專利名稱：氨基乙二醇的制備方法
氨基乙二醇的制備方法 本發(fā)明涉及氨基乙二醇的制備方法，其通過酮肟與環(huán)氧乙烷在堿
性條件下反應，生成經(jīng)取代的2-幾基乙基酮肟并且其隨后與酸反應生 成氨基乙二醇。
氨基乙二醇是用于制備除草有效的農(nóng)業(yè)活性物質(zhì)的重要合成組成 部分，特別是用于制備二噁嗪衍生物，特別是二噁嗪-吡啶基-磺酰脲 類(US 5,476,936 )。
例如EP065543'7教導了用于制備氨基乙二醇的方法，其通過丙酮 將與乙二醇碳酸酯在DBU的存在下的反應，該方法僅達到65-75 %的 反應產(chǎn)率。此外涉及不可回收的昂貴的用料DBU。
在US-A-4，687，849中建議一種制備2-(異亞丙基氨基)氧基乙醇 的方法，其中丙酮肟在水中與環(huán)氧乙烷反應。反應產(chǎn)率未給明。產(chǎn)物 2-羥基乙基丙酮肟是非常易溶于水的，并且難以通過萃取而分離。然 而通過重復在US-A-4， 687849 (實施例1)中說明的反應步驟表明，該反 應的產(chǎn)率不超過50-55 %,因為作為副反應發(fā)生了氮的烷基化并生成 硝酮。硝酮是最不期望的副產(chǎn)物，因為其在處理時就已經(jīng)分解，并且 因其高的分解傾向而不期望進行其分離。
另一種用于制備氨基乙二醇的方法(J. Chem. Soc. Chem. Com., 1986， 903 )起始于2-溴乙醇和N-羥基鄰苯二甲酰亞胺并隨后用水合 肼分解，但是該方法伴隨非常高的生產(chǎn)成本。
因此可以說，現(xiàn)有技術(shù)所描述的方法具有缺點，它們(a)或者非 常昂貴和/或(b)產(chǎn)率不足以使該反應步驟實現(xiàn)工業(yè)化運作，和/或(c) 所希望的氨基乙二醇不能簡單和成本有利地自副反應產(chǎn)物中分開和分 離。
因此對于本發(fā)明，任務基于提供更簡單和更經(jīng)濟的制備氨基乙二 醇的方法。上述任務根據(jù)本發(fā)明通過制備式(I )的氨基乙二醇的方法而解決
<formula>formula see original document page 7</formula>
作為步驟包括
(a ) 將通式(II)的酮肟與環(huán)氧乙烷在含水的溶液中在堿的存 在下反應
<formula>formula see original document page 7</formula>
其中
Rl和R彼此獨立地是未經(jīng)取代的或經(jīng)面素、CN、 N02單或多取代的 直鏈(d-Cs)-烷基、苯基或分支的(C3-C8)-烷基，但是如果，Rl或 R是未經(jīng)取代的或經(jīng)卣素、CN、冊2取代的(C廣CJ -烷基，則另一個 殘基Rl或R分別相應地為未經(jīng)取代的或經(jīng)離素、CN、冊2取代的苯基 或分支的(C3-C8)-烷基
和(b)
<formula>formula see original document page 7</formula>
根椐反應步驟(a)生成的通式(III)的亞氨基氧基乙醇在酸的存 在下進一步反應生成氨基乙二醇。
式(II)和(III)的化合物中，R1和R優(yōu)選具有甲基、乙基、丙 基、苯基、仲丁基、叔丁基、異丁基、異丙基或新戊基的含義，其中 上述殘基各自獨立地為未經(jīng)取代的或經(jīng)卣素、CN、 N02單或多取代的， 但是如果，Rl或R是未經(jīng)取代的或經(jīng)鹵素、CN、冊2取代的曱基、乙 基、丙基，則另一個殘基R1或R分別相應地為未經(jīng)取代的或經(jīng)卣素、 CN、冊2取代的苯基、仲丁基、叔丁基、異丁基、異丙基或新戊基。
式(II)和(III )的化合物中，Rl和R進一步優(yōu)選具有甲基、乙 基、苯基、仲丁基、叔丁基、異丁基、異丙基和新戊基的含義，如果R1或R是甲基或乙基，則另一個殘基R1或R分別必須選自下組苯 基、仲丁基、叔丁基、異丁基或異丙基。
式(II)和(III)的化合物中，尤其優(yōu)選Rl相應為甲基并且R 相應為叔丁基或異丁基，或者R相應為甲基并且R1相應為叔丁基或異 丁基。
式(II)和(III)的化合物中，完全特別優(yōu)選Rl相應為甲基并 且R相應為叔丁基，或者R相應為甲基并且Rl相應為叔丁基。 本發(fā)明的其它實施方式可以獲自從屬權(quán)利要求和本說明書。 本發(fā)明的方法可以依照下面的示意圖(I)闡明
<formula>formula see original document page 8</formula>(II)
