RU2809166C2 - Способ получения органосульфатных солей сложных эфиров аминокислот - Google Patents
Способ получения органосульфатных солей сложных эфиров аминокислот Download PDFInfo
- Publication number
- RU2809166C2 RU2809166C2 RU2021123412A RU2021123412A RU2809166C2 RU 2809166 C2 RU2809166 C2 RU 2809166C2 RU 2021123412 A RU2021123412 A RU 2021123412A RU 2021123412 A RU2021123412 A RU 2021123412A RU 2809166 C2 RU2809166 C2 RU 2809166C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydroxy group
- lactam
- sulfuric acid
- alcohol
- alkyl alcohol
- Prior art date
Links
- -1 amino acids esters Chemical class 0.000 title claims abstract description 43
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 title description 7
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 98
- 150000003951 lactams Chemical class 0.000 claims abstract description 69
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims abstract description 65
- 125000005233 alkylalcohol group Chemical group 0.000 claims abstract description 35
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 34
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 33
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims abstract description 31
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 13
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims abstract description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 4
- 150000003955 ε-lactams Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 abstract description 3
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 abstract description 3
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 abstract description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 33
- 235000001014 amino acid Nutrition 0.000 description 25
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 description 17
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 15
- 125000002947 alkylene group Chemical group 0.000 description 12
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 11
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- YIWUKEYIRIRTPP-UHFFFAOYSA-N 2-ethylhexan-1-ol Chemical compound CCCCC(CC)CO YIWUKEYIRIRTPP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 6
- JBKVHLHDHHXQEQ-UHFFFAOYSA-N epsilon-caprolactam Chemical compound O=C1CCCCCN1 JBKVHLHDHHXQEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000032050 esterification Effects 0.000 description 6
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 5
- 150000004028 organic sulfates Chemical class 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 5
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 5
- 238000005160 1H NMR spectroscopy Methods 0.000 description 4
- BWGPWVDETPHQPC-UHFFFAOYSA-N 2-ethylhexyl 6-aminohexanoate Chemical compound CCCCC(CC)COC(=O)CCCCCN BWGPWVDETPHQPC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- MHGOKSLTIUHUBF-UHFFFAOYSA-N 2-ethylhexyl sulfate Chemical class CCCCC(CC)COS(O)(=O)=O MHGOKSLTIUHUBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N Ethylene oxide Chemical compound C1CO1 IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 4
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 4
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 4
- OKKJLVBELUTLKV-VMNATFBRSA-N methanol-d1 Chemical compound [2H]OC OKKJLVBELUTLKV-VMNATFBRSA-N 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N Propylene oxide Chemical compound CC1CO1 GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 3
- 150000005215 alkyl ethers Chemical class 0.000 description 3
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 3
- 125000006413 ring segment Chemical group 0.000 description 3
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 3
- SLXKOJJOQWFEFD-UHFFFAOYSA-N 6-aminohexanoic acid Chemical compound NCCCCCC(O)=O SLXKOJJOQWFEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000008206 alpha-amino acids Nutrition 0.000 description 2
- 229960002684 aminocaproic acid Drugs 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- YLQLIQIAXYRMDL-UHFFFAOYSA-N propylheptyl alcohol Chemical compound CCCCCC(CO)CCC YLQLIQIAXYRMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 238000007142 ring opening reaction Methods 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCDWFXQBSFUVSP-UHFFFAOYSA-N 2-phenoxyethanol Chemical compound OCCOC1=CC=CC=C1 QCDWFXQBSFUVSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCQCHGYLTSGIGX-GHXANHINSA-N 4-[[(3ar,5ar,5br,7ar,9s,11ar,11br,13as)-5a,5b,8,8,11a-pentamethyl-3a-[(5-methylpyridine-3-carbonyl)amino]-2-oxo-1-propan-2-yl-4,5,6,7,7a,9,10,11,11b,12,13,13a-dodecahydro-3h-cyclopenta[a]chrysen-9-yl]oxy]-2,2-dimethyl-4-oxobutanoic acid Chemical compound N([C@@]12CC[C@@]3(C)[C@]4(C)CC[C@H]5C(C)(C)[C@@H](OC(=O)CC(C)(C)C(O)=O)CC[C@]5(C)[C@H]4CC[C@@H]3C1=C(C(C2)=O)C(C)C)C(=O)C1=CN=CC(C)=C1 QCQCHGYLTSGIGX-GHXANHINSA-N 0.000 description 1
- DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M Sodium laurylsulphate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCOS([O-])(=O)=O DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000003377 acid catalyst Substances 0.000 description 1
- 125000005907 alkyl ester group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001371 alpha-amino acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000005349 anion exchange Methods 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 150000003950 cyclic amides Chemical class 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- LQZZUXJYWNFBMV-UHFFFAOYSA-N dodecan-1-ol Chemical compound CCCCCCCCCCCCO LQZZUXJYWNFBMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MOTZDAYCYVMXPC-UHFFFAOYSA-N dodecyl hydrogen sulfate Chemical compound CCCCCCCCCCCCOS(O)(=O)=O MOTZDAYCYVMXPC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940043264 dodecyl sulfate Drugs 0.000 description 1
