專利名稱：制備醌甲基化物的方法
技術領域：
本發明涉及制備醌曱基化物(quininemethide)的方法；更具體地，本發明 涉及一種使醌曱基化物的制備得到優化(optimize)同時限制副產物或廢物生 成的方法，所述醌曱基化物特別是4-苯亞甲基-2，6-二叔丁基-環己-2，5-二烯酮。
背景技術：
已知采用如下方法來制備醌曱基化物使2，6-二叔丁基-苯酚和苯曱醛及 二曱胺反應，得到2,6-二叔丁基4-(二曱基氨基-苯基-曱基)-苯酚，由此制備醌 曱基化物(即，4-苯亞曱基-2,6-二叔丁基-環己-2，5-二烯酮)。然而，當按照該 方法進行時，除了生成所述醌曱基化物之外，還生成了作為副產物的其它化 合物，具體地，二曱胺和乙酸酐是該方法仲最終為副產物(即，二曱基乙酰 胺和乙酸)的試劑。這些副產物的生成增加了原料成本和處理成本。醌曱基 化物的用途是作為苯乙烯的阻聚劑(retarder)的組分。所述阻聚劑防止苯乙烯程中所使用的設備之內或之上的沉積而導致的產量損失)。涉及使用醌曱基 化物的方法是優選的，并且對有毒的二硝基苯酚而言是有效的替換方法(環 境組織需要對二硝基苯酚進行高度控制)。美國專利3,660,505教導了如下方法使用烷基或芳烷基格氏試劑 (Grignard reagent)將醌曱基化物還原成相應的苯酚，并且隨后用^5成性鐵氰化 物(ferricyanide)對所述苯酚進行氧化，以制備新穎的醌曱基化物，然后通過 使該化合物與叔胺或三烷基膦反應來制備烯基苯酚。美國專利4,032,547公開并要求保護一種新穎且有效的方法來制備醌烷 基化物(quinine alkides),所述方法利用過硫酸鹽(persulfate)作為主要氧化劑 (primary oxidant)以及4失氰化物作為次要氧化劑(secondary oxidant)的組合來 形成相應的三烷基苯酚或苯基受阻的苯酚。仍然需要用于制備醌曱基化物的可選擇方法，該方法降低或消除耗成本的副產物的生成并且減少或消除廢汽(waste stream)的生成。 發明內容本發明披露了一種制備醌甲基化物即4-苯亞曱基-2,6-二叔丁基-環己 -2,5-二烯酮的方法，這是一種"綠色方法"或"環境積極的方法"。所述方法減 少和潛在地消除了廢汽和耗成本的副產物。在一個實施方案中，將可循環的二仲胺催化劑例如N,N-二正丁基胺 (N,N-Di-n-butyl amine)或N,N-二正丙基胺用作反應物，以與苯曱醛和2,6-二叔 丁基苯酚反應，生成所期望的產物。所述方法包括對胺中間體(2,6-二叔丁基 -4-(二正丙基氨基-苯基-曱基)-苯酚或2,6-二叔丁基-4-(二正丁基氨基-苯基-曱 基)-苯酚)進行熱裂解(thermal cracking),得到所期望的醌曱基化物。這個方 法避免了使用乙酸酐，并且可對在該方法中使用的胺催化劑進行回收和再利 用，從而減少了或潛在地消除了耗成本的副產物和廢汽。
具體實施方式
除非上下文明確給出相反指示，單數形式"一個或一種(a, an)"或"所 述(the)"包括其復數形式。描述相同特征的所有范圍的端點為獨立可組合的， 并且包括所述端點。將所有參考資料并入本申請作為參考。與量連在一起使用的修飾詞"約，，包括所述值，并且具有上下文所示含義 (例如，包括與具體量的測量值有關的誤差程度)。"任選的"或"任選地"是指其后描述的事件或情況可能或可能不發生，或 指其后識別的物質可能存在或可能不存在，并且是指說明書包括其中所述事 件或情況發生的例子或包括其中所述物質存在的例子，以及說明書包括其中 所述事件或情況沒有發生的例子或包括其中所述物質不存在的例子。本發明涉及4-苯亞曱基-2,6-二叔丁基-環己-2，5-二烯酮及其制備方法。本而消除廢汽的生成。這是由于存在以下事實通過蒸餾將根據本發明產生的 胺(即，N,N-二正丙基胺或N,N-二正丁基胺)以及少量苯曱醛和2,6-二叔丁基 苯酚循環并再用在所述方法中。本發明的該方法消除了乙酸和二曱基乙酰胺 的產生，所述乙酸和二曱基乙酰胺是目前使用方法的副產物。通過消除這些 副產物以及由此消除廢汽生成，本發明具有經濟方面和環境方面的優點，因為降低了原材料成本和處理成本。本發明方法的理念是對胺中間體(即，2,6-二叔丁基-4-(二正丙基氨基-苯基-曱基)-苯酚)進行熱裂解，得到所期望的醌曱基化物和起始的仲胺。