[发明专利]制备脂肪酸酰胺的连续方法

说明书

已经发现，脂肪酸酰胺作为化学原料具有多种用途，例如用于药物和农用化学品的制备中。具有至少一个较长的烷基的酰胺，由于其具有表面活性性质，具有非常大的工业价值，特别地被用作洗涤和清洁组合物的组分、以及用于化妆品中。它们还被成功地用作金属加工中的助剂，用于农作物保护组合物的配制中，以及用于石油的传输和加工中。

更特别地，具有碱性的其他官能团的脂肪酸酰胺，作为制备表面活性物质的前体，是非常受欢迎的。这些为，例如具有烷基的脂肪酸衍生物，所述烷基通过酰胺基键接，所述烷基自身被至少一个赋予碱性的叔氨基所取代。与相应的酯相比，这类酰胺具有大幅提高的水解稳定性。通过与烷基化试剂的反应，它们可被转化为阳离子表面活性剂。通过与具有酸性基团的烷基化试剂反应，能由它们获得所谓的甜菜碱；与过氧化物进行氧化反应，得到氧化胺的基团，这种产物基团也被认为是两性的。已经发现，氧化胺和甜菜碱作为用于制备洗涤剂、清洁浓缩液、清洁剂、化妆品和药物的原料、作为乳化剂以及在石油工业中作为腐蚀抑制剂和气体水合物抑制剂，具有大范围用途。

在脂肪酸酰胺的工业制备中，通常使脂肪酸的反应性衍生物，如酸酐、酰氯或酯与胺反应；或者在通过采用偶联剂，例如N，N′-二环己基碳化二亚胺使羧酸原位活化的情况下或采用非常特殊并因而是昂贵的催化剂操作。这一方面是导致生产成本高，另一方面会产生不期望的伴随产物，例如必须分离出来并清除或进行后处理的盐或酸。因此，例如，能在工业规模上制备大量碳化二亚胺的Schotten-Baumann合成法中，形成了等摩尔量的氯化钠。但是，在一些情况下，残留在产物中的辅助产物和副产物会产生极其不期望的影响。例如，卤离子以及酸会导致腐蚀；一些偶联剂以及由它们形成的副产物是有毒的、会导致过敏的或者致癌的。

值得投入努力的脂肪酸与胺的直接热缩合需要非常高的温度和长的反应时间并且没有带来令人满意的结果，因为不同的副反应降低了产率。对于副反应要列举，例如羧酸的脱羧、在长时间的加热过程中氨基的氧化、仲胺热歧化成伯胺和叔胺、特别是热引发的氨基的降解。此外，成问题的是由酸、胺、酰胺和反应水组成的反应混合物具有腐蚀性，该反应混合物在所要求的高反应温度下，经常会强烈侵蚀金属反应容器或者将其溶解。由此引入产物中的金属含量是非常不期望的，因为它们不仅在它们的颜色方面影响产物特性，而且对降解反应进行催化，从而降低产率。后一个问题可通过采用由高耐腐蚀性的材料制成的特种反应容器，或者采用适当的涂层，而部分地得以规避；但尽管如此这需要很长的反应时间，从而使产物具有赋予的颜色。其结果是，无法制备特别是化妆品应用领域所期望的、碘色值例如小于6的无色产物。后一问题要求在热酰胺化反应的过程中，采用颜色改善添加剂和/或其他处理步骤，例如漂白，但是其本身又需要加入其它助剂并经常导致同样不期望的酰胺的气味的损害。

更近的合成酰胺的方法是羧酸和胺转化为酰胺的微波辅助转化法。

Vázquez-Tato，Synlett 1993，506公开了将微波用作热源，用于由羧酸和芳脂族胺，经由铵盐，制备酰胺。其中所述合成是以毫摩尔规模进行。

Perreux等，Tetrahedron 58(2002)，2155-2162公开了由羧酸和胺在微波辐射下制备不同的酰胺的无溶剂合成法。其中也是以毫摩尔规模操作。

Gelens等，Tetrahedron Letters 2005，46(21)，3751-3754公开了借助微波辐射合成的多种酰胺。该合成是在10ml的容器中进行的。

但是，迄今为止，仍没有实现将这种微波辅助反应的规模从实验室按比例放大至工业规模，因此，仍然没有开发出适于以对于工业规模应用有价值的时空产率每年生产数吨、例如数十吨、数百吨或者数千吨的设备。对此的原因一方面在于通常限于数毫米至数厘米的微波穿透到反应物料中的深度，这尤其使得以间歇法进行的反应只能局限于小容器；或者在搅拌的反应器中造成非常长的反应时间。由于随后出现的放电过程和等离子体的形成，使场强度的提高受到严格的限制，而这种提高对用微波辐射大量物质而言是值得期望的，特别是在迄今为止优选用于将化学反应按比例放大的多模设备中。此外，微波场的非均匀性在按比例放大时，在通常所使用的多模微波设备中带来问题，所述非均匀性会导致反应物料局部过热，是由或多或少辐射入微波炉中的微波在微波炉的壁上和反应物料上不受控制的反射造成的。此外，在反应过程中经常改变的反应物料的微波吸收系数，会在可靠且可重现的反应进程方面带来困难。