示意圖(I)
本發(fā)明的方法的另一個優(yōu)點在于(如下述示意圖(II)所示)，
分離出來。通過式(III ) 2-羥基乙基酮肟的皂化反應可以使氨基乙二 醇定量釋放。在此所生成的酮(例如甲基叔丁基酮，Rl-甲基且R-叔 丁基(甲基叔丁基酮))是不溶于水的，且可以因此完全回收，例如 通過加入幾基胺，并隨即再用于制備酮肟。
H,O R1
返回示意圖(II)
總之，所述新方法由此明顯超越由現(xiàn)有技術(shù)已知的方法，既是出 于經(jīng)濟的(原料和助劑的低成本，高產(chǎn)率以及酮的回收(根據(jù)示意圖 (II)))，也是出于生態(tài)學的考慮，即產(chǎn)生較少的廢料量。
在與本發(fā)明的關(guān)聯(lián)中，術(shù)語卣素包括這樣的元素，其選自下組 氟、氯、溴和碘，其中優(yōu)選使用氟、氯和溴，且特別優(yōu)選氟和氯。
經(jīng)取代的殘基可以被單或多取代，其中在多取代的情形下，取代 基可以是相同或不同的。作為堿既可以使用有機堿也可以使用無機堿。 優(yōu)選使用的無機堿例如LiOH、 NaOH、 K0H、 Ca,2、 Ba(0H)2、 Li2C03、 K2C03、 Na2C03、 NaHC03、或者有機堿例如胺(例如優(yōu)選三乙胺，二乙基 異丙基胺)、Bu4N0H、哌啶、嗎啉、烷基吡啶。特別優(yōu)選使用無機堿， 完全特別優(yōu)選LiOH、 NaOH和KOH。
作為酸既可以使用有機酸也可以使用無機酸。優(yōu)選使用無機酸例 如HC1、 HBr、 HF、 H2S04、 11^04或者有機酸如CF3C00H、 CH3C00H、對-甲苯磺酸。特別優(yōu)選使用無機酸，完全特別優(yōu)選使用HC1和H2S04。
所述方法不僅可以在水中，而且可以在惰性有機溶劑優(yōu)選極性非 質(zhì)子溶劑的存在下進行。有機溶劑的實例是芳族或者脂族溶劑如苯、 曱苯、二甲苯、均三甲苯(Mesytilen)、己烷、庚烷、辛烷、環(huán)己烷， 脂族和芳族的卣代烴如二氯甲烷、二氯乙烷、氯仿、四氯化碳、氯苯、 二氯苯，醚如乙醚、丁醚、二異丁基醚、曱基叔丁基醚、異丙基乙基 醚、四氫呋喃和二氧六環(huán)；其他還有二甲基亞砜，和酰胺衍生物，如 N，N-二甲基曱酰胺、N，N-二曱基乙酰胺和N-甲基-2-吡咯烷酮，此外 還有羧酸酯如乙酸乙酯，或者還有二氧六環(huán)、二甘醇二甲醚、二曱基 乙二醇或THF;腈類如甲基腈、丁基腈或苯基腈。特別優(yōu)選甲苯、二 曱苯、二氯苯、氯苯或乙酸乙酯。
式(II)和(III)的化合物可以作為不同的可能的異構(gòu)體形式的 混合物存在，所述異構(gòu)體特別是立體異構(gòu)體例如E-和Z-，順和反，以 及光學異構(gòu)體，任選地還有互變異構(gòu)體。不僅E-而且Z-異構(gòu)體，以及 光學異構(gòu)體，這些異構(gòu)體的任意混合物，以及可能的互變異構(gòu)體形式4皮要求權(quán)利。
在根據(jù)本發(fā)明的方法的第一反應步驟中，式(II)的酮將與環(huán)氧
乙烷的比例在1: 1至1: IO之間，優(yōu)選在1: 1至1: 5之間，特別優(yōu)選在 1:1至1:3之間，而堿總是基于酮肟計，以比例為0. 05至1摩爾當量 使用，優(yōu)選0. 05至0. 5摩爾當量，特別優(yōu)選0. 05至0. 3摩爾當量。
在所獲得的式(III )的2-羥基乙基酮肟與酸生成氨基乙二醇的反 應中，所使用的酸總是基于2-羥基乙基酮肟計，以摩爾比例2: 1至10: 1 使用，優(yōu)選2: 1至5: 1,特別優(yōu)選1: 1至3: 1。
式(II )的酮將在環(huán)氧乙烷的存在下生成式(III )的2-雍基乙基 酮肝的反應，例如且優(yōu)選在0至+5(TC，特別優(yōu)選在0至+40。C，且完 全特別優(yōu)選在G至+3(TC下進行。
作為特別優(yōu)點可以強調(diào)的是，2-羥基乙基酮肟的所述形成即使在 室溫下也以高選擇性進行。根據(jù)本發(fā)明的方法的優(yōu)點還在于，根據(jù)該 方法生成的通式(III)的2-羥基乙基酮肟在水中是難溶或不溶的， 且可以容易地通過相分離從水相中分離出來。
此外還要提及的優(yōu)點是，根據(jù)本發(fā)明的方法的所有反應步驟，可 以無需中間階段/中間產(chǎn)物的中途純化/分離地相續(xù)進行。
