发明名称 四级铵碳酸氢盐与四级铵碳酸盐之原位制备法
摘要 本发明揭示一种在一锅反应中自三级胺、甲醇、及环状碳酸酯、脂族聚酯(例如聚碳酸酯)、或酯(例如碳酸酯)之至少一者制备高产率之四级铵甲基碳酸盐及四级铵烷基碳酸盐,及其后续转化成四级铵碳酸氢盐、四级铵碳酸盐或二者之原位制法。依据本发明之一实施例,该方法包括使胺及甲醇与环状碳酸酯及脂族聚酯之至少一者反应以产生四级铵甲基碳酸盐。此方法不产生亦不需要处理腐蚀性四级铵氢氧化物。另一实施例系一种藉由使三级胺、甲醇、及酯反应以制备四级铵烷基碳酸盐之方法。可藉由技艺中已知之方法将四级铵甲基碳酸盐或四级铵烷基碳酸盐转化成对应之碳酸氢盐、碳酸盐、或其混合物。
申请公布号 TWI242546 申请公布日期 2005.11.01
申请号 TW091114946 申请日期 2002.07.05
申请人 隆萨有限公司 发明人 雷夫E. 渥可
分类号 C07C209/20;C07C211/63 主分类号 C07C209/20
代理机构 代理人 洪澄文 台北市大安区信义路4段279号3楼
主权项 1.制备四级铵甲基碳酸盐之方法,其中该四级铵甲 基碳酸盐具有下式: 其中R1及R2独立为C1至C30烷基,R3为C8至C30烷基,该方 法包括使 (a)具有式NR1R2R3之胺; (b)(i)具有下式之环状碳酸酯: 其中R4为氢或C1至C4烷基及n为1至10之整数, (ii)具有下式之脂族聚酯: 其中R5、R6、R7、及R8独立为氢或C1至C10烷基,及m为1 至1200之整数,或 (iii)其混合物;及 (c)甲醇 反应以形成该甲基碳酸盐。 2.如申请专利范围第1项所述之方法,其中R1及R2独 立为C1至C20烷基,及R3为C8至C20烷基。 3.如申请专利范围第1项所述之方法,其中R1及R2独 立C1至C16烷基,及R3至C8至C16烷基。 4.如申请专利范围第3项所述之方法,其中R1为甲基 。 5.如申请专利范围第1项所述之方法,其中R2为C1至C 20烷基。 6.如申请专利范围第5项所述之方法,其中R2为甲基 。 7.如申请专利范围第5项所述之方法,其中R2为C8至C 12烷基。 8.如申请专利范围第7项所述之方法,其中R2为C10烷 基。 9.如申请专利范围第1项所述之方法,其中R3为C8至C 20烷基。 10.如申请专利范围第9项所述之方法,其中R3为C8至C 12烷基。 11.如申请专利范围第10项所述之方法,其中R3为C10 烷基。 12.如申请专利范围第1项所述之方法,其中R1为甲基 ,及R2与R3独立为C8至C12烷基。 13.如申请专利范围第12项所述之方法,其中R2及R3为 C10烷基。 14.如申请专利范围第1项所述之方法,其中R1及R2为 甲基及R3为C8至C20烷基。 15.如申请专利范围第1项所述之方法,其中胺系择 自二癸基甲基胺、十二烷基二甲基铵、二辛基甲 基铵、十八烷基二甲基铵、二-十八烷基甲基铵、 三辛基铵、及前述之任何组合所组成组群。 16.如申请专利范围第1项所述之方法,其中R4为氢或 甲基。 17.如申请专利范围第16项所述之方法,其中环状碳 酸酯为乙二醇碳酸酯。 18.如申请专利范围第16项所述之方法,其中环状碳 酸酯为丙二醇碳酸酯。 19.如申请专利范围第1项所述之方法,其中R5、R6、R 7及R8独立为氢或C1至C4烷基。 20.如申请专利范围第19项所述之方法,其中R5、R6、 R7、及R8独立为氢或甲基。 21.如申请专利范围第1项所述之方法,其中R5为甲基 R6、R7、及R8为氢。 22.如申请专利范围第1项所述之方法,其中m在1至100 之范围。 23.如申请专利范围第1项所述之方法,其中胺对成 分(b)之莫耳比在1:1至1:10之范围。 24.如申请专利范围第23项所述之方法,其中胺对成 分(b)之莫耳比在1:2至1:3之范围。 25.如申请专利范围第1项所述之方法,其中胺对甲 醇之莫耳比在1:2至1:20之范围。 26.如申请专利范围第1项所述之方法,其中在120至 160℃下进行反应步骤。 27.如申请专利范围第26项所述之方法,其中在120至 150℃下进行反应步骤。 28.如申请专利范围第27项所述之方法,其中在120至 140℃下进行反应步骤。 29.如申请专利范围第1项所述之方法,进一步包括 回收碳酸二甲酯之步骤。 30.如申请专利范围第1项所述之方法,其中反应步 骤包括使下列反应: (a)胺; (b)(i)环状碳酸酯, (ii)脂族聚酯,或 (iii)其混合物; (c)甲醇;及 (d)碳酸二甲酯。 