden-aminooxi)-1,3,5-triazina,
2.4.6- tris(ciclopentadeciliden-aminooxi)-1,3,5-triazina,
2.4- dicloro-6-ciclohexadeciliden-aminooxi-1,3,5-triazina,
2-cloro-4,6-bis(ciclohexadeciliden-aminooxi)-1,3,5-triazina,
2.4.6- tris(ciclohexadeciliden-aminooxi)-1,3,5-triazina,
2.4- dicloro-6-cicloheptadeciliden-aminooxi-1,3,5-triazina,
2-cloro-4,6-bis(cicloheptadeciliden-aminooxi)-1,3,5-triazina,
2.4.6- tris(cicloheptadeciliden-aminooxi)-1,3,5-triazina,
2.4- dicloro-6-ciclooctadeciliden-aminooxi-1,3,5-triazina,
2-cloro-4,6-bis(ciclooctadeciliden-aminooxi)-1,3,5-triazina y
2.4.6- tris(ciclooctadeciliden-aminooxi)-1,3,5-triazina.
Entre estos, los compuestos particularmente utiles en la preparacion de una laurolactama incluyen 2,4-dicloro-6-ciclododeciliden-aminooxi-1,3,5-triazina (compuesto 1) y 2-cloro-4,6-bis(ciclododeciliden-aminooxi)-1,3,5-triazina (compuesto 2) representados por las siguientes formulas. Estos compuestos son novedosos.
De acuerdo con esta invencion, el compuesto de cicloalquiliden-aminooxi-1,3,5-triazina es seleccionado del grupo consistente en 2,4-dicloro-6-ciclododeciliden-aminooxi-1,3,5-triazina y 2-cloro-4,6-bis(ciclododeciliden-aminooxi)-1.3.5- triazina.
Los compuestos novedosos,
2,4-dicloro-6-ciclododeciliden-aminooxi-1,3,5-triazina (compuesto 1) y 2-cloro-4,6-bis(ciclododeciliden-aminooxi)-1.3.5- triazina (compuesto 2) son preparados mediante reaccion de una ciclododecanona oxima (compuesto 3) con una triclorotriazina (compuesto 4) en un solvente organico en la presencia o ausencia de una base como se muestra en el siguiente esquema de reaccion.
Una relacion de ciclododecanona oxima a triclorotriazina es 0.5:1 a 1.5:1, preferiblemente 0.7:1 a 1.2:1 cuando se prepara 2,4-dicloro-6-ciclododeciliden-aminooxi-1,3,5-triazina (compuesto 1). Preferiblemente es 1.6:1 a 3:1, preferiblemente 1.8:1 a 2.5:1 cuando se prepara
2-cloro-4,6-bis(ciclododeciliden-aminooxi)-1,3,5-triazina (compuesto 2).
Los ejemplos de una base pueden incluir, pero no se limitan a, bases inorganicas tales como hidroxido de sodio, hidrogenocarbonato de sodio y carbonato de sodio y bases organicas tales como trietilamina, N,N-diisopropiletilamina, piridina, N,N-dimetilaminopiridina y N,N-dimetilanilina, pero deberia notarse que cuando una base inorganica es menos soluble en un solvente organico, el sistema se torna acido, lo cual tiende a causar una reaccion lateral. Deberia notarse ademas que cuando se usa una base organica nucleofilica tal como trietilamina, puede reaccionar con triclorotriazina, conduciendo a la adicion de un grupo dietilamino mediante una reaccion de sustitucion. Una base particularmente preferible es N,N-diisopropiletilamina que es soluble en un solvente organico y es menos nucleofilica.
La cantidad de la base es 0 a 5 moles, preferiblemente 0.5 a 1.5 moles a un mol de ciclododecanona oxima.
No existen restricciones particulares a un solvente organico, en tanto no inhiba esta reaccion, y los ejemplos incluyen tolueno, benceno, xilenos, ciclohexano, ciclooctano e isopropilciclohexano, de modo particular preferiblemente tolueno.
Una concentracion de ciclododecanona oxima es 3 a 80 % en peso, preferiblemente 5 a 60 % en peso.
