双酰肼衍生物的制备方法

专利名称：双酰肼衍生物的制备方法技术领域：本发明是关于双酰肼衍生物的制备方法。双酰肼衍生物作为铜抑制剂和抗氧剂是制造聚烯烃电线，电缆及有关制品的助剂。本发明所涉及的化合物是具有下列通式表示的双酰肼衍生物 (Ⅰ)式中R1、R2是氢原子或1-6个碳原子的烷基。n为1-3。本发明所涉及的化合物也是具有下列通式表示的双酰肼衍生物 (Ⅱ)式中R1、R2，n与(Ⅰ)式中表示内容相同。R3是1-17个碳原子的烷基。本发明所涉及的化合物也是具有下列通式表示的双酰肼衍生物 (Ⅲ)式中Y1可以是化学键，1-10个碳原子的烷撑。Y1也可以是苯基。R4可以是1-17个碳原子的烷基。R4也可以是 R1，R2，n与(Ⅰ)式表示相同。本发明所涉及的化合物也是具有下列通式表示的双酰肼衍生物 (Ⅳ)式中R5、R6是5-17个碳原子的烷基。R5、R6可以相同，也可以不相同。关于双酰肼衍生物制备方法的已有技术如下美国专利3773722号，3773830号，日本公开特许68-22083号和J.Amer.Oil Chem.Sco.，45，571(1968)等均报道了由酰肼类化合物与酰氯类化合物反应制备双酰肼衍生物的方法;其中也有报道用两分子酰氯类化合物与肼或水合肼制备对称的双酰肼衍生物的方法;日本公开特许68-22083号，J.Org.Chem.23，2032(1958)，Inorg.Nucl.Chem.Lett.，11(1)，53(1975)，Atti.Accad.Sci.Lett.Palermo.Parte 1，30，185(1960-1970)介绍了在不同催化条件下，两分子酰肼发生脱肼反应制备双酰肼衍生物的方法;德国公开2124641号，日本化学会志，10，1513(1978)报道了用酰肼类化合物与酸酐类化合物反应制备双酰肼衍生物的方法;日本公开特许74-01501号报道了由酰肼类化合物与羧酸苯酯类化合物制备双酰肼衍生物的方法。上述方法有一个共同的特点，即都是采用羧酸衍生物酰氯或酯作为原料制备双酰肼，收率范围在35-80%。而且，酰氯的制备及酰氯与酰肼反应生成二氧化硫、氯化氢及大量的有机废渣是三废的主要来源。本发明的目的在于获得一种制备双酰肼衍生物的新方法，工艺简洁，收率高，三废少。本发明以酰肼类化合物和有机羧酸为原料使它们在一定的条件下，发生脱水反应，制备双酰肼衍生物(如式(Ⅰ)-(Ⅳ)所示)。收率可达70-95%，高于以往的制备方法。本发明中的酰肼类化合物为 (A)式中的X1可以与(Ⅱ)式中的R3，(Ⅲ)式中的R4，(Ⅳ)式中的R5、R6所表示的内容相同。R3、R4、R5、R6最好是5-17个碳原子的烷基。X1也可以为 (B)式中的R1、R3、n与(Ⅰ)式中所示相同。酰肼类化合物也可为 (C)式中Y1所示内容与(Ⅲ)式中所示内容相同。Y1最好为4-8个碳原子的烷撑。X1最好为正戊烷基，正十七碳烷基，3，5-二叔丁基-4-羟基苯乙基。Y1最好为-(CH2)4-。本发明中的有机羧酸为 (D)式中的X2可以与(Ⅱ)式中的R3，(Ⅲ)式中的R4，(Ⅳ)式中的R5、R6所表示的内容相同，R3、R4、R5、R6最好是5-17个碳原子的烷基。有机羧酸也可以为 (E)式中Y1所示与(Ⅲ)式中Y1所示内容相同。Y1最好为4-8个碳原子的烷撑。X2最好为正戊烷基，正十七碳烷基，3，5-二叔丁基-4-羟基苯乙基。Y1最好为-(CH2)4-。本发明可用于制备对称的或不对称的双酰肼衍生物。本发明中，酰肼类化合物与有机酸的摩尔比可为1∶0.4-2.5，最适宜摩尔比为1∶0.8-1.2。本发明中，所使用的反应溶剂为苯、甲苯、二甲苯、氯苯、2-氯乙醚、乙基丁基醚。本发明中，反应温度为80-200℃，最适宜的温度为100-160℃。本发明中，反应时间为2-25小时。本发明中，后处理可采用“沉析法”，即在反应后的体系中，直接加入溶剂，使产品析出，或将反应溶液加到后处理溶剂中，达到分离产品的目的。也可以采用先将反应溶剂蒸出反应体系，然后加入分离溶剂分离产品。常用的分离溶剂有甲醇、乙醇、丙酮、二氯乙烷、醋酸乙酯、二甲基甲酰胺或两组份的混合溶剂等。由上述溶剂后处理，并重结晶的产品，含量可达98%以上。本发明的制备方法与以往的制备方法相比更简洁，一般制备方法中，最常用的是酰肼类化合物与酰氯类化合物反应制备双酰肼衍生物，或酰氯类化合物与肼或水合肼反应制备双酰肼衍生物。上述方法由于用二氯亚砜制备酰氯，产生大量的二氧化硫和氯化氢，增加了环保费用，并且收率在40-80%之间。