SU670217A3 - Способ получени 2,2,6,6-тетраметил4-оксопиперидина - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 2 , 2 , б , 6-ТЕТРА14ЕТИЛ-4-ОКСОПИПЕРИДИНА

Предлагаетс  улучшенный способ получени  2,2,6,6-тетраметил-4-оксопиперидина , который может найти применение в химической промышленности. Известен способ получени  2,2,6,6 -тетраметил-4-оксопиперидина (триацетонамина ) , эаключгиощийс  в том, что ацетонин подвергают действию кис лоты Льюиса в присутствии воды 1. Однако используемый в качестве ис ходного соединени  ацетонин получают из ацетона и аммиака, а его выделение и очистка требуют значительных затрат труда. Попытка объединить эти стадии, т.е.осуществить получение 2,2,б,б-тетраметил-4-оксопиперидина непосредст венно из аммиака без выделени  ацето Нина, привела к реакционным смес м, выделение триацетонамина из которых сложно, св зано с большигли затратами а выходы продукта низкие. Лучшим из таких способов  вл етс  способ получени - 2,2 ,-6 ,6-тетраметил-4-оксопиперидина , заключающийс  в том, что ацетон подвергают каталитической конденсации с аммиаком в присутствии хлористого алюмини , вз того обычно в количестве 0,2-1,4%, воз можно в инертном органическом раство рителе, например бензоле, лучше при 60-80С, Однако выход целевого продукта не превышает 33% от теоретического 2 . С целью повышени  выхода целевого продукта и расширени  сырьевой базы процесса, предлагаетс  способ получени  2,2,6,6-тетраметил-4-оксопиперидина , заключающийс  в том, что ацетон или его смесь с диацетоновым спиртом или продуктом кислой конденсации ацетона подвергают каталитической конденсации с аммиаком в присутствии катализатора - протонной кислоты или ее соли с аммиаком или азотсодержащим органическим основанием или трехфтористаго бора, вз того обычно в количестве 0,2-12 мол,%, счита  на используемый ацетон, В качестве катгитизатора обычно примен ют соли хлористоводородной ,бромистоводородной,йодисто ,водородной, азотной, бензолсульфоновой , п-толуолсульфоновой, метансульфоновой , дихлорсульфоновой или циануксусной кислоты с аммиаком или триэтиламином , а также сами кислоты такие как хлористоводородна , муравьина , уксусна , малонова ,  нтарна , малеинова , бензойна , корична / бензолсульфонова  или п-толуолсульфонова  кислоты. Примерами таких протонных кислот, примен емых в качестве кислых катализаторов ,  вл ютс  в частности минеральные кислоты, например сол на , бромистоводородна , йодистрводородна , азотна , серна  и фосфорна  кислоты , а также сульфоновые,например али фатические или ароматические сульфоно вые кислоты,а именно метансульфонова  бензолсульфонова ,п-толуолсульфонова  или нафталинсульфонова  кислота, фосфоновые и фосфиновые кислоты,например алифатические или ароматические, такие как метил-, бензил- или фенилфосфонова  кислота или диметил-, диэтилили фенилфосфинова  кислота, карбоновые кислоты, например одноосновные, двухосновные или трехосновные алифатические или ароматические карбоновые кислоты, а именно насыщенные или ненасыщенные одноосновные алифатические карбоновые кислоты с 1-18 атомами углерода , например муравьина , уксусна  хлоруксусна , дихлоруксусна , трихлор уксусна , пропионова , масл на , лауринова , пальглитинова , стеаринова , акрилова , метакрилова  и корична  кислоты, насыщенные и ненасыщенные двухосновные алифатические карбоновые кислоты, например щавелева , малоноваи ,  нтарна , адипинова , себацинова , винна ,  блочна , фумарова  и малеинова  кислоты, трехосновные алифатические карбоновые кислоты, в частности лимонна  кислота, одноосновные ароматические карбоновые кислоты, например в соответствующем случае замещенна  бензойна  и нафтойна  кислоты , и двухосновные ароматические карбоновые кислоты, например фталева  и терефталева  кислоты. . Предпочитают одноосновные и двухосновные алифатические или ароматичес кие карбоновые кислоты и одноосновные ароматические сульфоновые кислоты, например уксусную,  нтарную, малеиновую , бензойную, о-йодбензойную, w -метилбензойную , п- mpew-бутилбензойную, п-толуолсульфоновую и коричную кислоты , в качестве органических оснований пригодны алифатические, алициклические и ароматические первичные, вторич ные и третичные амины, насыщенные и ненасыщенные азотные основани , мочевина , тиомочевина и основные ионообменные смолы. Так из алифатических первичных аминов можно