Una temperatura de reaccion es conducida preferiblemente a una temperatura de un punto de ebullicion de un solvente usado o menor. Es -10 a 80 °C, preferiblemente 0 a 60 °C cuando se prepara 2,4-dicloro-6-ciclododeciliden-aminooxi-1.3.5- triazina (compuesto 1). Es 20 °C hasta un punto de ebullicion de un solvente, preferiblemente 30 °C a 110 °C cuando se prepara 2-cloro-4,6-bis(ciclododeciliden-aminooxi)-1,3,5-triazina (compuesto 2).
No hay restricciones particulares para una presion de reaccion y la reaccion puede ser conducida a una presion ambiente o una presion aumentada. Un tiempo de reaccion varia dependiendo de las condiciones de reaccion tales como una concentracion y una temperatura, y generalmente es de 0.01 a 24 horas, preferiblemente, 0.05 a 6 horas.
En terminos de desarrollo despues de la reaccion, puede obtenerse un producto crudo, por ejemplo, retirando las sales y similares como subproductos mediante gel de silice y entonces retirando un solvente.
Pueden separarse 2,4-dicloro-6-ciclododeciliden-aminooxi-1,3,5-triazina (compuesto 1) y 2-cloro-4,6-bis(ciclododeciliden-aminooxi)-1,3,5-triazina (compuesto 2) obtenidas como un producto crudo y purificarseles mediante, por ejemplo, un metodo apropiado tal como cromatografia en columna y cristalizacion. No existen restricciones particulares para un reactor, y la reaccion puede ser conducida en un reactor equipado con un dispositivo comun de agitacion.
Pueden producirse otros compuestos de cicloalquiliden-aminooxi-1,3,5-triazina como se describio para la preparacion de los compuestos 1 y 2. Puede prepararse un compuesto de cicloalcanona oxima a partir de un compuesto de cicloalcanona y sulfato de hidroxilamina, por ejemplo, como se describe en la referencia 3 de patente.
Preparacion de una lactama
Puede usarse un compuesto de cicloalquiliden-aminooxi-1,3,5-triazina como un catalizador en la produccion de un compuesto de lactama a partir de un compuesto de cicloalcanona oxima (realizacion 1) o como un material directo de partida para producir un compuesto de lactama (realizacion 2).
De acuerdo con la presente invencion, se usa un compuesto de cicloalquiliden-aminooxi-1,3,5-triazina seleccionado del grupo consistente en
2,4-dicloro-6-ciclododeciliden-aminooxi-1,3,5-triazina y
2-cloro-4,6-bis(ciclododeciliden-aminooxi)-1,3,5-triazina como un catalizador para producir un compuesto de lactama a partir de un compuesto de cicloalcanona oxima (realizacion 1 como se reivindica en la reivindicacion 1) o como un material directo de partida para producir un compuesto de lactama (realizacion 2 como se reivindica en la reivindicacion 2).
Cuando se usa como un catalizador (realizacion 1), el compuesto anterior es usado en la cantidad de 50 % molar o menos, preferiblemente 20 % molar o menos, mas preferiblemente 10 % molar o menos del material de partida de compuesto de cicloalcanona oxima. Generalmente es usado en una cantidad de 0.1 % molar o mas. Cuando se usa como un catalizador, el compuesto de cicloalquilidenaminooxi-1,3,5-triazina produce tambien una lactama. De acuerdo con ello, se obtiene una lactama pura usando un compuesto de cicloalquiliden-aminooxi-1,3,5-triazina correspondiente a un compuesto de partida de cicloalcanona oxima. Por ejemplo, cuando se usa ciclododecanona oxima como un material de partida para preparar laurolactama, el catalizador que se usa es compuesto de ciclododeciliden-aminooxi-1.3.5- triazina. Asumiendo que un rendimiento teorico de un compuesto de partida de cicloalcanona oxima es 100 %, se forma una lactama en 100 % o mas.
