TW539662B - Process for the continuous preparation of hydroxyalkylamides - Google Patents

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經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 539662 A7 B7 五、發明說明（f ) 本發明仍有關由駿酸酯及淫院胺連繪製造經醯胺之方 法。 德國專利DE-A 2509237號有記載羥烷醯胺之製法。在 此製程中，在或不在溶劑之存在下，使酯及羥烷胺做分 枇式反應，可得最終産物。此反應需花數小時。 歐洲專利E P - A - 0 , 4 7 3 , 3 8 0號將此製程改良。調整溫度 ，使得反應時形成結晶淤漿。部分結晶可導致産率提升 ，因為可抑制目標分子之非所欲之二聚物形成，而該二 聚化會損耗羥烷胺。此反應亦依分枇方式進行。反應時 間亦需數小時。 此等以往之合成方法有許多缺點：例如若在溶劑中進 行反應，則反應後必須移除溶劑。在以往的製法中羥烷 胺必須慢慢滴入。在結晶淤漿中操作必須精準地調配粘 度及溫度，因為結晶形成太多會抑制産率。此外，由反 應器排出結晶淤漿後，物料之混煉很複雜。 因此，本發明之目的乃提供没有前述缺點，較不複雜、 簡單的羥烷醯胺之連續製法。 令人驚異的是羥烷醯胺之製造可在”擠壓機”（extruder) 或”強力混煉機"（intensive mixer)中連續進行。 本發明提供由羧酸酯及烷醇胺製造羥烷醯胺之連續方 法，其中原料之反應傺在擠壓機或強力混煉機中強力混 煉，提供熱量就可輕易地反應，同時移除所形成的醇， 然後取出最終産物。 本發明之製法原則上不局限制於任何特殊的羧酸酯及 -3 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I 裝--------訂---------. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 539662 A7 B7 五、發明說明（>) 烷醇胺原料，均可連續製備羥烷醯胺。 本製程之原理是在例如強揑合機、單螺桿或多螺桿擠 壓機、行星齒輪擠壓機，特別是雙螺捍擠壓機中連續地 略為加熱至高溫，減壓或汽提移除對應之醇，然後分離 取出所欲産物。此項分離産物之較佳為利用其後的急冷。 令人驚異的是以往批式反應需花數小時，本製程則可 在短時間内獲得高度的轉化率。以往的製程會形成特殊 粘度之結晶淤漿，不易控制；本製程則可避免之。雖然 在製程開始時採用高溫會促進二聚物形成，但經適當的 參數調整則可實質上完全抑制二聚物之形成。 然而視合成之目的而定，産物除有單體外，亦可包含 二聚物，甚至亦可獲得二聚物為主要的産物。 其關鍵傺在反應開始時，在擠壓機或強力混煉機中略 做加熱，就實質上能使反應充分進行。 一般而言，開始之溫度必須至少1 0 0 °C，較佳為1 5 0 °C。 在較佳之本發明體条中，可在具有許多相同或不同， 且可獨立溫度控制之擠筒區之擠壓機或強力混煉機中進 行反應。 可利用合適的混合室、螺桿構造或利用強力的熱交換 及強力迅速的混合。如此可依極均勻的滯留時間沿縱向 做均勻的流動。在裝置中之各別擠筒區利用不同的溫度 控制以完成熱交換。開始反應時，各別擠筒區之溫度為 100至25010，其後就逐漸降溫。 原料通常是在各別物流中計量飼入，但其中某些可一 -4 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------訂—--------· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 539662 A7 _B7_ 五、發明說明（4 ) 起加入。亦可將所有原料一起匯成單一原料流。羥烷胺 或各種羥烷胺之混合物，及/或羧酸酯及/或觸媒，及 /或添加劑如流化劑和安定劑可匯合成單一原料流；同 樣地，羧酸酯，酯之混合物及前述之添加劑及觸媒亦可 匯成一物流。 原料流亦可分批在擠壓機或強力混煉機之不同區的不 同點飼入。如此可獲得目標的濃度梯度以促成反應的完 成〇 原料流之進入點可依序變化，並且隨著時間補償之。 移除醯胺化所形成的醇可確保反應的完成。此項移醇 操作可利用擠壓機擠筒或強力混煉機之開口減壓取出， 或以氣流通過強力混合過之反應混合物，而使更多的揮 發性醇類利用氣流帶出來。 利用觸媒可加速反應。合適的觸媒為鹼金屬之氫氧化 物及/或烷氣化物，如氫氧化鈉或鉀，乙醇鈉或鉀，季 鹼化氫氧化銨，烷氣化物及/或其他強鹼。觸媒濃度佔 所用羧酸酯重量的0, 01至5%,較佳為0.1至1%。 真空罩或氣流通過之位置可依各種方式排列，端賴於 原料及所形成醇之種類。亦可在實際反應區之下游再增 加殘餘醇之移除操作點。 在迅速反應後，較佳為做迅速、強力的冷卻，亦即整 合形成多區之反應器，例如是擠壓機或”剛特揑機” (Conterna machine)。亦可採用殼管熱交換器，管圏、 冷卻棍、空氣輸送器及金屬輸送帶。 - 5 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --.-----------------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 539662 A7 _B7 五、發明說明（4 ) 端賴於粘度，首先將最終産物利用前述合適的裝置進 一步冷卻至適當的溫度，然後採用壓碎棍、針錕，錘式 磨、坯片棍等製粒或粉碎至所欲的顆粒大小。 較佳的本發明體条乃由羧酸酯及烷醇胺連續地製造式 I之羥烷醯胺：

