[发明专利]α-（N-苄基）氨基-ε-己内酰胺类化合物及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明属于有机合成技术领域，具体涉及α-（N-苄基）氨基-ε-己内酰胺类化合物及其制备方法和应用。

背景技术

聚酰胺俗称尼龙(Nylon)，英文名称Polyamide(简称PA)是分子主链上含有重复酰胺基团—NHCO—的热塑性树脂总称。主要包括：脂肪族聚酰胺，脂肪—芳香族聚酰胺和芳香族聚酰胺，在五大工程塑料中，其消费量最大、品种最多、资格最老。尼龙的比强度高于金属，机械性能良好，具有良好的耐热性、耐磨损性、阻燃性、耐化性、及自润滑性，摩擦系数低，综合性能优良，加工容易，适宜与玻璃纤维等材料填充、增强改性，广泛应用于汽车、电子电器、包装、机械、运动休闲及日用品等方面。

1931年美国杜邦公司的Carothers发明了尼龙，在20世纪70年代以前，尼龙的发展主要以开发新产品为主，如尼龙66，尼龙610，尼龙6，尼龙11，尼龙12，尼龙46等，此外还有尼龙1010，尼龙4，尼龙8，尼龙9，MC尼龙、聚芳酰胺及各种共聚改性尼龙等。20世纪70年代后，主要是尼龙材料的改性研究以及合成一些长碳链尼龙和芳香族尼龙，通过对单纯尼龙材料进行共混、共聚、接枝、填充等方法进行改性，提高了尼龙的综合性能，突出其某项特殊性能，不断扩展尼龙材料的应用领域。在尼龙材料中，尼龙6和尼龙66的用量最大，约占聚酰胺总消费量的90％。尼龙6的最大消费市场是汽车领域，超过总消费量的1/3。汽车上可使用尼龙6及其改性产品制作的部件有空气滤清器、风扇、车轮罩、导流板、车内装饰件、储水器材盖、车内各种电气接插件等；包装薄膜也是尼龙6的一大应用领域，尼龙6薄膜阻透性好、氧气透过率低、透明度高，且耐油、耐高温、耐蒸煮、抗刺穿性能强。尼龙66也主要用于汽车工业，广泛用于散热器、引擎等部件的生产；尼龙12和尼龙11因吸水性低、粘结性能好，多用于汽车软管和热熔胶的生产。

当前，人类对环境越来越关注，同时希望减少对石油的依赖性，绿色、环保、经济的尼龙单体的开发，已经成为尼龙开发的一个重要方向。基于此，人们已将化工研究方向转向可再生利用的自然资源进行有关产品的开发研究。目前国内外在生物基尼龙单体制备尼龙的研究及应用开发上也已取得一些成功的先例，相继出现PA610，PA1010和PA1012等生物基工程树脂。根据专利US7977450B2和WO2005/123669A1，α-氨基-ε-己内酰胺由生物发酵产品赖氨酸直接制备，氨基己内酰胺可脱去α-氨基得到尼龙6单体己内酰胺。利用带刚性环状侧链的氨基己内酰胺衍生物作为单体制备尼龙，尚未发现有研发成功的报导。

作为制备尼龙6的单体，己内酰胺单体年均用量在日益增多。带有支链基团的己内酰胺衍生物在改性功能聚酰胺上具有一定潜力。此外，在侧链上引入环状刚性结构可提高合成材料的强度和耐热性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一系列α-（N-苄基）氨基-ε-己内酰胺类化合物，将α-氨基-ε-己内酰胺与苯甲醛类化合物，通过胺化还原反应引入苯环被取代的苄基结构，制备一系列己内酰胺衍生物。

本发明还要解决的技术问题是提供上述α-（N-苄基）氨基-ε-己内酰胺类化合物的制备工艺。

本发明最后要解决的技术问题是提供上述α-（N-苄基）氨基-ε-己内酰胺类化合物的应用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种由下述通式Ⅰ表示的α-（N-苄基）氨基-ε-己内酰胺类化合物：

其中，R₁～R₅分别独立为H、烷烃、苯基、卤素、羟基、N-取代氨基、硝基和烷氧基中的任意一种，且R₁～R₅不能同时为H。

优选的，本发明的α-（N-苄基）氨基-ε-己内酰胺类化合物（Ⅰ）结构式如下表：

上述的α-（N-苄基）氨基-ε-己内酰胺类化合物的制备方法，该方法包括如下步骤：

（1）α-氨基-ε-己内酰胺盐酸盐Ⅱ在碱性条件下先与苯甲醛类化合物Ⅲ反应；

（2）步骤（1）的反应液于低温条件下，加入还原剂，反应得到α-（N-苄基）氨基-ε-己内酰胺类化合物Ⅰ。

其中，R₁～R₅分别独立为H、烷烃、苯基、卤素、羟基、N-取代氨基、硝基和烷氧基中的任意一种，且R₁～R₅不能同时为H。