En ambas realizaciones 1 y 2, la reaccion es conducida en un solvente seleccionado del grupo consistente en hidrocarburos aromaticos tales como benceno, tolueno, xilenos, cumeno y clorobenceno, y acetonitrilo. ejemplos de otros solventes incluyendo hidrocarburos aromaticos tales como benceno, tolueno, xilenos, cumeno y clorobenceno; hidrocarburos alifaticos tales como n-hexano, n-heptano, n-nonano, ciclohexano, ciclooctano, ciclodecano, ciclododecano y hidrocumeno; cetonas tales como acetona, metil etil cetona, metil isopropil cetona, metil isobutil cetona, ciclohexanona y ciclododecanona; nitrilos tales como acetonitrilo, propionitrilo y benzonitrilo; amidas tales como N,N-dimetilformamida, N,N-dimetilacetamida, N-metilpirrolidona y 1,3-dimetil-2-imidazolinona; sulfoxidos y sulfonas tales como dimetil sulfoxido y sulfolano; esteres tales como etil formiato, metil acetato, etil acetato, metil propionato y etil butanoato; acidos carboxilicos tales como acido formico, acido acetico, acido propionico y acido butanoico; eteres tales como dietil eter, diisopropil eter, tetrahidrofurano y dioxano, fosforamidas tales como hexametil fosforotriamida; y alcoholes tales como metanol, etanol, propanol e isopropanol. Se prefieren los hidrocarburos aromaticos y nitrilos, particularmente tolueno y acetonitrilo. Como el solvente, puede usarse directamente un solvente disponible comercialmente, sin ningun tratamiento particular de deshidratacion.
En la realizacion 1, la cantidad de solvente es, pero no esta limitada a, generalmente 0.3 a
100 partes en peso, preferiblemente 1 a 50 partes en peso a una parte de un compuesto de cicloalcanona oxima.
En la realizacion 2, la cantidad del solvente es, pero no esta limitada a, generalmente 0.3 a 100 partes en peso, preferiblemente 1 a 50 partes en peso a una parte de un compuesto de cicloalquiliden-aminooxi-1,3,5-triazina.
En ambas realizaciones 1 y 2, la reaccion puede ser conducida en un solvente bajo calentamiento y/o en la presencia de un acido para acelerar la reaccion. Una temperatura de reaccion esta, pero no esta limitada a, preferiblemente en el intervalo de 0 a 150 °C.
Ejemplos del acido incluyen, pero no estan limitados a, diferentes acidos Broensted tales como cloruro de hidrogeno y acido metanosulfonico y acidos Lewis tales como cloruro de zinc y cloruros de hierro, de modo particular preferiblemente cloruro de hidrogeno. Su cantidad es de 0.1 a 20 equivalentes molares, preferiblemente 0.5 a 15 equivalentes molares al compuesto de cicloalquiliden-aminooxi-1,3,5-triazina.
No existen restricciones particulares para una presion de reaccion, y la reaccion puede ser conducida a una presion ambiente o a una presion aumentada. Un tiempo de reaccion varia dependiendo de las condiciones de reaccion, tales como una concentracion y una temperatura, y generalmente es de 0.01 a 24 horas, preferiblemente, 0.05 a 10 horas.
La reaccion puede ser seguida por desarrollo tal como extraccion para dar una lactama. No hay restricciones particulares para un reactor, y la reaccion puede ser conducida en un reactor equipado con un dispositivo comun de agitacion. La lactama preparada de acuerdo con la presente invencion puede ser separada y purificada mediante un proceso comun tal como destilacion y cristalizacion.
Ejemplos
La presente invencion sera descrita especificamente con referencia a los ejemplos.
Ejemplo 1
A 19.6 g de acetonitrilo se anadieron 199 mg (1 mmol) de ciclododecanona oxima y 17.4 mg (0.05 mmol) de 2,4-dicloro-6-ciclododeciliden-aminooxi-1,3,5-triazina. Se calento la mezcla con agitacion a 78 °C por una hora. El analisis cuantitativo mediante HPLC indico que se obtuvo laurolactama en un rendimiento de 100 % o mas sobre la base de la ciclododecanona oxima de partida.