перечислить, например, метиламин, этиламин, н-бу- тиламин, октиламин, додециламин и гек саметилдиамин, из алифатических втори ных аминов, например, диэтиламин, ди-Н-пропиламин и диизопропиламин, из алифатических третичных аминов, напри мер, триэтиламин, из алициклических первичных аминов, например, циклогексиламин , из ароматических первичных аминов, например, анилин, толуидин, нафтиламин и бензидин, из ароматических вторичных аминов, например, N-метиланилин и дифениламин, из ароматических третичных аминов, например, N. N-диэтиланилин, из насыщенных и ненасыщенных азотных оснований, в частности из гетероциклических оснований, например , пирролидин, пиперидин, N-метил-2-пирролидин , пиразолидин, пиперазин , пиридин, пиколин, индолин, хинуклидин , морфолин, N-метилморфолин, 1,4-длазабицикло- 2j2,2 -октан и триацетонамин , мочевину, тиомочевину и сильно- и слабоосновные ионообменные смолы. Предпочитают также ацетонин, диацетонамин и триацетонамин. Предпочтительными сол г и  вл ютс  циклогексилаг .1инфорг- иат, пиридинформиат, пиридин-п-толуолсульфат , ди-н-бутиламиноацетат , ди-н-бутилагданбензоат, морфолинсукцинат , морфолинмалеат, тризтиламинацетат , триэтиламинсукцинат, триэтиламинмалеат , анили ацетат, триацетонамин -п -толуол суль фон ат и ацетонингидрохлорид . Эти катализаторы примен ют обычно в количестве 2-5 мол.%. Процесс можно вести под давлением например, 1-30 ати, в частности 1- 10 ати, лучше всего 1-3 ати. В этом случае возможны температуры выше . Выдел ть целевой продукт можно известными методами, например прибавлением воды и выделением в качестве гидрата или же прибавлением кислоты, например сол ной, серной или щавелевой кислоты, с выделением в ;,виде соли , при прибавлении избытка щелочи, в частности концентрированной щелочи, например водного раствора едкого натра или кали , и выделением в виде органического сло , или же дистилл цией , в. соответствующем-случае после нейтрализации катализатора путем прибавлени  основани , например гидроокиси натри , гидроокиси кали  или карбоната натри . Примен еглый ацетон может содержать некоторое количество воды и/или продуктов конденсации ацетона, например диацетонового спирта, окиси мезитила, форона, диацетонамина и/или триацетондиамина . Предпочтительными продуктами конденсации ацетона  вл ютс  мезитила , диацетоновый спирт... Таким образом , можно примен ть получаемый при перегонке дистилл т в качестве сырь , что уменьшает расход ацетона. Если содержание воды в реакционной среде слишком сильно повышаетс , например при такой рециклизации, что рекомендуетс  удалить часть воды из реакционной смеси. Это можно осуществить прибавлением к реакционной смеси концентрированной щелочи, например раствора едкого натра, и после недолгого перемешивани  водный слой отдел ют .. 5 При проведении предлагаемого способа можно также примен ть органические растворители. Особенно пригодны, например, углеводород : , ароматические, например, бензол, толуол и ксилол, и алифатические , например гексан, гептан и циклогексан , хлорированные углеводороды например, хлористый метилен, трихлорэтан , тетрахлорметан, хлороформ, хлористый этилен и хлорбензол, а также эфиры, например тетрагидрофуран, диоксан и диэтиловый эфир, нитрилы, на пример ацетонитрил, а также апротонные пол рные растворители, такие как сульфолан, нитрометан, диметилформамид , диметилацетаьотд, тетраметилмоче вина, амид гексаметилфосфорной кисло ты и диметилсульфоксид, особенно пред почтительно спирты, например моноили полифункциональные, незамещенные или замещенные алифатические спирты, например низшие алканолы, такие как метанол, пропанол, изопропанол и бутанол, а также циклогексанол, бензиловый спирт, монометиловый эфир эт ленгликол , гликоль и пропан-1,3-диол , прежде всего содержащий 1-4 атома углерода, спирт, например метанол а также диацетоновый спирт, форон, диацетонамин, триацетона№5и и мезитилоксид . Пригодны и смеси указан ых растворителей. Пример 1. Суспензию, состо  ШУЮ из 11 г хлористого аммони , 340 ацетона и 64 г метанола, насыщают ам миаком в течение 12 ч при 13-}. 7с. После этого полученное бесцветное масло прибавл ют к 350 г ацетона и при перемешивании выдерживают 15-20 при 50-55 С. Удал ют избыток растворителей в вакууме и к красноватому остатку прибавл ют 36 г воды. Начина ющуюс  при 0-5С кристаллизацию заве шают двухчасовым перемешиванием.