- CCIVGXIOQKPBKL-UHFFFAOYSA-M ethanesulfonate Chemical class CCS([O-])(=O)=O CCIVGXIOQKPBKL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 125000001033 ether group Chemical group 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- BXWNKGSJHAJOGX-UHFFFAOYSA-N hexadecan-1-ol Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCO BXWNKGSJHAJOGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 125000005359 phenoxyalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 229960005323 phenoxyethanol Drugs 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 235000019333 sodium laurylsulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000000080 wetting agent Substances 0.000 description 1
- 150000003952 β-lactams Chemical class 0.000 description 1
- 150000003953 γ-lactams Chemical class 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к способу синтеза органосульфатных солей сложных эфиров аминокислот. Способ включает стадии (i)- (iii). На стадии (i) осуществляют взаимодействие по меньшей мере одного лактама с по меньшей мере 3 атомами углерода в лактамном кольце с серной кислотой в водном растворе. На стадии (ii) осуществляют этерификацию продукта реакции стадии (i) с помощью по меньшей мере 200 мол.% по меньшей мере одного спирта, выбранного из группы, состоящей из линейного алкилового спирта, содержащего одну гидроксигруппу, разветвленного алкилового спирта, содержащего одну гидроксигруппу, линейного простого эфира алкилового спирта, содержащего одну гидроксигруппу, разветвленного простого эфира алкилового спирта, содержащего одну гидроксигруппу, феноксиалканолов, содержащих одну гидроксигруппу, и их смесей. На стадии (iii) при необходимости удаляют воду и/или избыток спирта из стадии (ii). Предлагаемый способ позволяет получать органосульфатные соли сложных эфиров аминокислот с высоким выходом при коротком времени реакции, без работы с органическими растворителями и газообразными коррозионными кислотами. 7 з.п. ф-лы, 3 пр.
Description
Изобретение относится к способу получения органосульфатных солей сложных эфиров аминокислот.
Известно, что органосульфатные соли, такие как алкилсульфатные соли и простые алкилэфирсульфатные соли, являются водорастворимыми солями, которые используются в качестве моющих веществ или смачивающих средств.
Сложные эфиры аминокислот из аминокислот с 3 или более чем тремя атомами углерода могут быть синтезированы из соответствующих лактамов. Этот синтез включает в себя в качестве первой стадии раскрытие цикла лактама для получения аминокислоты в присутствии кислоты, а в качестве второй стадии - реакцию этерификации с помощью спирта.
Французский патент FR 2977585 В1 раскрывает способ синтеза сложных эфиров α-аминокислот со спиртами с 7-36 атомами углерода из аминокислоты или ее соли в присутствии кислотного катализатора, такого как серная кислота, в присутствии воды, исходя из аминокислот или их солей.
Международная заявка WO 2015172158 раскрывает соли этансульфоновой кислоты и сложных эфиров альфа- и высших аминокислот.
Международная заявка WO 2011002746 раскрывает получение сложных эфиров аминокислот с серной кислотой.
TRIVEDI, T.J. et al. ChemSusChem 2011, number 4, страницы 604-608 описывают путь синтеза с получением солей из сложных эфиров альфа-аминокислот с 3-4 атомами углерода и лаурилсульфата, который включает образование сложного эфира аминокислоты в виде соли гидрохлорида с последующим ионным обменом с лаурилсульфатом натрия.
Патент СССР SU 1276661 раскрывает соли из протонированных сложных эфиров аминокислот и анионных алкилсульфатов. Их получают из аминокислот с помощью 2 моль гексадеканола и избытка серной кислоты в диоксане.
Японские патенты JP 49076822 и JP 51036735 раскрывают способ получения солей сложных эфиров аминокислот с алкилсульфатами путем нагревания 1 моль аминокислоты с по меньшей мере 3 моль лаурилового спирта в присутствии серной кислоты. Синтез проводят в толуоле в качестве растворителя.
Доступные в настоящее время способы синтеза органосульфатных солей сложных эфиров аминокислот используют аминокислоты в качестве исходных материалов, проводятся в органических растворителях и часто включают анионный обмен после синтеза сложного эфира аминокислоты, заменяя анион, присутствующий в реакции этерификации, на органосульфат.
Существует постоянная потребность в улучшенном способе получения органосульфатных солей сложных эфиров аминокислот с высоким выходом, при коротком времени реакции, без работы с органическими растворителями и без работы с газообразными коррозионными кислотами. Также существует потребность в способе получения органосульфатов и сложных эфиров аминокислот в одной реакции с высоким выходом, уменьшающем время реакции и сложность синтеза. Также существует потребность в способе, который позволяет количественно вступать в реакцию аминокислотам и предшественникам аминокислот, таким как лактамы, со спиртами, которые имеют низкую растворимость в воде и поэтому могут быть только диспергированы в воде, с получением органосульфатных солей сложных эфиров аминокислот.
Существует постоянная потребность в солях сложных эфиров аминокислот, которые объединяют сложный эфир аминокислоты, активный в составе моющих композиций, с органосульфатным моющим средством, для включения в улучшенные композиции моющих средств для тканей и применения в быту, такого как чистка твердых поверхностей.