Ejemplo 2
A 19.7 g de acetonitrilo se anadieron 202 mg (1 mmol) de ciclododecanona oxima, 26.7 mg (0.05 mmol) de 2-cloro-4,6-bis(ciclododeciliden-aminooxi)-1,3,5-triazina y 2.5 mL (0.1 mmol) de 0.04 M de cloruro de hidrogeno en acetonitrilo.
Se calento la mezcla con agitacion a 78 °C por una hora. El analisis cuantitativo mediante HPLC indico que se obtuvo laurolactama en un rendimiento de 100 % o mas sobre la base de la ciclododecanona oxima de partida.
Ejemplo 3
En 10 g de acetonitrilo se disolvieron 103 mg (0.30 mmol) de 2,4-dicloro-6-ciclododeciliden-aminooxi-1,3,5-triazina. Se calento la mezcla con agitacion 77 °C por 5 horas. El analisis cuantitativo mediante HPLC indico que se obtuvo 56 mg (0.28 mmol) de laurolactama.
Ejemplo 4 (no de acuerdo con la presente invencion)
En 10 g de acetonitrilo se disolvieron 201 mg (0.40 mmol) de 2-cloro-4,6-bis(ciclododeciliden-aminooxi)-1,3,5-triazina y 1.5 g de una solucion 4M de cloruro de hidrogeno en dioxano. Despues de agitar por varios minutos a temperatura ambiente, el analisis cuantitativo mediante HPLC indico que se obtuvo 159 mg (0.80 mmol) de laurolactama.
Ejemplo 1 de referencia: si'ntesis de 2,4-dicloro-6-ciclododeciliden-aminooxi-1,3,5-triazina (compuesto 1)
En 120 mL de tolueno se disolvieron 3 g (15 mmol) de ciclododecanona oxima, y bajo enfriamiento con agua se anadieron 3 g (16 mmol) de triclorotriazina. Entonces, se anadieron lentamente gota a gota a la mezcla 15 mL de una solucion de N,Ndiisopropiletilamina en tolueno (se agrego tolueno a 2.0 g (15 mmol) de N,N-diisopropiletilamina hasta 15 mL). Despues de agitar a temperatura ambiente por 1.5 horas, se filtro la solucion de reaccion mediante succion a traves de gel de silice. Se lavo la gel de silice con una solucion 20:1 tolueno-acetato de etilo. Se evaporo al vacio el filtrado para obtener un solido amarillo palido, que fue entonces recristalizado desde hexano para dar 4.6 g del producto deseado, como cristales en prisma incoloros.
p.f. 118 a 120 °C;
1H-RMN (5 ppm, CDCla); 1.15 a 1.81 (18H, m), 2.48 a 2.61 (4H, m);
analisis elemental;
observado: H: 6.31, C: 52.14, N: 16.15, O: 5.04;
calculado para C15H22ChN4O: H: 6.42, C: 52.18, N: 16.23, O: 4.63.
Ejemplo 2 de referenda: sintesis de 2-cloro-4,6-bis(ciclododeciliden-aminooxi)-1,3,5-triazina (compuesto 2)
En 160 mL de tolueno se disolvieron 4 g (20 mmol) de ciclododecanona oxima, y bajo enfriamiento con agua se anadieron 1.9 g (10 mmol) de triclorotriazina. Entonces, se anadieron lentamente gota a gota a la mezcla 15 mL de una solucion de N,Ndiisopropiletilamina en tolueno (se agrego tolueno a 2.66 g (21 mmol) de N,N-diisopropiletilamina hasta 15 mL). Despues de agitar a 68 °C por 3 horas, se filtro la solucion de reaccion mediante succion a traves de gel de silice. Se lavo la gel de silice con una solucion 10:1 tolueno-acetato de etilo. Se evaporo al vacio el filtrado para obtener un residuo que fue entonces purificado mediante cromatografia en columna (Wako Gel C-200, tolueno: acetato de etilo = 20:1). Los cristales crudos asi obtenidos fueron recristalizados desde hexano para dar 1.8 g del producto deseado, como cristales en agujas incoloros.
p.f.: 113 a 114 °C;
1H-RMN (5 ppm, CDCla) 1.26 a 1.80 (36H, m), 2.35 a 2.61 (8H, m);
analisis elemental;
observado: H: 8.55, C: 64.08, N: 13.73, O: 6.58;
calculado para C27H44CW5O2: H: 8.76, C: 64.07, N: 13.84, O: 6.32.