由酰肼类化合物与有机羧酸苯酯类化合物制备双酰肼衍生物，则需要专门制备有机羧酸苯酯类化合物，实际增加了合成步骤，并有苯酚的回收及其废水的处理问题。收率也低于80%。由酰肼类化合物与酸酐反应制备双酰肼衍生物，则需要专门制备酸酐，也使合成步骤增多。本发明在制备双酰肼衍生物中，不必制备酰氯，也不必制备有机羧酸苯酯类化合物和酸酐。仅是两个反应底物酰肼和羧酸在溶剂中，进行脱水反应。本发明比以往报道的方法收率高出10-40%，降低了成本，减少了三废。实例一N，N-双「3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰」肼。在3000毫升三口瓶中，加入565克(98.5%)β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸，297克(98.5%)β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰肼，加入苯2000毫升，装上分水器和冷凝器，加热、回流反应15小时。然后，冷却至15-20℃，析出产品，过滤，用2000毫升甲醇洗涤产品，烘干，得白色结晶440.0克，收率79.6%。于分离液中回收产品70.0克，总收率92.6%。熔点224-229℃。实例二N，N-「3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰硬脂酰」肼。在2000毫升三口瓶中，加入β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰肼296.9克(98.5%)，硬脂酸285.0克，2-氯乙醚800毫升，装上分水器和冷凝器，加热，回流反应5小时，蒸出2-氯乙醚，冷却至100℃，加入500毫升二甲基甲酰胺，使其溶解，然后倒入1000毫升95%的乙醇中，冷却至25-30℃，析出白色粉末，过滤，用500毫升乙醇洗涤产品，得产品480克，收率85.9%。熔点110-113℃。实例三N，N-双「3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基」己二酰基双酰肼。于3000毫升的三口瓶中，加入β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰肼296.9克(98.5%)，己二酸146.2克(100%)，甲苯1000毫升，装上分水器和冷凝器，加热，回流反应10小时，然后冷却至80℃，将95%乙醇1200毫升在搅拌下加入反应液中，冷却至15-20℃，过夜，析出白色晶体，过滤，用600毫升乙醇洗涤产品，得产品278.0克，收率80%，熔点246-248℃，回收β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰肼17.8克，己二酸50.5克。实例四N，N-双「3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基」己二酰基双酰肼。于500毫升三口瓶中，加入β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸0.95摩尔，己二酰肼0.35摩尔，乙基丁基醚250毫升，装上分水器和冷凝器，加热，回流反应20小时，然后蒸出乙基丁基醚，冷却至60℃，加入300毫升乙酸乙酯，回流1小时，冷却至15-20℃，过夜，析出白色结晶，过滤，用200毫升乙醇洗涤产品，得产品191.0克，收率78.5%，熔点246-248℃。对母液进行高压液相色谱分析结果如下β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸86.4克，己二酰肼6.5克。实例五N，N-双硬脂酰基己二酰基双酰肼。于500毫升三口瓶中，加入硬脂酰肼179.1克(0.6摩尔)，己二酸43.9克(0.3摩尔)，加入苯250毫升。装上分水器和冷凝器，加热，回流反应15小时，冷却至60℃，然后，搅拌下倒入盛有500毫升二氯乙烷中，冷却至15-20℃，有白色结晶析出，过滤，用200毫升二氯乙烷洗涤产品，得产品176.1克，收率83.0%，熔点242-245℃。实例六N，N-双硬脂酰基己二酰基双酰肼。