Задачей настоящего изобретения было предоставить способ, который соответствует указанным выше целям и потребностям.
Эта цель была достигнута с помощью настоящего изобретения, как описано ниже данном документе и как отражено в формуле изобретения.
На протяжении данного описания и формулы изобретения, которая следует ниже, если контекст не требует иного, слово «содержать» и варианты, такие как «содержит» и «содержащий», будут пониматься как подразумевающие включение указанного целого числа, стадии или группы целых чисел или стадий, но не исключение любого другого целого числа, стадии или группы целых чисел или стадий. При использовании в данном документе, термин «содержащий» может быть заменен термином «включающий» или «включающий в себя», а иногда, при использовании в данном документе, термином «имеющий».
При использовании в данном документе, термин «состоящий из» исключает любой элемент, стадию или ингредиент, не указанные в элементе формулы изобретения. При использовании в данном документе, термин «состоящий в основном из» не исключает материалы или стадии, которые существенно не влияют на основные и новые характеристики пункта формулы изобретения.
В каждом случае в данном документе, любой из терминов «содержащий», «состоящий в основном из» и «состоящий из» может быть заменен любым из двух других терминов.
Как правило, используемый в данном документе термин «получаемый путем» означает, что соответствующие продукты не обязательно должны быть произведены (то есть, получены) с помощью соответствующего метода или способа, описанного в соответствующем конкретном контексте, но также включает продукты, которые демонстрируют все характеристики продукта, произведенного (полученного) путем указанного соответствующего метода или способа, при этом указанные продукты не были в действительности произведены (получены) таким методом или способом. Однако термин «получаемый путем» также включает в себя более ограничивающий термин «полученный путем», то есть, продукты, которые были в действительности произведены (получены) с помощью метода или способа, описанного в соответствующем конкретном контексте.
При использовании в данном документе любого определения, требующего, чтобы соединение или заместитель в соединении состояли из «по меньшей мере некоторого числа атомов углерода», число атомов углерода относится к общему числу атомов углерода в указанном соединении или заместителе в соединении. Например, для заместителя, описанного как «простой алкиловый эфир с по меньшей мере 8 атомами углерода, содержащий алкиленоксидные группы», общее количество, составляющее по меньшей мере 8 атомов углерода, должно быть суммой количества атомов углерода алкильного фрагмента и количества атомов углерода фрагментов алкиленоксида.
Термин «содержащий одну гидроксигруппу» означает, что присутствует только одна группа -ОН. Любая функционализированная группа, производная от гидроксигруппы, такая как группа простого эфира, не считается группой -ОН.
Настоящее изобретение относится к способу синтеза органосульфатных солей сложных эфиров аминокислот, включающему стадии:
(i) взаимодействия по меньшей мере одного лактама с по меньшей мере 3 атомами углерода в лактамном кольце с серной кислотой в водном растворе;
(ii) этерификации продукта реакции стадии (i) с помощью по меньшей мере 200% мольн. по меньшей мере одного спирта, выбранного из группы, состоящей из линейного алкилового спирта, содержащего одну гидроксигруппу, разветвленного алкилового спирта, содержащего одну гидроксигруппу, линейного простого эфира алкилового спирта, содержащего одну гидроксигруппу, разветвленного простого эфира алкилового спирта, содержащего одну гидроксигруппу, феноксиалканолов, содержащих одну гидроксигруппу, и их смесей;
(iii) при желании удаления воды и/или удаления избытка спирта из стадии (ii).
Органосульфаты представляют собой сложные эфиры, являющиеся производными из спиртов и серной кислоты. Органосульфаты R-SO4 - содержат ядро из SO4 и группу R, которая может быть выбрана из группы, состоящей из линейного алкила, разветвленного алкила, линейного простого алкилового эфира, разветвленного простого алкилового эфира и феноксиалкила.
Лактамы представляют собой циклические амиды, начиная с а-лактама (три атома в кольце), за которым следует *β-лактам (четыре атома в кольце), γ-лактам (пять атомов в кольце) и так далее. При гидролизе лактамы образуют соответствующую α-, β-, γ-аминокислоту. Все лактамы, содержащие по меньшей мере три атома углерода в лактамном кольце, могут быть использованы в процессе синтеза органосульфатных солей аминокислот. В одном варианте осуществления настоящего изобретения используются лактамы, содержащие от четырех до двенадцати атомов углерода в лактамном кольце. В другом варианте осуществления настоящего изобретения используются лактамы, содержащие от пяти до семи атомов углерода в лактамном кольце. В еще одном варианте осуществления используется лактам с шестью атомами углерода в лактамном кольце, ε-лактам.
Реакция лактамного кольца происходит при взаимодействии по меньшей мере одного лактама с серной кислотой. Реакцию лактамного кольца с серной кислотой проводят в водном растворе. В одном варианте осуществления настоящей заявки реакция лактамного кольца происходит путем взаимодействия по меньшей мере одного лактама с серной кислотой в водном растворе, содержащем только воду.