(式I) 式中X:化學鍵，氫（若m=0), Ci-24烷基，芳基，烯基 ，烷氣羰基或羧烯基，或被雜原子取代之此等基； R1偽氫，Cb 24烷基，烯基，芳基或芳烷基，被雜原 子取代之此等基，或 R2 R2 ο •C--R2 •C—- .—------------------訂---------· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 基 之 II 不 或 同 相 為 可 立 獨 自 各 氫 自 選 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 基 烯 及 ； C 造 基 數數製 烷 整整合 芳 之之適 ο = , 1 2 S 基 至至特 芳 1 ο 程 , 偽偽製 基 ；c: m 本 烷基 -24等 1 此 "之 ，代 取 子 原 雜 被 及 以 6 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 539662 A7 B7 五、發明說明（？） (HO ——CHa —CH2)2N-—C— (CH2)4 -—C—N(CHrCHr〇H)2

II II

0 O (HO-i-Propyl)2N-C-(CH2)4 C N(i-Propyl-OH)2

O O (HO —CH2 —CH2)2N ——C——（CH 丄——C — N(CH2-CH2-OH)2

O O (HO CH2一CH2)2 N —C-(CH2)2 -C-N(CH2-CH2-〇H)2 0 〇 在溫度為25至220 °C之雙螺桿擠壓機的進料區加入羧 酸酯，同時在25至200¾之溫度計量地加入羥烷胺。兩 物流之一包含溶解之觸媒。必要時（轉化率太低時），兩 物流之一可分支飼入；計量飼入此物流，使得在進料區 計量引入主要部份（大於50% ),而在其後之區引入少量 的物流，以便産生後反應。 擠壓機包含不同的擠筒區，通常其中至少有一半是可 溫度控制的。 在具有八區之擠壓機的場合，溫度設定如下：