Пример В. Суспензию, состо щую из 11 г хлористого аммони , 340 г ацетона и 64 г метанола, насыщают аммиаком в течение 4ч при . К полученному бесцветног. маслу прибавл ют 900 г ацетона и при перемашивании выдерживают 15-20 ч при 50-55 С. Через 6 ч значение рЛ раствора довод т до 8,5-8,6 введением приблизительно 23 г газообразного хлористового водорода, в конце реакции значение

рЛ реакционной смеси довод т хлористым водородом в течение 1-2 ч до 5-6. Получае1 /1ую суспензию гидрохлорида 2, ,2,6,6-тетраметил-4-оксопиперидина фильтруют и промывают ацетоном. Получают 400 г гидрохлорида, что соответствует 293 г 2,2,6,6-тетраметил-4-оксопиперндина .

Из маточного раствора выдел ют после отгонки воды и метанола и разбав|ленк  остатка ацетоном еще 95 г гидПолучают 286 г (82%) 2,2,6,6-тетраметил-4 оксопиперидин -гидрат:а, т.пл. в виде слабо-желтых; кристаллов. Продукт получают в виде оксалата с температурой разложени  , если реакционную смесь нейтрализуют щавелевой кислотой. Пример 2. Поступают аналогично примеру 1, однако на второй стадии прибавл ют вместе с ацетоном 1,3 г эфирата трехфтористого бора. Получают 84,6% 2,2,6,6-тетраметил-4-оксопиперндина , Пример 3. Поступают аналогично примеру 1, но вместо хлористого аммони  примен ют 1,3 г эфирата трехфгористого бора. На второй стадии процесса к реакционной смеси прибавлшот вместе с ацетоном 11 г хлористого аммони . Пример ы 4-7. Суспензию, состо щую из 11 г хлористого аммони , 340 г ацетона и 64 г метанола, насыщ; .;от аммиаком в течение 12 ч npvi 13- , полученное бесцветное масло прибавл ют к 900 г ацетона и выдерживают при перемешивании 15-20 ч при 50-55с. После первых 6 ч к раствору прибавл ют по капл м в течение 1-2 ч 70 г 97%-ной серной кислоты. В конце реакции значение рЛ реакционной смеси довод т в течение 1-2 ч 97%-ной серной кислотой до 4,5-5. Полученную суспензию гд дросульфата 2,2,6, 6-тетраметил - 4-оксо1 Ипеоидина, фильтруют при 5-10 °С и пpo 1ывaют ацетоном . Получают 655 г гидросульфата, что соответствует 381 г 2,2,6,6-тетраметил- 4 -оксопи пери дин а . Процесс ведут, как указано раньше, однако на второй стадии примен ют указанные в таблице количества ацетона и серной кислоты. рохлорида, который соответствует 70,0 г 2,2,6,б-тетраметил-4-оксопипе ридина. Пример 9. В смесь, состо щую из 126 г ацетона, 22,5 г метанола- и 4,7 г хлористого аммони , ввод  в течение 4 ч при 13-17°С 40 г аммиака . Реакционную смесь перемешивают еще 30 мин при той же температуре и прибавл ют 220 г диацетонового и НО г ацетона, нагревают в тече ние 1 ч до и выдерживают 12 ч при этой температуре. После фракционированной перегонки получают 125 г 2,2,6,б-тетрамётил-4-оксопиперидина. Пример 10. Суспензию, состо  щую из 11 г хлористого аммони , 340 г ацетона и 64 г метанола, насыщают ам1и1иаком в течение 4 ч при 13- 17С. К полученному бесцветному маслу прибавл ют 900 г ацетона и при пе ремешивании выдерживают 15-20 ч при 50-55 С. ..Полученна  реакционна  смесь соде жит (по ла:нным ГЖХ) 378 г 2,2,6,6-тетраметил-4-оксопиперидина который выдел ют перегонкой. Пример 11. Суспензию,.