Термин «не содержащий воды» означает, что композиция содержит не более 5% масс, воды, в пересчете на общее количество растворителя, в другом варианте осуществления не более 1% масс, воды, в пересчете на общее количество растворителя, в другом варианте осуществления растворитель совсем не содержит воды.
Термин «водный раствор» означает, что растворитель содержит более 50% масс, воды, в пересчете на общее количество растворителя. В другом варианте осуществления этот термин означает, что растворитель содержит более 80% масс, воды, в пересчете на общее количество растворителя. В другом варианте осуществления этот термин означает, что растворитель содержит более 95% масс, воды, в пересчете на общее количество растворителя. В другом варианте осуществления этот термин означает, что растворитель содержит более 99% масс, воды, в пересчете на общее количество растворителя. В еще одном варианте осуществления этот термин означает, что растворитель содержит только воду.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения на стадии (i) способа не присутствует никакого дополнительного растворителя, кроме воды.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения лактам выбирают из группы, состоящей из лактама с пятью атомами углерода в лактамном кольце и лактама с шестью атомами углерода в лактамном кольце, и реакцию с серной кислотой проводят в водном растворе. В другом варианте осуществления настоящего изобретения лактам имеет пять атомов углерода в лактамном кольце, и реакция с серной кислотой проводится в водном растворе.
В одном варианте осуществления лактам либо растворен в воде, либо диспергирован в водной фазе. Типичная концентрация лактама в воде находится в диапазоне от 50% массовых до 99% массовых, в пересчете на общую массу лактама и воды. В одном варианте осуществления настоящего изобретения концентрация лактама в воде находится в диапазоне от 55 до 90% массовых, в пересчете на общую массу лактама и воды. В другом варианте осуществления концентрация лактама в воде находится в диапазоне от 65 до 80% массовых, в пересчете на общую массу лактама и воды.
В одном варианте осуществления серную кислоту используют в виде концентрированной серной кислоты. В другом варианте осуществления серную кислоту используют в виде раствора серной кислоты в воде с концентрацией от 96 до 98% масс. В другом варианте осуществления серную кислоту используют в виде раствора серной кислоты в воде с концентрацией 80% масс.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения общее количество серной кислоты добавляют к по меньшей мере одному лактаму в начале реакции. В другом варианте осуществления серную кислоту добавляют по меньшей мере к одному лактаму по каплям в течение времени от 0,1 до 10 ч.
Молярное соотношение серной кислоты и лактама находится в диапазоне от 90 до 200% мольн. В одном варианте осуществления настоящего изобретения молярное соотношение серной кислоты и лактама находится в диапазоне от 90 до 150% мольн. В другом варианте осуществления молярное соотношение серной кислоты и лактама находится в диапазоне от 95 до 125% мольн. В другом варианте осуществления молярное соотношение серной кислоты и лактама составляет 100% мольн.
Взаимодействие по меньшей мере одного лактама с серной кислотой проводят при температурах от 50 до 150°С. В одном варианте осуществления изобретения реакцию проводят при температуреах от 80 до 140°С. В другом варианте осуществления изобретения реакцию проводят при температуреах от 90 до 130°С. В одном варианте осуществления настоящего изобретения температуру поддерживают постоянной на протяжении реакции. В другом варианте осуществления температуру варьируют в пределах температурного диапазона в течение реакции. Реакцию по меньшей мере одного лактама с серной кислотой проводят в течение времени от 0,1 до 15 часов. В другом варианте осуществления настоящего изобретения продолжительность составляет от 1 до 10 часов. В другом варианте осуществления продолжительность составляет от 2 до 5 часов. В одном варианте осуществления настоящего изобретения реакцию по меньшей мере одного лактама с серной кислотой проводят при атмосферном давлении. В другом варианте осуществления реакцию по меньшей мере одного лактама с серной кислотой проводят в закрытом сосуде под давлением от 1 до 10 бар. В другом варианте осуществления реакцию по меньшей мере одного лактама с серной кислотой проводят в закрытом сосуде под давлением от 1 до 5 бар. В другом варианте осуществления реакцию по меньшей мере одного лактама с серной кислотой проводят в закрытом сосуде под давлением от 1 до 4 бар. В одном варианте осуществления для проведения реакции используется защитная атмосфера, например газообразный азот или газообразный аргон. В другом варианте осуществления реакцию по меньшей мере одного лактама с серной кислотой проводят при температуре от 50 до 150°С, при атмосферном давлении, в течение времени от 0,1 до 10 ч. В другом варианте осуществления настоящего изобретения реакцию по меньшей мере одного лактама с серной кислотой проводят при температуре от 90 до 130°С, в течение 3 часов, при атмосферном давлении. В другом варианте осуществления настоящего изобретения реакцию по меньшей мере одного лактама с серной кислотой проводят при температуре от 50 до 150°С, в течение времени от 0,1 до 10 часов, в закрытом сосуде, под давлением от 1,0 до 10 бар.
