[发明专利]氧化叔胺的制备方法

说明书

本发明是关于亚硝胺含量小于100ppb的自由流动的固体氧化叔胺的制备方法。该方法包括加热叔胺、极性羟烷基溶剂、有机酸和过氧化氢水溶液的混合物，接着共沸分离溶剂和水。得到的固体氧化叔胺不用漂白即具有好的颜色，不用进一步提纯而即可使用。

氧化叔胺在工业上广泛用作有机表面活性剂。所述表面活性剂具有的性质使其很好的用于洗发剂、头发调理剂、餐具和衣用洗涤剂、织物柔软剂等中。在这些应用中氧化叔胺以水溶液形式使用。最近，对氧化叔胺作为热塑性树脂的添加剂的应用有兴趣。在这些新的添加剂的应用中重要的是具有高固体含量，优选含有最小量的挥发溶剂的固体氧化叔胺，以消除在合成和加工操作中分离溶剂的困难。

据报道在用所述过氧化氢水溶液制备氧化叔胺的通用方法中亚硝胺以小量副产物形式存在。虽然亚硝胺的量很小，每10亿份仅几百份的数量级(ppb)，但是这么小量的亚硝胺使所述氧化胺在包括人接触的许多应用中变得不适用。据报道这是因为亚硝胺有致癌作用和/或引起突变作用。因此，需要具有高转化率和收率和高反应速率的制备氧化叔胺的方法，同时产生在室温下是固体和基本不含亚硝胺(即N-亚硝基二甲基胺含量小于约100ppb)的氧化叔胺产物。本发明提供这样的方法。

据报道氧化叔胺一般通过合适的叔胺和过氧化氢水溶液反应制备。该方法在US4,748,275(Smith等)中公开，该文献在这里讨论。反应一般在50-75℃下进行，需要长的反应时间以得到胺的完全转化。

已报导提高了速率和转化程度的促进剂。按照US4,247,480(Murata等)方法中报道，二氧化碳看来是优选的例子。这些含水方法对可允许含水的应用中使用的产物是很满意的。

还报道叔胺的氧化在有机溶剂中进行，例如US3,776,959(Stulioraitis等)，4,659,565(Simth等)，4,748,275(Smith等)，和5,130,488(Smith等)。这些方法对一些应用也是很满意的，但是生成的产物在性质上是油性的或者所述方法对可使用的水和溶剂的比例有不合乎需要的限制。例如，US5,130,488(Smith等)描述的方法限制水和有机溶剂的比例到2.1/1，以便可以从反应混合物中回收氧化胺。

现在已经发现基本不含亚硝胺(即N-亚硝基二甲基胺含量小于约100PPb)的固体氧化叔胺可以通过在极性羟烷基溶剂中合适的叔胺与有机酸和过氧化氢水溶液反应和接着共沸分离溶剂和水制备，该方法的收率高和反应速率快。得到的氧化叔胺是自由流动的固体，不用漂白即具有好的颜色，不用进一步提纯即可使用。

本发明的优先方案是制备基本不含亚硝胺的在室温(即23℃)下自由流动的固体的氧化胺的方法，包括在极性羟烷基溶剂中在约50-100℃下能形成氧化胺的叔胺与促进剂和过氧化氢水溶液反应，接着共沸分离溶剂、有机酸和水。自由流动的固体意思是不附聚(不粘附在一起)成颗粒形状和/或不粘附在其他表面上的固体物质。自由流动的固体的特征是在容器可容易传递，而无由于粘附在第一容器中明显的固体损失。

在另一个优选实施方案中，本方法得到下面通式的氧化叔胺：式中R1和R2分别表示C8-30烷基。

在另一个优选实施方案中，本方法得到下面通式的氧化叔胺：式中R1和R2分别表示C16-18烷基；和其中在23℃和相对湿度80％条件下贮存的氧化胺吸收小于约10％(重量)水，和在23℃是固体。

在另一个优选实施方案中，本方法得到下面通式的氧化叔胺式中R1和R2分别是C20-22烷基；和其中在23℃和80％相对湿度条件下贮存时氧化胺吸收约5％(重量)水，和在23℃是固体。

在另一个优选实施方案中，该方法得到下面通式的氧化叔胺式中R1和R2分别是C10烷基；和其中在以加热速度20℃/分测定时在至少约120℃氧化胺有10％(重量)损失率。

在另一个优选实施方案中，本方法得到下面通式的氧化叔胺式中R1和R2分别是C16-18烷基；和其中在以加热速度20℃/分测定时在至少约145℃氧化胺有10％(重量)损失率。

在另一个优选实施方案中，本方法得到下面通式的氧化叔胺式中R1和R2分别是C20-22烷基；和其中在加热速度20℃/分测定时在至少约220℃氧化胺有10％(重量)损失率。