состо  щую из 11 г хлористого аммони , 340 г ацетона и 4 г 20%-ного водного раствора сульфида аммони , насыщают аммиаком в течение 4 ч при 13-17С, а затем процесс ведут аналогично при меру 10. Реакционна  смесь содержит в конце реакции 450 г триацетонамина Пример 12. Суспензию, состо щую из 11 г хлористого аммони , 340 ацетона и 1 г йодида кали , насыщают в течение 4 ч аммиаком а затем проце ведут аналогично примеру 10. Реакционна  смесь содержит 400 г триацетон амина. Пример 13. Поступают аналогично примеру 10, однако вместо метанола примен ют 64 г диоксана. Реак ционна  смесь содержит 314 г триацетонамина . П р им е р 14. Поступают аналогично примеру 10, однако вместо метанола примен ют 64 г этанола. Реакционна  смесь содержит 363 г триацетонамина . ; Пример 15. Поступают аналогично примеру 10, однако вместо мета нола примен ют 64 г изопропанола. Ре акционна  смесь содержит 350 г триацетонамина . Пример 16. Поступают аналогично примеру 10, но вместо метанола примен ют 64 г диметилформамида. Реакционна  смесь содержит 350 г триацетонамика . Пример 17. Поступают аналогично примеру 10, однако без прибавлени  метанола. Реакционна  смесь содержит 336 г триацетонамина. Пример 18. Суспензию, состо щую из 11 г хлористого аммони , 340 г ацетона и 64 г метанола, насы178 щают с1ммиаком в течение 4 ч при 13- 17°С. К полученному бесцветному маслу прибавл ют 1360 г ацетона и при перемешивании выдерживают 15-20 ч при 50-55°С. Реакционна  смесь содержит 420 г триацетонэпина. Пример 19, Поступают аналогично примеру 10, однако после прибавлени  900 г ацетона перемешивают 6 ч при 50-55 С и затем 3 ч при сильной дефлегмации (при 56-60°С). Получаема  реакционна  смесь содержит 337 г триацетонамина. Пример 20. Поступают аналогично примеру 10, однако вместо 11 г хлористого аммони  примен ют 5,5 и 38.г хлористого аммони , соответственно получеиот 220 и 381 г триацетонамина в реакционной смеси. Пример 21. Раствор, состо щий из 340 г ацетона, 64 г метанола и 10 МП 65%-ной азотной кислоты, насыщают аммиаком в течение 4 ч при 13-17°С. .Полученное бесцветное масло разбавл ют 900 г ацетона и выдерживают при перемешивании в течение 15-20 ч при 50- 55С. Реакционна  смесь содержит (по данным ГЖХ) 385 г 2,2,6,6-тетраметил-4-оксопиперидина , который выдел ют перегонкой . Пример 22. Раствор, состо щий из 16 г уксусной кислоты, 340 г ацетона и 64 г метанола, подвергают взаимодействию с аммиаком аналогично примеру 1. Получают 275-г гидрата 2, ,2,6,6-тетраметил-4-оксопиперидина с т. пл. 55-59с. Пример 23.В смесь, состо щую из 126 г ацетона, 22,5 г метанола и 6,1 г бензойной кислоты,ввод т 40 г аммиака в течение приблизительно-4 ч при 13-15 с. Смесь перемешивают еще 30 мин при той же температуре, прибавл ют 350 г ацетона, нагревают в течение 1 ч до 55°С и выдерживают 12 ч при этой температуре. После фракционной перегонки получают 122 г триацетонамина . Пример 24. В смесь, состо щую из 7,2 г гидрохлорида диметиламина , 126 г ацетона и 22,5 г метанола, ;ввод т 40 г аммиака в течение 4 ч при 13-15 С.Последующий процесс,обработку реакционной смеси,ведут аналогично примеру 9 и получают 120 г триадетонамина. Пример 25.В смесь, состо щую из 126 г ацетона, 22,5 г метано-, ла и 13,8 г гидрохлорида триэтиламина , ввод т 40 г аммиака в течение 4 ч при 13-15 С. Реакционную смесь перемешивают 30 мин при той же температуре , затем прибавл ют 250 г ацетона, нагревают в течение 1 ч до и выдерживают 12 ч при этой температуре. Полученна  реакционна  смесь (по данным ГЖХ) содержит 130 г триацетонамина .