同樣作為優(yōu)點提及的是，通過通式(III)的2-羥基乙基酮肟的皂 化反應生成的氨基乙二醇將定量釋放，且同樣生成的酮是難溶或不溶 于水的，這允許酮的定量回收。通過向酮中加入例如羥胺，所述起始
物(酮肟)再次提供使用于新的合成循環(huán)。(見示意圖(n))
所獲得的式(III)的2-羥基乙基酮肟是文獻中未知的，并且因此
作為新物質(zhì)同樣是本發(fā)明的主題。
作為優(yōu)選的通式(III)的化合物提及2-羥基乙基酮肟，其中(a) Rl相應于曱基且R相應于異丁基，(b) Rl相應于甲基且R相應于叔 丁基，和(c) R1相應于乙基且R相應于叔丁基。
本發(fā)明將根據(jù)下面的實施例進一步說明，但不僅限于這些實施例。實施例1
<formula>formula see original document page 11</formula>
3， 3-二甲基丁-2-酮0-(2-羥乙基)肟
預置400 ml水，92 g (0. 8 mol) 3， 3-二甲基丁-2-酮肟和3. 4 g LiOH， 并且這樣地導入70 g(1.6 mol)環(huán)氧乙烷以使該氣體完全被吸納。然 后為隨后的反應將所得混合物在室溫(RT)下攪拌8-12小時。分離出上 層相，與乙酸乙酯混合并用水洗滌。將有機相于100-200毫巴的真空 下濃縮。殘留物114-120 g無色油，其對應于90%產(chǎn)率的產(chǎn)率；沸 點106。C,/35毫巴。
腿1H(CDC13): 1.11(9H， s) ， 1.83(3H， s)， 3.2(1H， bs)， 3.85(2H， m)， 4. 2 (2H， m) ppm。
實施例2
<formula>formula see original document page 11</formula>
(2-羥基乙氧基)銨氯化物/氨基乙二醇鹽酸化物 預置78. 4 g鹽酸(37. 5% ，密度1. 19)和275 ml水，加入44 g (0.275 mol) 3，3-二曱基丁-2-酮0-(2-羥乙基)將。將所得混合物加 熱至100。C并在常壓下于3.5小時內(nèi)蒸餾出甲基叔丁基酮/水-混合 物。
分析所獲得的170 g殘留物。
滴定結(jié)果18 0/。的氨基乙二醇鹽酸化物；產(chǎn)率相應于理論值的 95-97 %。
實施例3 N
<formula>formula see original document page 11</formula>2-曱基丁-2-酮0-(2-羥乙基)肟
該反應類似于在實施例1中所描述的反應來進行，只是替換3， 3-二曱基丁-2-酮肟而使用3-曱基丁-2-酮肟。產(chǎn)率相應于理論值的78%。
權(quán)利要求
1.制備式(I)的氨基乙二醇的方法，作為步驟包括(a)將通式(II)的酮肟與環(huán)氧乙烷在水溶液中在堿的存在下反應其中R1和R彼此獨立地是未經(jīng)取代的或經(jīng)鹵素、CN、NO2單或多取代的直鏈(C1-C8)-烷基、苯基或分支的(C3-C8)-烷基，但是如果，R1或R是未經(jīng)取代的或經(jīng)鹵素、CN、NO2取代的直鏈(C1-C8)-烷基，則另一個殘基R1或R分別相應地為未經(jīng)取代的或經(jīng)鹵素、CN、NO2取代的苯基或分支的(C3-C8)-烷基，和(b)根據(jù)反應步驟(a)生成的通式(III)的2-羥基乙基酮肟在酸的存在下進一步反應生成氨基乙二醇。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其特征在于，R1和R具有甲基、乙 基、丙基、苯基、仲丁基、叔丁基、異丁基、異丙基或新戊基的含義, 其中上述殘基各自獨立地為未經(jīng)取代的或經(jīng)卣素、CN、卯2單或多取代 的，但是如果，Rl或R是未經(jīng)取代的或經(jīng)卣素、CN、 N02取代的甲基、 乙基或丙基，則另一個殘基R1或R分別相應地為未經(jīng)取代的或經(jīng)鹵素、CN、冊2取代的苯基、仲丁基、叔丁基、異丁基、異丙基或新戊基。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其特征在于，R1和R具有甲基、乙 基、苯基、仲丁基、叔丁基、異丁基或異丙基的含義，如果Rl或R 是曱基或乙基，則另一個殘基必須分別選自下組苯基、仲丁基、叔 丁基、異丁基或異丙基。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其特征在于，R1是曱基并且R是叔 丁基或異丁基，或者R是甲基并且R1是叔丁基或異丁基。