На стадии (ii) имеют место две параллельные реакции этерификации. Одна реакция этерификации представляет собой образование сложного эфира из карбоксильной группы, образованной в результате раскрытия цикла лактама с помощью серной кислоты, и по меньшей мере одного спирта, выбранного из группы, состоящей из линейного алкилового спирта, содержащего одну гидроксигруппу, разветвленного алкилового спирта, содержащего одну гидроксигруппу, линейного простого эфира алкилового спирта, содержащего одну гидроксигруппу, разветвленного простого эфира алкилового спирта, содержащего одну гидроксигруппу, феноксиалканолов, содержащих одну гидроксигруппу, и их смесей. Другая реакция этерификации представляет собой образование сложного эфира из серной кислоты и по меньшей мере одного спирта, выбранного из группы, состоящей из линейного алкилового спирта, содержащего одну гидроксигруппу, разветвленного алкилового спирта, содержащего одну гидроксигруппу, линейного простого эфира алкилового спирта, содержащего одну гидроксигруппу, разветвленного простого эфира алкилового спирта, содержащего одну гидроксигруппу, и их смесей.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения реакцию по меньшей мере одного лактама с серной кислотой проводят как отдельную стадию процесса (i). В другом варианте осуществления реакцию по меньшей мере одного лактама с серной кислотой и по меньшей мере одним спиртом проводят в одну единственную стадию, то есть, стадию (i) проводят в комбинации со стадией (ii), реакцией этерификации с помощью по меньшей мере одного спирта, выбранного из группы, состоящей из линейного алкилового спирта, содержащего одну гидроксигруппу, разветвленного алкилового спирта, содержащего одну гидроксигруппу, линейного простого эфира алкилового спирта, содержащего одну гидроксигруппу, разветвленного простого эфира алкилового спирта, содержащего одну гидроксигруппу, феноксиалканолов, содержащих одну гидроксигруппу, и их смесей. В другом варианте осуществления реакцию по меньшей мере одного лактама с серной кислотой и реакцию по меньшей мере с одним спиртом проводят в одну стадию в водном растворе, содержащем только воду, то есть, стадию (i) проводят в комбинации со стадией (ii), реакцией этерификации с помощью по меньшей мере одного спирта, выбранного из группы, состоящей из линейного алкилового спирта, содержащего одну гидроксигруппу, разветвленного алкилового спирта, содержащего одну гидроксигруппу, линейного простого эфира алкилового спирта, содержащего одну гидроксигруппу, разветвленного простого эфира алкилового спирта, содержащего одну гидроксигруппу, и их смесей.
Если стадия (ii) имеет место как отдельная стадия, следующая за стадией (i) способа, то реакцию стадии (i) проводят до тех пор, пока не завершится гидролиз лактамного кольца. Термин «завершится» следует понимать в том смысле, что гидролиз больше не может происходить либо потому, что все лактамные кольца гидролизованы, либо потому, что гидролиз больше не возможен, учитывая химическую природу участников реакции и их количества.
Спирт на стадии (ii) добавляют либо в виде вещества без дополнительного растворителя, либо растворенным в воде. В одном варианте осуществления настоящего изобретения по меньшей мере один спирт выбирают из группы, состоящей из линейного алкилового спирта, содержащего одну гидроксигруппу, разветвленного алкилового спирта, содержащего одну гидроксигруппу, линейного простого эфира алкилового спирта, содержащего одну гидроксигруппу, разветвленного простого эфира алкилового спирта, содержащего одну гидроксигруппу, феноксиалканолов, содержащих одну гидроксигруппу, и их смесей.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения используют по меньшей мере один линейный или разветвленный спирт с 2-36 атомами углерода, содержащий одну гидроксигруппу. В другом варианте осуществления используют по меньшей мере один жирный спирт с 8-22 атомами углерода, содержащий одну гидроксигруппу. В другом варианте осуществления используют смесь жирных спиртов с 16 и 18 атомами углерода, каждый из которых содержит одну гидроксигруппу. В другом варианте осуществления используют смесь жирных спиртов с 18 и 22 атомами углерода, каждый из которых содержит одну гидроксигруппу. В одном варианте осуществления используют по меньшей мере один разветвленный спирт с 9-17 атомами углерода. В другом варианте осуществления используют линейные или разветвленные моноспирты с 8-10 атомами углерода, содержащие одну гидроксигруппу. В другом варианте осуществления используют 2-пропилгептанол или 2-этилгексанол. В еще одном варианте осуществления используют 2-этилгексанол.