取己二酰肼52.3克(0.3摩尔)，硬脂酸171.0克(0.6摩尔)，按实例五操作，得产品181.3克，收率85.4%，熔242-245℃。实例七N，N-双硬脂酰肼。取硬脂酸28.5克，硬脂酰肼30.0克，于1000毫升的三口瓶中，加入二甲苯200毫升，装上分水器和冷凝器，加热，回流反应3小时，然后冷却至60℃，滴入丙酮250毫升，冷却至15-20℃，有白色结晶析出，过滤，用100毫升丙酮洗涤产品，得产品40.1克，收率71.0%，熔点144-146℃，回收硬脂酸5.8克，硬脂酰肼6.5克。实例八N，N-双癸酰肼。于1000毫升的三口瓶中，取癸酸176.8克(98%)，癸酰肼188.2克(99%)，加入氯代苯200毫升，装上分水器和冷凝器，加热，回流反应4小时，然后冷却至15-20℃，过夜，过滤，用500毫升甲醇洗涤产品。得白色结晶258.9克，收率76.0%，熔点153-155℃，回收癸酸19.5克，癸酰肼24.0克。实例九N，N-双己酰肼。取己酸46.5克，己酰肼52.1克，于250毫升三口瓶中，加入甲苯150毫升，加热，回流3小时后，将甲苯蒸出，冷却至60℃，加入100毫升醋酸己酯，回流1小时，冷却至20-25℃有结晶析出，过滤，得白色片状结晶，用150毫升醋酸乙酯洗涤产品，得产品65.3克，收率71.5%，熔点163-165℃，用甲苯-醋酸乙酯重结晶，得棒状结晶，熔点不变。对母液进行高压液相色谱分析，结果如下双己酰肼16.0克，己酰肼6.5克，己酸3.5克。权利要求1.由Ⅰ式代表的双酰肼衍生物的制备方法，其中，R1、R2代表氢原子或1-6个碳原子的烷基，n=1-3，其特征为在80-200℃由下面通式代表的酰肼与下面通式代表羧酸在溶剂中反应制得，其中，R1、R2和n与上面定义相同，酰肼与羧酸的摩尔比为1∶0.4-2.5。2.由Ⅱ式代表的双酰肼衍生物的制备方法，其中，R1、R3和n与上面定义相同，R3为1-17个碳原子的烷基，其特征为在80-200℃由下面通式代表的酰肼 与下面通式代表的羧酸在溶剂中反应制得; 或由下面通式代表的酰肼 与下面通式代表的羧酸在溶剂中反应制得， 其中R1、R2、n和R3与上面定义相同，酰肼与羧酸的摩尔比为1∶0.4-2.5。3.由Ⅲ式代表的双酰肼衍生物的制备方法， 其中，Y1代表化学键，1-10个碳原子的烷撑或苯撑，R4为1-17个碳原子的烷基或 (R1、R3和n与上面定义相同)，其特征为在80-200℃由下面通式代表的酰肼 与下面通式代表的羧酸在溶剂中反应制得; 或由下面通式代表的酰肼 与下面通式代表的羧酸在溶剂中反应制得; 这里Y1、R4与上面定义相同，酰肼与羧酸的摩尔比为1∶0.4-2.5。4.由Ⅳ式代表的双酰肼衍生物的制备方法 其中R5、R6为5-17个碳原子的烷基，其特征为在80-200℃由下面通式代表的酰肼 与下面通式代表的羧酸在溶剂中反应制得; 这里R5、R6与上面定义相同，酰肼与羧酸的摩尔比为1∶0.4-2.5。5.根据权利要求1-3的任意一种制备方法，其特征为R1、R2为特丁基。6.根据权利要求2的制备方法，其特征为R3为5-17个碳原子的烷基。7.根据权利要求6的制备方法，其特征为R3为正戊烷基或正十七碳烷基。8.根据权利要求3的制备方法，其特征为Y1为4-8个碳原子的烷撑，R4为5-17个碳原子的烷基。9.根据权利要求8的制备方法，其特征为Y1为丁撑，R4为正戊烷或正十七碳烷基。10.根据权利要求4的制备方法，R5、R6为正戊烷基或正十七碳烷基。11.根据权利要求1-4的任意一种制备方法，其特征为酰肼与羧酸之间的摩尔比为1∶0.8-1.2。12.根据权利要求1-4的任意一种制备方法，其特征为反应温度为100-160℃13.根据权利要求1-4的任意一种制备方法，其特征为反应采用的溶剂为苯、甲苯、二甲苯、氯苯、2-氯乙醚和乙基丁基醚中的任意一种。全文摘要本发明涉及由下列通式表示的双酰肼衍生物的制备方法。上述物质是一种铜离子抑制剂和抗氧剂，用于电线电缆等与铜接触的塑料中。和以往的方法相比，本发明的方法由于采用酰肼和羧酸直接反应，因而收率高，成本低，三废少，减化了工艺，减少了对设备的腐蚀和对操作人员的毒害。文档编号C07C241/04GK1094394SQ93103770公开日1994年11月2日 申请日期1993年4月20日 优先权日1993年4月20日发明者吴煜升, 惠守文, 梁英, 宫业书, 董玉昭, 钟杰, 王笑康 申请人:天津市合成材料工业研究所