Claims (4)

1.Способ пслучени  2,2,б,6-тетраметил-4 оксопиперидина на основе ацетона и аммиака в присутствии катализатора , отличающийс  тем что, с целью повышени  выхода целевого продукта и расширени  сирьевой базы ,, ацетон или его смесь с диацетоновым спиртом или продуктом кислой конденсации ацетона подвергают каталитической конденсации с аммиаком в. присутствии катализатора - протонной киС лоты или ее соли с аммиаком или азотсодержащим органическим основанием или трехфтористого бора,

2.Способ по п. 1, отличающийс  тем, что используют О-, 212 мол. катализатора, счита  на примен емый ацетон.

3.Способ по п. 1, отличающийс  тем, что примен ют аммониевую соль хлористоводородной, бромистоврдородной , йодистоводородной, азот

7021710

ной, бензолсульфоновой, п-толуолсульфоновой , метансульфоновой, дихлорили циануксусной кислоты.

4.Способ по п. 1, отличающ и и с   тем, что примен ют соль

хлористоводородной, бромистоводород5 ной, йодистоводородной, азотной, бензолсульфоновой , п-толуолсульфоновой, метансульфоновой, дихлорсульфоновой, или циануксусной кислоты с триэтиламином

5,Способ по п. 1, отлича ю0 щ и и с   тем, что в качестве протонной кислоты примен ют хлористоводородную , муравьиную, уксусную, малоновую,  нтарную, малеиновую, бензойную, коричную , бензолсульфоновую, или п-толуол5 суЛьфоновую кислоту.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.За вка ФРГ 1695753, кл. 12 р 1/01, 1971.

0

2.Авторское свидетельство СССР

№ 520357, кл. С 07 D 29/20,18.07.72.