В другом варианте осуществления используют простые эфиры алкиловых спиртов. Простые эфиры алкиловых спиртов представляют собой, например, алкиловые спирты, алкоксилированные этиленоксидом и/или пропиленоксидом и/или бутиленоксидом. В одном варианте осуществления настоящего изобретения используют по меньшей мере один линейный или разветвленный спирт с 2-36 атомами углерода, содержащий одну гидроксигруппу, алкоксилированный этиленоксидом и/или пропиленоксидом и/или бутиленоксидом. В другом варианте осуществления используют по меньшей мере один спирт с 8-22 атомами углерода, содержащий одну гидроксигруппу, алкоксилированный этиленоксидом и/или пропиленоксидом и/или бутиленоксидом. Алкоксилирование спирта проводят либо с помощью только одного алкиленоксида, либо с помощью более чем одного алкиленоксида. Если используется более одного алкиленоксида, то полученные простые эфиры алкиловых спиртов содержат либо статистически распределенные структурные единицы алкиленоксида, либо блок одного алкиленоксида, за которым следует блок другого алкиленоксида. В одном варианте осуществления настоящего изобретения используют алкиловые спирты, алкоксилированные только одним алкиленоксидом. В другом варианте осуществления используют алкиловые спирты, алкоксилированные первым алкиленоксидом с последующим алкоксилированием вторым алкиленоксидом, тем самым образуя блочную структуру из различных блоков алкиленоксида. В еще одном варианте осуществления используют алкоксилированный 2-пропилгептанол.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения используют по меньшей мере один феноксиалканол. В другом варианте осуществления используют феноксиэтанол.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения молярное соотношение спирта, содержащего одну гидроксигруппу, и лактама с по меньшей мере 3 атомами углерода находится в диапазоне от 200 до 400% мольн. В другом варианте осуществления молярное соотношение спирта, содержащего одну гидроксигруппу, и лактама с по меньшей мере 3 атомами углерода находится в диапазоне от 200 до 300% мольн. В другом варианте осуществления молярное соотношение спирта, содержащего одну гидроксигруппу, и лактама с по меньшей мере 3 атомами углерода находится в диапазоне от 200 до 250% мольн.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения молярное соотношение спирта, содержащего одну гидроксигруппу, и серной кислоты находится в диапазоне от 200 до 400% мольн. В другом варианте осуществления молярное соотношение спирта, содержащего одну гидроксигруппу, и серной кислоты находится в диапазоне от 200 до 300% мольн. В другом варианте осуществления молярное соотношение спирта, содержащего одну гидроксигруппу, и серной кислоты находится в диапазоне от 200 до 250% мольн.
Реакцию этерификации на стадии (ii) проводят при температурах в диапазоне от 80 до 200°С. В другом варианте осуществления настоящего изобретения реакцию этерификации проводят при температурах в диапазоне от 120 до 140°С. В одном варианте осуществления настоящего изобретения температуру поддерживают постоянной на протяжении реакции. В другом варианте осуществления температуру варьируют в пределах температурного диапазона в течение реакции. Продолжительность реакции этерификации на стадии (ii) составляет от 1 до 30 часов. В другом варианте осуществления настоящего изобретения продолжительность реакции этерификации составляет от 2 до 5 часов. В другом варианте осуществления этерификацию проводят в закрытом сосуде, под давлением от 1 до 10 бар. В другом варианте осуществления этерификацию проводят в закрытом сосуде, под давлением от 1 до 5 бар.
В другом варианте осуществления этерификацию проводят в закрытом сосуде, под давлением от 1 до 4 бар. В одном варианте осуществления для проведения реакции используется защитная атмосфера, например, газообразный азот или газообразный аргон. В другом варианте осуществления этерификацию проводят при температуре от 80 до 200°С, при атмосферном давлении, в течение времени от 0,1 до 10 часов. В другом варианте осуществления настоящего изобретения этерификацию проводят при температуре от 90 до 130°С, в течение 3 часов, при атмосферном давлении. В другом варианте осуществления настоящего изобретения реакцию этерификации проводят при температуре от 80 до 200°С, в течение времени от 0,1 до 30 часов, в закрытом сосуде, под давлением от 1,0 до 10 бар.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения объединенные стадии (i) и (ii) проводят путем смешивания по меньшей мере одного лактама с по меньшей мере 3 атомами углерода в водном растворе и по меньшей мере одного спирта, выбранного из группы, состоящей из линейного алкилового спирта, содержащего одну гидроксигруппу, разветвленного алкилового спирта, содержащего одну гидроксигруппу, линейного простого эфира алкилового спирта, содержащего одну гидроксигруппу, разветвленного простого эфира алкилового спирта, содержащего одну гидроксигруппу, феноксиалканолов, содержащих одну гидроксигруппу, и их смесей, добавления серной кислоты с последующей герметизацией сосуда для взаимодействия этой смеси при температуре от 80 до 200°С в течение времени от 1 до 30 часов. В другом варианте осуществления настоящего изобретения объединенные стадии (i) и (ii) проводят путем смешивания по меньшей мере одного лактама с по меньшей мере 3 атомами углерода и по меньшей мере одного спирта, выбранного из группы, состоящей из линейного алкилового спирта, содержащего одну гидроксигруппу, разветвленного алкилового спирта, содержащего одну гидроксигруппу, линейного простого эфира алкилового спирта, содержащего одну гидроксигруппу, разветвленного простого эфира алкилового спирта, содержащего одну гидроксигруппу, феноксиалканолов, содержащих одну гидроксигруппу, и их смесей, добавления серной кислоты с последующей герметизацией сосуда для взаимодействия этой смеси при температуре от 80 до 200°С, в течение времени от 1 до 30 ч, при давлении от 1,0 до 10 бар.