Ejemplo 3 de referencia: investigacion para sintetizar un compuesto de ciclododeciliden-aminooxi-1,3,5-triazina usando trietilamina como una base (investigacion de acuerdo con el metodo descrito en la referencia 1 de no patente)
A 150 mL de acetonitrilo anhidro se anadieron 2 g (10 mmol) de ciclododecanona oxima, que sin embargo no estaba disuelta, y por ello se anadieron 50 mL de tolueno para disolver el solido. A la solucion se anadieron lentamente 0.62 g (3.4 mmol) de triclorotriazina y 1.1 g (11 mmol) de trietilamina en secuencia. Despues de agitar a temperatura ambiente por una hora, se dejo en reposo la mezcla por 3 dias y entonces se evaporo al vacio. Despues de anadir tolueno, se separo por filtracion la materia insoluble y se evaporo el filtrado bajo una presion reducida. Se purifico el residuo por cromatografia en columna (Wako Gel C-200, tolueno: acetato de etilo = 5:1). Los cristales crudos asi obtenidos fueron recristalizados desde hexano para dar 0.55 g de cristales en columna incoloros. El analisis de este compuesto indico que era 2-(N,Ndietilamino)-4,6-bis(ciclododeciliden-aminooxi)-1,3,5-triazina. No se obtuvo la tris(ciclododeciliden-aminooxi)-1,3,5-triazina, 2,4-dicloro-6-ciclododeciliden-aminooxi-1,3,5-triazina (compuesto 1) o 2-cloro-4,6-bis(ciclododeciliden-aminooxi)-1,3,5-triazina (compuesto 2) deseada.
Claims (4)
1. Un proceso para producir un compuesto de lactama a partir de un compuesto de cicloalcanona oxima en un proceso de reaccion en la presencia de:
(a) un compuesto de cicloalquiliden-aminooxi-1,3,5-triazina seleccionado del grupo consistente en 2,4-dicloro-6-ciclododeciliden-aminooxi-1,3,5-triazina y 2-cloro-4,6-bis(ciclododeciliden-aminooxi)-1,3,5-triazina, como un catalizador de reordenamiento de Beckmann,
(b) un solvente seleccionado del grupo consistente en hidrocarburos aromaticos y acetonitrilo, y
(c) opcionalmente, un acido;
en el que dicho compuesto de lactama es laurolactama.
2. Un proceso para producir un compuesto de lactama, en el que se suministra un compuesto de cicloalquilidenaminooxi-1,3,5-triazina seleccionado del grupo consistente en 2,4-dicloro-6-ciclododeciliden-aminooxi-1,3,5-triazina y 2-cloro-4,6-bis(ciclododeciliden-aminooxi)-1,3,5-triazina, como un material de partida de reaccion en una reaccion usando un solvente seleccionado del grupo consistente en hidrocarburos aromaticos y acetonitrilo, y en el que dicho compuesto de lactama es laurolactama.
3. Un catalizador de reordenamiento de Beckmann seleccionado del grupo consistente en 2,4-dicloro-6-ciclododeciliden-aminooxi-1,3,5-triazina y 2-cloro-4,6-bis(ciclododeciliden-aminooxi)-1,3,5-triazina, usado en un proceso de reaccion para preparar un compuesto de lactama a partir de un compuesto de cicloalcanona oxima en la presencia de:
(a) un solvente seleccionado del grupo consistente en hidrocarburos aromaticos y acetonitrilo, y
(b) opcionalmente, un acido;
en el que dicho compuesto de lactama es laurolactama.
4. 2,4-dicloro-6-ciclododeciliden-aminooxi-1,3,5-triazina o 2-cloro-4,6-bis(ciclododeciliden-aminooxi)-1,3,5-triazina.
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