在本發明方法中，使仲胺催化劑與苯曱醛反應形成半縮醛胺(hemiaminal)。之后， 進行2,6-二叔丁基-苯酚的親核取代，并導致胺催化劑的消除。除了N,N-二正丁基胺、N,N-二乙基胺、N,N-曱基-丁基胺和N,N-二正丙 基胺外，所述仲胺催化劑還可選自正烷基-仲胺(n-alkyl secondary amines)中的 任一個，包括具有通式R,-NH-R2中的任一個，其中R,和R2為烷基，該烷基包 括但不限于曱基、乙基、丙基和丁基，優選的仲胺包括N,N-二正丁基胺和N,N-二正丙基胺。與更低級正烷基仲胺相比，N,N-二正丁基胺和N,N-二正丙基胺， 這兩種仲胺產生更好的轉化。盡管這兩種胺在本發明方法中在轉化方面表現 得同樣出色，但由于反應簡便，優選的是N,N-二正丙基胺。 一旦反應結束， 可將胺催化劑例如二正丙基胺回收并循環再利用。R-正丙基/正丁基苯曱眵 2,6-二叔丁基苯酚 4-笨亞曱基-2,6- R-正丙基二叔丁基-環己-2,5-二烯酮 /正丁基該基本方法要求仲胺、苯曱醛和2,6-二叔丁基-苯酚一起反應。在優選 的實施方案中，所述反應在油浴中進行。反應進行的期限為約1小時至約30 小時，優選地是進行約4小時至約14小時。反應可在約6(TC至約15(TC的溫度 進行，優選地是在約90。C至約12(TC的溫度進行。可在反應過程中施加壓力，同時將溫度保持相對恒定。可通過使初始 成分起反應并潛在地攪拌一段時間來進行反應，在約6(TC至約150°C的設定 溫度進行約1小時至約15小時。采用約760mmHg至約10mmHg真空，并將所 述反應在該壓力保持約0.5小時至約3小時。之后，將真空緩慢降低至約 75mmHg至10mmHg之間，再保持約0.5小時至約4小時，整個過程中將組分 保持在恒定的溫度。一個可選擇且優選的實施方案是使初始組分在約90。C至約15(rC的溫 度反應，以及使混合物初始經歷約250mmHg至約760mmHg的真空，保持約5小時至約10小時。之后，將真空緩慢降低至75mmHg至10mmHg之間，并使 其在該壓力保持約1小時至約9小時。可在前述實施方案中加入額外的步驟，從而使所述反應具有三個階段。 對于該階段，再次降低真空至約35mmHg至約5mmHg之間，并使其在該壓力 保持約10分鐘至約4小時。一旦完成這些步驟，產物(4-苯亞曱基-2,6-二叔丁基-環己-2,5-二烯酮) 在殘余物中的含量為約60至約90%，所述殘余物含有一些^f效量雜質和起始物 質，優選地發生約80至約90%轉化。通過對胺中間體(2，6-二叔丁基-4-(二正丙 基氨基-苯基-曱基)-苯酚或2，6-二叔丁基-4-(二正丁基基氨基-苯基-曱基)-苯酚) 進行熱裂解得到的仲胺是與在反應初始所使用的仲胺相同的仲胺，可對該仲 胺進行循環并再用作所述方法的初始組分。實施例I向裝備有迪安斯塔克(Dean Stark)(與水冷卻的回流冷凝器相連)的 500ml RB燒瓶中加入51.3g 2，6-二#又丁基苯酚、26.5g苯曱醛和46g N,N-二正丙 基-胺。將混合物在氮氣氣氛中在置于磁力器之上的油浴中在130。C加熱9.5 小時，并進行攪拌。之后，在114。C在真空對反應混合物進行蒸餾，持續4小 時。初始的真空為250mmHg，持續2-3小時。之后，將真空緩慢降低至 10mmHg，保持在該值直到反應結束。最終產物的重量為73,2g,以及分離出 水后的餾出物的重量為44g。產物中醌曱基化物的含量為84.79%。實施例II向500ml RB燒瓶中加入26.5g苯曱醛和32.3g N,N-二正丁基胺。將混合 物在70。C維持30分鐘。之后，加入51.5g 2，6-二叔丁基-苯酚，將混合物在 115-118。C維持30小時。為了回收胺，將反應混合物在30mmHg真空在130。C 蒸餾5小時，在通過蒸餾除去N，N-二正丁基胺后，在產物中發現69.78%的醌曱基化物。實施例III向500ml RB燒瓶中加入21.4g苯甲醛和41.2g N,N-二正丁基胺，并加入 26g2,6-二叔丁基-苯酚。將混合物在110。C維持12小時。之后，對反應混合物在30mmHg在110。C進行胺蒸餾，持續1.5小時。將真空緩慢降低至6mmHg， 并再繼續蒸餾額外的2.0小時。在蒸餾N,N-二正丁基-胺后，在反應燒^f瓦中的 最終產物顯示具有63.82%的醌曱基化物。