После стадии (ii) или после объединенных стадий (i) и (ii) можно удалить воду и/или избыток спирта. Удаление воды и спирта может осуществляться всеми способами, известными в данной области техники, например, путем применения вакуума. В одном варианте осуществления настоящего изобретения стадия (iii), имеющееся при желании удаление воды и/или избытка спирта, осуществляется с применением вакуума в диапазоне от 0,1 мбар до 800 мбар. В другом варианте осуществления применяют вакуум в диапазоне от 1 мбар до 500 мбар. В другом варианте осуществления применяют вакуум в диапазоне от 10 мбар до 100 мбар.
Примеры
Методы
Измерения 1Н-ЯМР проводили в MeOD на спектрометре Bruker Avance 400 МГц.
Гидроксильные числа определяли в соответствии со стандартом DIN 53240-1 по состоянию на 2016 г.
Пример 1: Сложный диэтиленгликоль-С12/С14-алкиловый эфир 6-аминогексановой кислоты в виде соли диэтиленгликоль-С12/С14-алкилсерной кислоты
В четырехгорлый сосуд с термометром, обратным холодильником, впускным отверстием для азота, капельной воронкой и мешалкой помещают 28,3 г капролактама (водный раствор с концентрацией 80% масс.) и 11,5 г воды и в течение 5 минут добавляют 20,8 г концентрированной серной кислоты. Во время этого добавления температура повышается от комнатной температуры до 60°С. Смесь кипятят с обратным холодильником и перемешивают 4 часа. Загружают 130,7 г жирного спирта с 12/14 атомами углерода, этоксилированного 2 моль этиленоксида (гидроксильное число 185 мг KOH/г), и нагревают до 115°С. Дают воде отогнаться из реакционной смеси. В этих условиях реакционную смесь перемешивают 4 часа. Получают 155,0 г грязно-белого мягкого воска. 1Н-ЯМР в MeOD указывает на полное превращение в сложный диэтиленгликоль-С12/С14-алкиловый эфир 6-аминогексановой кислоты в виде соли диэтиленгликоль-С12/С14-алкилсерной кислоты.
Пример 2: Сложный 2-этилгексиловый эфир 6-аминогексановой кислоты в виде соли 2-этилгексилсерной кислоты
В четырехгорлый сосуд с термометром, обратным холодильником, впускным отверстием для азота, капельной воронкой и мешалкой помещают 99,0 г капролактама (водный раствор с концентрацией 80% масс), 40,3 г воды и 227,9 г 2-этилгексанола. В течение 15 минут добавляют 72,9 г концентрированной серной кислоты. Во время этого добавления температура повышается от комнатной температуры до 50°С. Смесь нагревают с обратным холодильником и перемешивают в течение 3 часов при кипении с обратным холодильником. Обратный холодильник заменяют насадкой для перегонки и дают возможность воде отогнаться из реакционной смеси при температуре 107-130°С. В этих условиях реакционную смесь перемешивают 4 часа. Получают 310,0 г светло-желтого масла. 1Н-ЯМР в MeOD указывает на 92% превращения в сложный 2-этилгексиловый эфир 6-аминогексановой кислоты в виде соли 2-этилгексилсерной кислоты.
Пример 3: Сложный 2-этилгексиловый эфир 6-аминогексановой кислоты в виде соли 2-этилгексилсерной кислоты (под давлением) В круглодонный стеклянный сосуд для работы под давлением объемом 50 мл, стабильный до 10 бар, оснащенный магнитной мешалкой, помещают 6,3 г капролактама (водный раствор с концентрацией 90% масс.) и 16,3 г 2-этилгексанола. В течение 15 минут добавляют 5,2 г концентрированной серной кислоты. Во время этого добавления температура повышается от комнатной температуры до 50°С. Сосуд герметизируют и помещают в масляную баню. Масляную баню нагревают до 135°С, и смесь перемешивают в этих условиях в течение 3 часов в закрытом сосуде. Смесь переносят в трехгорлую емкость с мешалкой, термометром и впускным отверстием для азота. При постоянным токе азота через жидкость реакционную смесь перемешивают в течение 6,5 часов при температуре масляной бани 135°С. Получают 21,0 г желтого масла. 1Н-ЯМР в MeOD указывает на 98% превращения в сложный 2-этилгексиловый эфир 6-аминогексановой кислоты в виде соли 2-этилгексилсерной кислоты.
Claims (11)
1. Способ синтеза органосульфатных солей сложных эфиров аминокислот, включающий стадии:
(i) взаимодействия по меньшей мере одного лактама с по меньшей мере 3 атомами углерода в лактамном кольце с серной кислотой в водном растворе;
(ii) этерификации продукта реакции стадии (i) с помощью по меньшей мере 200 мол.% по меньшей мере одного спирта, выбранного из группы, состоящей из линейного алкилового спирта, содержащего одну гидроксигруппу, разветвленного алкилового спирта, содержащего одну гидроксигруппу, линейного простого эфира алкилового спирта, содержащего одну гидроксигруппу, разветвленного простого эфира алкилового спирта, содержащего одну гидроксигруппу, феноксиалканолов, содержащих одну гидроксигруппу, и их смесей;
(iii) при необходимости удаления воды и/или удаления избытка спирта из стадии (ii).