Z1 ： 1 0 0 - 2 20 °C , Z2 至 Z6: 8 0 -2 2 0 ¾ , Z7 , Z8 ： 60 -160 0C 若進料物流分支，則第二進料點之溫度和Z 1相同或類 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） —-----------------訂--------- ^9— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 539662 A7 __B7_ 五、發明說明（6 ) 似。 Z 1後之兩區覆以真空罩以移除反應時所形成之醇。 所有的溫度均加以設定，利用電熱及水或空氣（氣體 力學）冷卻以控制溫度。 整個長度的雙螺桿包含進料件及揑合件，其轉速為10 至380轉/分鐘。 酯基對羥烷胺分子之比為1: 0.5〜：K5,較佳為1: 1。 冷卻反應産物，然後粉碎或成形並包裝之。 窨施例 由”己二酸二甲酯”（以下略為D Μ A)和π二乙醇胺”（以下 略為D E A )反應而得”醯胺酯”（以下略為A D Ε )。 使每奠耳的DM A和兩莫耳的DE A反應。所用的觸媒為氫 氣化鉀（佔DMA重量之0 . 2% )。 物流1為DMA,而物流2包含DEA,其中溶有氫氧化鉀 。此等物流不分支。它們引入雙螺桿擠壓機之第一區。 利用兩個真空罩去除主要量的所形成甲醇。所形成的産 物放入冷卻輸送帶。在擠壓機中之滯留時間小於1分鐘。 根據BC-NMR(核磁共振）可知 DEA 2 .096 ADE 9 7 . 5 96 CH 3 0H 0.5% 一 8 一 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -

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Claims (1)

1. 539662 委.香 泰

   六、申請專利範圍 第881 060 1 1號「羥基烷醯胺之連續製法」專利案 (91年11月12日修正） 六、申請專利範圍： 1 . 一種由羧酸酯及烷醇胺連續製造羥烷醯胺之方法，係 使原料在擠壓機或強力混煉機中強力混合，加熱就輕 易引發反應，同時移除所形成之醇，並取出最後產 物； 其中擠壓機係單螺桿、多螺桿或行星齒輪擠壓機， 而強力混煉機係強力揑合機或靜態混煉機； 其中開始反應之溫度至少爲1 00 - 250°C，其後溫度 就逐漸下降。 2 .如申請專利範圍第1項之方法 之條件下進行。 3 .如申請專利範圍第1項之方法 擠壓機中進行。 >./ 4 ·如申請專利範圍第1項之方法 /或添加劑存在下進行。 5 .如申請專利範圍第1項之方法 多相同或不同的且可各自獨立地溫度控制之擠筒區的 擠壓機或強力混煉機中進行。 6 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中原料及/或添加 劑可各自或一起加入。 7 .如申請專利範圍第1項之方法，其中利用減壓及/或 其中反應係在無溶劑 其中反應係在雙螺桿 其中反應係在觸媒及 其中反應係在具有許 539662 六、申請專利範圍 使惰性氣流通過強力混煉之反應混合物以移除所形成 之醇。 8 .如申請專利範圍第1項之方法，其中經迅速強力冷卻 可獲得最終產物。 9 .如申請專利範圍第1至8項中任一項之方法，其係乃由 羧酸酯及烷醇胺連續地製造式I之羥烷醯胺：

   (式I) 式中取代基具有下列定義： X :化學鍵，氫（若Π1 = 0) ’ Ci_ 24烷基，芳基，烯基， 烷氧羰基或羧烯基，或被雜原子取代之此等基； R1係氫，Ci_24烷基’烯基’芳基或芳烷基，被雜原 子取代之此等基，或 R2 R2 C ---C-0H ; i r2 R2各自獨立，可爲相同或不同之基，選自氫，ChH 烷基，芳基，芳烷基及烯基，以及被雜原子取代之此 等基； 539662 六、申請專利範圍 η係1至1 0之整數； m係0至2之整數。 1 〇 .如申請專利範圍第1至8項中任一項之方法，其係 用以製備： (HO ——CH2 —CH2)2N ——C—(CH2)4 ——c — N(CHrCHrOH)2 O O (HO-i-Propyl)2N-C-{CH2)4 -C-N(i-Propyl-OH)2 p o (HO CH2 — CH2)2 N-C-(CH2)3 -C-fsl(CH2-CH2-OH)2 O O (HO —-CHj —CH2)2N — C—-(CH2)2 —C—-N(CH2-CHrOH)2 O O