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，Rl是甲基并且R是叔 丁基，或者R是甲基并且R1是叔丁基。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5之一的方法，其特征在于，使用有機堿 或無機堿作為反應步驟(a)中的堿。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至5之一的方法，其特征在于，使用NaOH、 LiOH或KOH作為反應步驟(a)中的堿。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7之一的方法，其特征在于，使用有機酸 或無機酸作為反應步驟(b)中的酸。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至7之一的方法，其特征在于，使用HC1、 HBr、 HF、跳、H3P04、 H3B03、 CH3C00H、 CF3C00H或?qū)?甲苯磺酸作為 反應步驟(b)中的酸。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至7之一的方法，其特征在于，使用HC1或 H2S0,作為酸。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1至10之一的方法，其特征在于，在第一反應 步驟(a)中，式(II)的酮肟與環(huán)氧乙烷的比例在1: 1和1: IO之間。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1至11之一的方法，其特征在于，在第二反應 步驟(b)中所使用的酸基于2-羥基乙基酮肟計以摩爾比例2: 1至10: 1 使用。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1至12之一的方法，其特征在于，在(TC至十 5 0 °C的溫度范圍內(nèi)進行所述反應步驟。
14. 通式(III )的2-羥基乙基酮肟，<formula>formula see original document page 4</formula>(III)其中Rl是曱基并且R是叔丁基或異丁基，或者R是甲基并且Rl 是叔丁基或異丁基。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14的2-羥基乙基酮肟，其特征在于，Rl是曱 基并且R是異丁基。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14的2-羥基乙基酮肟，其特征在于，Rl是甲 基并且R是叔丁基。
17. 根據(jù)權(quán)利要求14的2-羥基乙基酮肟，其特征在于，Rl是乙 基并且R是叔丁基。
18. 根據(jù)權(quán)利要求14至17之一的2-羥基乙基酮肟用于制備氨基 乙二醇的用途。
19.制備通式(III )的2-羥基乙基酮肟的方法，其通過將通式(II ) 的酮將與環(huán)氧乙烷在水溶液和在堿的存在下反應<formula>formula see original document page 5</formula>其中Rl是甲基并且R是叔丁基或異丁基，或者R是甲基并且Rl是叔丁 基或異丁基。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其特征在于，R1是甲基并且R是叔 丁基，或者R是曱基并且R1是叔丁基。
21. 根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其特征在于，使用有機堿或無機堿 作為堿。
22. 根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其特征在于，使用NaOH、 LiOH或 K0H作為堿。
全文摘要
本發(fā)明涉及制備氨基乙二醇的制備方法，其通過酮肟與環(huán)氧乙烷在堿性條件下反應，生成經(jīng)取代的2-羥基乙基酮肟并且其隨后與酸反應生成氨基乙二醇。
文檔編號C07C251/54GK101558036SQ200780046057
公開日2009年10月14日 申請日期2007年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月24日
發(fā)明者N·路易, S·帕杰諾克 申請人:拜爾作物科學股份公司