СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСШИХ АЛКИЛАМИДОАМИНОВ
METHOD OF PRODUCING HIGHER ALKYLAMIDOAMINES

8
22
2
3
3
2
Изобретение относится к органической химии, в частности к получению высших алкил(С-C)амидопропилдиметиламинов общей формулы RCONH(CH)NH(СН), являющихся промежуточными продуктами для синтеза целого ряда соединений (четвертичных аммониевых соединений, амфотерных поверхностно-активных веществ, неионогенных ПАВ), используемых в нефтегазодобыче, строительстве, бытовой химии, косметике.
Известен ряд способов получения амидов жирных кислот:
- по реакции Гофмана из галогенпроизводных путем удаления группы СО из соответствующего амида при обработке последнего щелочным раствором гипогалогенида,
- при восстановительном аминировании карбонильных соединений,
- при восстановлении азотсодержащих производных карбонильных соединений карбоновых кислот и нитросоединений,
- из амидов карбоновых кислот (перегруппировка Гофмана) (Общая органическая химия, пер. с англ., т.3, М., 1982, с.68-71. Н.П.Гамбарян).
Известен метод синтеза первичных аминов взаимодействием органических галогенопроизводных с фталимидом калия (I) с последующим гидролизом образующегося N-замещенного фталимида (II) по реакции Габриеля:
Гидролиз осуществляют нагреванием со щелочами, кислотами или гидразингидратом. При этом в случае малой реакционной способности алкилгалогенида лучшие результаты получают при использовании растворителей (ацетон, формамид, диметилформамид, ацетамид). (Вейганд К., Хилыстаг Г. Методы эксперимента в органической химии, пер. с нем. М., 1968, с.413).
Для синтеза низших алифатических аминов предпочтительно используют соответствующие эфиры п-толулолсульфокислоты (Polymeric amines and ammonium salts. [Lectures of International symposium, Gent, 1979], N.Y., 1980).
2
4
n
Полигликолевые эфиры амидов жирных кислот общей формулы RCONH(CHO)H широко применяются в производстве ПАВ для моющих средств (Поверхностно-активные вещества. Справочник, под ред. А.А.Абрамзона, Г.М.Гаевого, Л., 1979).
Методы синтеза полиоксиамидов кислот жирного ряда для моющих средств известны из литературы. В общем случае они могут быть получены путем реакции восстановительного аминирования с образованием соответствующего N-алкил, полиоксиалкиламина, а затем реакцией N-алкилполиоксиалкиламина со сложным эфиром кислоты жирного ряда или триглицеридом в стадии конденсации/амидирования с образованием в качестве продукта N-алкил, полиоксиамида кислоты жирного ряда. Описание процессов получения композиций, содержащих полиоксиамиды жирных кислот, и их синтез даны в описании патентов ряда стран (GB 809060, опубл. 1959.02.08, US 2965576, опубл. 1960.12.20, US 2703798, 1955.03.08, US 1985424, 1934.12.25).
Известен способ получения полиоксиамида жирной кислоты общей формулы
1
2
где где R - H, углеводородный радикал, содержащий от 1 до 4 атомов углерода, 2-оксиэтил, 2-оксипропил или их смесь, R - углеводородный радикал, содержащий от 5 до 31 атома углерода, a Z - полиоксиуглеводородный радикал, имеющий линейную углеводородную цепь с, по крайней мере, тремя гидроксильными группами, непосредственно присоединенными к указанной цепи, или с их алкоксилированными производными (предпочтительно, этоксилированными или прооксилированными) (RU 2088645, кл. C11D 3:12, 1997.08.27). Синтез данного соединения осуществляется следующим образом:
а) предварительно нагревается сложный эфир жирной кислоты в температурном режиме от 138 до 170°С;
б) добавляется N-алкил или N-оксиалкилглюкозамин к нагретому сложному эфиру кислоты жирного ряда с последующим перемешиванием компонентов до образования двухфазной системы жидкость/жидкость;
в) затем добавляется при перемешивании в реакционную смесь катализатор - метоксид натрия.
Количество катализатора вводится от 0,5 молей до 50 молей, предпочтительно от 2,0 молей до 10 молей по отношению к молю N-алкил или N-гидроксиалкилглюкозамина. Реакцию проводят при температуре от 138°С до 170°С обычно в течение от 20 до 90 минут.
Данный процесс является довольно сложным для промышленного использования и требует значительного количества катализатора.