31.如申请专利范围第30项所述之方法,其中胺对碳 酸二甲酯之莫耳比在2:1至1:3之范围。 32.一种制备甲基碳酸二癸基二甲基铵之方法,包括 使 (a)二癸基甲基胺; (b)择自乙二醇碳酸酯、丙二醇碳酸酯、及其混合 物所组成组群之环状碳酸酯;及 (c)甲醇 反应形成甲基碳酸二癸基二甲基铵。 33.如申请专利范围第32项所述之方法,其中反应步 骤包括使下列反应: (a)二癸基甲基胺; (b)择自乙二醇碳酸酯、丙二醇碳酸酯、及其混合 物所组成组群之环状碳酸酯; (c)甲醇;及 (d)碳酸二甲酯。 34.如申请专利范围第32项所述之方法,其中环状碳 酸酯为丙二醇碳酸酯。 35.一种制备四级铵碳酸氢盐之方法,其中该四级铵 碳酸氢盐具有下式: 其中R1、R2、及R3独立为C1至C30烷基,该方法包括 (a)藉由如申请专利范围第1项所述之方法制备四级 铵甲基碳酸盐;及 (b)使四级铵甲基碳酸盐转化成四级铵碳酸氢盐。 36.一种制备碳酸氢二癸基二甲基铵之方法,包括 (a)使 (i)二癸基甲基胺, (ii)择自乙二醇碳酸酯、丙二醇碳酸酯、及其混合 物所组成组群之环状碳酸酯,及 (iii)甲醇 反应形成甲基碳酸二癸基二甲基铵;及 (b)使甲基碳酸二癸基二甲基铵转化成碳酸氢二癸 基二甲基铵。 37.如申请专利范围第36项所述之方法,其中步骤(a) 包括使 (i)二癸基甲基胺 (ii)择自乙二醇碳酸酯、丙二醇碳酸酯、及其混合 物所组成组群之环状碳酸酯, (iii)甲醇,及 (iv)碳酸二甲酯 反应形成甲基碳酸二癸基二甲基铵。 38.一种制备四级铵碳酸氢盐及四级铵碳酸盐之混 合物之方法,其中四级铵阳离子具有式N+(CH3)R1R2R3 及R1、R2、及R3独立为C1至C30烷基,该方法包括: (a)藉由如申请专利范围第1项所述之方法制备四级 铵甲基碳酸盐;及 (b)使四级铵甲基碳酸盐转化成四级铵碳酸氢盐及 四级铵碳酸盐之混合物。 39.一种制备四级铵烷基碳酸盐之方法,其中该四级 铵烷基碳酸盐具有下式: 其中R1及R2独立为C1至C30烷基R3为C8至C30烷基,R9为C1 至C10烷基,该方法包括使 (a)具有式NR1R2R3之胺; (b)具有下式之酯: 其中R9为C1至C10烷基;及 (c)甲醇 反应以制备四级铵甲基碳酸盐。 40.如申请专利范围第39项所述之方法,其中R1为甲 基,R2与R3独立为C8至C12烷基。 41.如申请专利范围第39项所述之方法,其中胺系择 自二癸基甲基胺、十二烷基二甲基铵、二辛基甲 基铵、十八烷基二甲基铵、二-十八烷基甲基铵、 三辛基铵、及前述之任何组合所组成组群。 42.如申请专利范围第39项所述之方法,其中胺对酯 之莫耳比在1:1至1:10之范围。 43.如申请专利范围第42项所述之方法,其中胺对酯 之莫耳比在1:2至1:3之范围。 44.如申请专利范围第39项所述之方法,其中胺对甲 醇之莫耳比在1:2至1:20之范围。 45.如申请专利范围第39项所述之方法,其中在120至 160℃下进行反应步骤。 46.如申请专利范围第45项所述之方法,其中在120至 150℃下进行反应步骤。 47.如申请专利范围第46项所述之方法,其中在120至 140℃下进行反应步骤。 48.如申请专利范围第39项所述之方法,进一步包括 回收具有式R9OH之烷醇之步骤。 49.如申请专利范围第39项所述之方法,其中反应步 骤包括使下列反应: (a)胺; (b)酯; (c)甲醇;及 (d)具有式CHOC(O)OR9之碳酸烷酯甲酯。 50.一种制备四级铵碳酸氢盐之方法,其中该四级铵 碳酸氢盐具有下式: 其中R1、R2、及R3独立为C1至C30烷基,该方法包括 (a)藉由如申请专利范围第39项所述之方法制备四 级铵烷基碳酸盐;及 (b)使四级铵烷基碳酸盐转化成四级铵碳酸氢盐。 51.一种制备四级铵甲基碳酸盐之方法,其中该四级 甲基铵碳酸盐具有下式: 其中R1及R2独立为C1至C30烷基,R3为C8至C30烷基,该方 法包括使 (a)具有式NR1R2R3之胺; (b)(i)具有下式之环状碳酸酯: 其中R4为氢或C1至C4烷基,及n为1至10之整数, (ii)聚碳酸酯, (iii)碳酸酯,或 (iv)其混合物;及 (c)甲醇 反应以形成该甲基碳酸盐。 52.如申请专利范围第51项所述之方法,其中碳酸酯 具有下式: 其中R9为-CH3,及R10为C1至C10烷基。
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