2. Способ по п. 1, причем стадии (i) и (ii) выполняются в одну стадию.
3. Способ по п. 1, причем молярное соотношение серной кислоты и лактама находится в диапазоне от 90 до 200 мол.%.
4. Способ по п. 1, причем молярное соотношение спирта, содержащего одну гидроксигруппу, и лактама с по меньшей мере 3 атомами углерода находится в диапазоне от 200 до 400 мол.%.
5. Способ по п. 1, причем молярное соотношение спирта, содержащего одну гидроксигруппу, и серной кислоты находится в диапазоне от 200 до 400 мол.%.
6. Способ по п. 2, причем объединенная стадия (i) и (ii) включает взаимодействие смеси серной кислоты, по меньшей мере одного лактама и по меньшей мере одного спирта при температуре от 80 до 200°С в течение времени от 1 до 30 ч.
7. Способ по п. 2, причем объединенная стадия (i) и (ii) включает взаимодействие смеси серной кислоты, по меньшей мере одного лактама и по меньшей мере одного спирта, проводящееся в закрытом сосуде, под давлением от 1,0 до 10,0 бар.
8. Способ по любому из пп. 1-7, причем лактам, используемый на стадии (i), представляет собой ε-лактам.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP19150654.2 | 2019-01-08 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2021123412A RU2021123412A (ru) | 2023-02-09 |
| RU2809166C2 true RU2809166C2 (ru) | 2023-12-07 |
Family
ID=
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1276661A1 (ru) * | 1983-02-17 | 1986-12-15 | Институт фармакологии АМН СССР | Гексадецилсульфаты гексадециловых эфиров аминокислот,обладающие нейротропной и ноотропной активностью |
| EP0847987A1 (en) * | 1996-12-10 | 1998-06-17 | Kao Corporation | Process for preparing amide derivatives, aminocarboxylic acid ester salts and their preparation |
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1276661A1 (ru) * | 1983-02-17 | 1986-12-15 | Институт фармакологии АМН СССР | Гексадецилсульфаты гексадециловых эфиров аминокислот,обладающие нейротропной и ноотропной активностью |
| EP0847987A1 (en) * | 1996-12-10 | 1998-06-17 | Kao Corporation | Process for preparing amide derivatives, aminocarboxylic acid ester salts and their preparation |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| R.A. COX, Lactams in sulfuric acid. The mechanism of amide hydrolysis in weak to moderately strong aqueous mineral acid media, CAN. J. CHEM., 1998, Vol. 76, pp. 649-656. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3720838B1 (en) | Organic sulfonic acid salts of amino acid esters and process for their preparation | |
| US11739052B2 (en) | Process for the preparation of organosulfate salts of amino acids esters | |
| CN101098851B (zh) | β-烷氧基丙酰胺类、溶剂、洗涤剂和液态药物组合物以及β-烷氧基丙酰胺类的制备方法 | |
| HU184618B (en) | Surface active materials containing carboxyl group stable in hard water | |
| FR3070162B1 (fr) | Polyesteramines et polyesterquats | |
| US7550632B2 (en) | Methods of treating triethanolamine with acid components and basic components, and triethanolamine compositions containing the same | |
| US5076847A (en) | Titanium compounds, composition containing them and their preparation | |
| EP0461419A1 (de) | Poly(oxyalkylen)aminoalkanolester, deren Ammoniumverbindungen, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung in Emulgatoren, Reinigungsmitteln, Desinfektionsmitteln und Konservierungsmitteln | |
| RU2809166C2 (ru) | Способ получения органосульфатных солей сложных эфиров аминокислот | |
| WO2001046114A1 (en) | Method for making hbed | |
| JP2011190184A (ja) | 新規ジカルボン酸型化合物 | |
| JPH03120284A (ja) | ジアセタールの製造方法 | |
| US3941817A (en) | Tertiary amide amphoteric surface active agents and process for their manufacture | |
| EP0706511B1 (en) | Preparation of ammonium hydroxyalkyl/alkanoylalkyl sulfonates | |
| JP4104894B2 (ja) | エステル基を有する第４級アンモニウム塩の製法 | |
| US7314951B2 (en) | Process and composition for lower toxicity quaternary ammonium compounds | |
| JP3426785B2 (ja) | 第４級アンモニウム塩の製造法 | |
| JP3974709B2 (ja) | リンゴ酸モノアミド類組成物の製造方法 | |
| JP2001181971A (ja) | エステル結合を含むカチオン界面活性剤組成物 | |
| CN102134203B (zh) | β-烷氧基丙酰胺类、溶剂、洗涤剂和液态药物组合物以及β-烷氧基丙酰胺类的制备方法 | |
| FR3119395A1 (fr) | Polyesteramines et polyesterquats | |
| RU2371432C1 (ru) | Способ получения высших алкиламидоаминов | |
| JPS5928599B2 (ja) | 界面活性剤の製造方法 | |
| SE469332B (sv) | Saett att framstaella etanolamidalkoxilat | |
| JPS63166893A (ja) | リン酸エステルの精製法 |