4
22
2
2
m
2
m
p
2
Аналогом настоящего изобретения является способ получения амидов жирных спиртов реакцией карбоновой кислоты C-C с амином, в частности с алкиламинами формулы NH (CH) [NH(CH)] NH (m=3-5; р=0-3) в присутствии фосфорной кислоты в качестве катализатора при температуре 180-225°С. В качестве жирной кислоты в способе используется таловое масло (US 4897492, кл. C07D 233/04, 1990.01.30). Для удаления кислорода исходный амин жирной кислоты нагревают под вакуумом при температуре 180-225°С и продувают азотом. По продолжительности и температурному режиму данный способ практически трудно осуществить в промышленных условиях.
Прототипом настоящего изобретения является способ получения N-замещенных амидов карбоновых кислот (DE 3546022, кл. С07С 102/04, 1987.06.25). По данному способу N-замещенные амиды карбоновых кислот получают взаимодействием карбоновых кислот при температуре 120-220°С с первичными или вторичными аминами в присутствии в качестве катализатора тетрабората натрия. Несмотря на довольно хороший выход (94%) целевого продукта - 3-диметиламинопропиламида, процесс, осуществляемый при высоких температурах, преимущественно при 140-170°С, не позволяет получить алкиламиноамид хорошего качества, обладающего прозрачностью и незначительным количеством примесей.
8
22
2
3
3
2
Задачей настоящего изобретения является разработка синтеза получения высших алкиламидоаминов, в частности высших алкил(С-С)амидопропилдиметиламинов, общей формулы RCONH(CH)N(СН) максимально прозрачных, почти бесцветных с низким количеством примесей.
8
22
2
3
3
2
Для решения поставленной задачи предлагается способ получения высших алкиламидоаминов, в частности алкил(С-C)амидопропилдиметиламинов, формулы RСОNH(СН)N(СН) путем проведения термокаталитической реакции взаимодействия эфиров жирных кислот с полиаминами, заключающийся в том, что взаимодействие эфиров жирных кислот с полиаминами осуществляют в присутствии в качестве катализатора глицерата натрия или натрийалкоголята аминоспирта.
Используемый в качестве катализатора глицерат натрия или натрийалкоголят аминоспирта термокаталитической реакции взаимодействия эфиров жирных кислот с полиаминами содержат 10 вес.% натрия.
8
22
2
3
3
2
При синтезе алкил(C-C)амидопропилдиметиламинов формулы RCONH(CH)N(CH) в соответствии с настоящим изобретением исходным сырьем являются эфиры жирных кислот - триглицериды кислот кокосового масла, а в качестве амина - диметиламинопропиламин.
При взаимодействии исходных веществ происходит следующая реакция:
2
2
2
Натрийалкоголятом аминоспирта, участвующим в реакции как катализатор, является 10%-ный раствор соединения формулы NHСНСНONa в моноэтаноламине.
3
5
3
3
Глицератом натрия, участвующим в реакции как катализатор, в данном синтезе является 10%-ный раствор по натрию в глицерине смеси соединений формул СНONa,
3
6
3
2
3
7
3
СНОNa, СНОNa.
Пример осуществления способа.
В стеклянный реактор, оснащенный мешалкой, гидрозатвором, обратным холодильником и устройством для подачи азота, загружают 225 г рафинированного дезодорированного кокосового масла, 105 г диметилпропиламина, 5 г (2,2 вес.% от веса кокосового масла) предварительно приготовленного катализатора - натрийалкоголята диэтаноламина или глицерата натрия, содержащих 10 вес.% натрия. Реакцию проводят в течение 5 часов при температуре 120-122°С с выходом алкиламидопропилдиметиламина в количестве 87,5% и показателем цветности продукта по Гарднеру, равным 1,5 ед.
Применение в качестве катализатора глицерата натрия и натрийалкоголята аминоспирта с содержанием 10 вес.% натрия позволяет сократить время синтеза, снизить температуру проведения реакции, повысить выход продукта и улучшить его показатель цветности. Данные технического результата от использования катализатора, применяемого в настоящем изобретении, приведены в таблице.
Сравнительные показатели действия катализатора настоящего изобретения
Наименование показателей
В отсутствие катализатора настоящего изобретения
В присутствии катализатора настоящего изобретения
Время проведения синтеза, ч
12
5
Температура проведения синтеза, °С
130-132
120-122
Выход продукта, %
85
87,5
Показатель цветности по Гарднеру, ед.
12
1,5