實施例IV向500ml RB燒瓶中加入21.5g苯曱醛和32.0g N,N-二乙基胺，并加入 41.5g 2,6-二叔丁基-苯酚。將混合物在油浴中在130。C加熱，并在130。C維持 9.5小時。之后，將反應混合物在250mmHg(初始)和在10mmHg(結束)真空在 114。C蒸餾5小時。在N,N-二乙基胺蒸餾后的50.2g產物中,醌曱基化物的含量 為67.44%。盡管為了說明的目的已經闡述了典型的實施方案，但前述說明書不應 視為是對本發明范圍的限制。顯而易見的是，本領域技術人員會想到本發明 的許多其它形式或改變而不背離本發明的主旨和范圍。隨附的權利要求和這 些實施方案應當理解為涵蓋所有這些顯然意見的形式和改變，這些顯然意見 的形式和改變在本發明主旨和范圍內。
權利要求
1.一種制備4-苯亞甲基-2，6-二叔丁基-環己-2，5-二烯酮的方法，所述方法包括在仲胺催化劑存在下使苯甲醛和2，6-二叔丁基-苯酚反應。
2. 權利要求l所述的方法，其中所述仲胺催化劑為正烷基仲胺。
3. 權利要求2所述的方法，其中所述正烷基仲胺選自具有通式R,-NH-R2 的仲胺，其中R,和R2為任意烷基，包括但不限于曱基、乙基、丙基和丁基。
4. 權利要求2所述的方法，其中所述正烷基仲胺選自N,N-二正丁基胺、 N,N-二乙基胺、N,N-曱基-丁基胺和N,N-二正丙基胺。
5. 權利要求2所述的方法，其中所述正烷基仲胺選自N，N-曱基-丁基胺和 N,N-二正丙基胺。
6. 權利要求l所述的方法，其中初始反應是在油浴中進行的。
7. 權利要求l所述的方法，其中還對所述反應混合物進行胺蒸餾。
8. 權利要求7所述的方法，其中所述蒸餾是在真空中進行的。
9. 權利要求8所述的方法，其中所述真空在約300至約760mmHg之間。
10. 權利要求l所述的方法，其中所述方法進行約1小時至約30小時。
11. 一種制備4-苯亞甲基-2,6-二叔丁基-環己-2,5-二烯酮的方法，所述方 法包括(a) 在仲胺催化劑存在下使苯曱醛和2,6-二叔丁基-苯酚反應；(b) 對反應混合物進行真空蒸餾；和(c) 回收胺催化劑，并且循環以待再使用。
12. 權利要求ll所述的方法，其中所述方法在約300至約760mmHg的真 空條件下進行約1小時至約30小時。
13. 權利要求ll所述的方法，其中胺蒸餾后的產物中包含約60%至約 90wt。/。的醌曱基化物。
14. 一種制備4-苯亞曱基-2，6-二叔丁基-環己-2,5-二烯酮的方法，所述方 法包括(a) 在仲胺催化劑存在下使苯曱醛和2,6-二叔丁基-苯酚反應；(b) 使反應混合物經受約250至約760mmHg的真空，持續約5小時至約10 小時；(c) 將真空緩慢降低至約75mmHg至約10mmHg之間，持續約1小時至約9小時；以及(d)回收蒸餾出的仲胺，并且循環以待再使用。
15. 權利要求14所述的方法，其中胺蒸餾后的產物中包含約60至約 90wt。/。的醌曱基化物。
16. 權利要求14所述的方法，其中胺蒸餾后的產物中包含約80至約 90wt。/。的醌曱基化物。
17. —種制備4-苯亞甲基-2,6-二叔丁基-環己-2,5-二烯酮的方法，所述方 法包括(a) 在仲胺催化劑存在下使苯曱醛和2，6-二叔丁基-苯酚反應；(b) 使反應混合物經受約250至約760mmHg的真空，持續約5小時至約10 小時；(c) 將真空緩慢降低至約75mmHg至約10mmHg之間，持續約1小時至約9 小時；(d) 將真空緩慢降低至約35mmHg至約5mmHg之間，持續約10分鐘至約4 小時；以及(d)回收蒸餾出的仲胺，并且循環以待再使用。
18. 權利要求17所述的方法，其中胺蒸餾后的產物中包含約60至約 90wt。/。的醌曱基化物。
19. 權利要求17所述的方法，其中胺蒸餾后的產物中包含約80至約 90wt。/。的醌曱基化物。
全文摘要
本發明披露了用于制備醌甲基化物的方法；更具體地，本發明披露了一種使醌甲基化物的制備得到優化同時限制副產物或廢物生成的方法，所述醌甲基化物特別是4-苯亞甲基-2，6-二叔丁基-環己-2，5-二烯酮。
文檔編號C07C45/45GK101541726SQ200780044286
公開日2009年9月23日 申請日期2007年9月20日 優先權日2006年11月30日
發明者維諾德·K·雷 申請人:通用電氣公司