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一种3-氨基丁酰胺和/或3-羟基丁酰胺的制备方法   0    0

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专利申请流程有哪些步骤?
专利申请流程图
申请
申请号:指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。
申请日:提出专利申请之日。
2020-10-09
申请公布
申请公布指发明专利申请经初步审查合格后,自申请日(或优先权日)起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。
申请公布号:专利申请过程中,在尚未取得专利授权之前,国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。
申请公布日:申请公开的日期,即在专利公报上予以公开的日期。
2021-01-15
授权
授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由,授予发明专利权;或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由,授予实用新型专利权或外观设计专利权。
2022-07-22
预估到期
发明专利权的期限为二十年,实用新型专利权期限为十年,外观设计专利权期限为十五年,均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。
2040-10-09
基本信息
有效性 有效专利 专利类型 发明专利
申请号 CN202011075217.0 申请日 2020-10-09
公开/公告号 CN112142614B 公开/公告日 2022-07-22
授权日 2022-07-22 预估到期日 2040-10-09
申请年 2020年 公开/公告年 2022年
缴费截止日
分类号 C07C231/02C07C237/06C07C235/06 主分类号 C07C231/02
是否联合申请 独立申请 文献类型号 B
独权数量 1 从权数量 8
权利要求数量 9 非专利引证数量 0
引用专利数量 0 被引证专利数量 0
非专利引证
引用专利 被引证专利
专利权维持 1 专利申请国编码 CN
专利事件 事务标签 公开、实质审查、授权
申请人信息
申请人 第一申请人
专利权人 东莞理工学院 当前专利权人 东莞理工学院
发明人 康世民、陈如洁、姚家伟、伍文峰、张佳翔、陈周华、林佩敏、朱钻楠 第一发明人 康世民
地址 广东省东莞市松山湖科技产业园区大学路1号 邮编 523000
申请人数量 1 发明人数量 8
申请人所在省 广东省 申请人所在市 广东省东莞市
代理人信息
代理机构
专利代理机构是经省专利管理局审核,国家知识产权局批准设立,可以接受委托人的委托,在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。
佛山市智汇聚晨专利代理有限公司 代理人
专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务,取得一定资格的人。
曹丽敏
摘要
本发明涉及C4酰胺类化合物技术领域,具体公开一种3‑氨基丁酰胺和/或3‑羟基丁酰胺的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)将聚3‑羟基丁酸酯和/或其共聚物、低温的极性溶剂放入密闭的反应釜中,控制反应釜温度恒温在1~20℃,随后向反应釜中通入氨气,并使反应釜内氨气压力达到0.2~1.2MPa;(2)搅拌条件下升温至25~80℃,随后在此温度下反应3~72h;(3)反应完后冷却至室温,收集得到包含3‑氨基丁酰胺和3‑羟基丁酰胺的液体产物。本发明通过一步反应直接得到高价值化学品3‑氨基丁酰胺和3‑羟基丁酰胺,工艺流程简单高效,生产成本低,有利于3‑氨基丁酰胺、3‑羟基丁酰胺的规模化工业化生产,3‑氨基丁酰胺和3‑羟基丁酰胺的产率总和可达87%,原料利用率高。
  • 摘要附图
    一种3-氨基丁酰胺和/或3-羟基丁酰胺的制备方法
  • 说明书附图:图1
    一种3-氨基丁酰胺和/或3-羟基丁酰胺的制备方法
法律状态
序号 法律状态公告日 法律状态 法律状态信息
1 2022-07-22 授权
2 2021-01-15 实质审查的生效 IPC(主分类): C07C 231/02 专利申请号: 202011075217.0 申请日: 2020.10.09
3 2020-12-29 公开
权利要求
权利要求书是申请文件最核心的部分,是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。
1.一种3‑氨基丁酰胺和/或3‑羟基丁酰胺的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将聚3‑羟基丁酸酯和/或其共聚物、低温的极性溶剂放入密闭的反应釜中,所述极性溶剂为水,控制反应釜温度恒温在1~20℃,随后向反应釜中通入氨气,并使反应釜内氨气压力达到0.2~1.2MPa;
(2)搅拌条件下升温至50~80℃,随后在此温度下反应3~72h;
(3)反应完后冷却至室温,收集得到包含3‑氨基丁酰胺和3‑羟基丁酰胺的液体产物。

2.根据权利要求1所述的一种3‑氨基丁酰胺和/或3‑羟基丁酰胺的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述聚3‑羟基丁酸酯和/或其共聚物和液体溶剂之间的添加比例为1g:(1~
10ml)。

3.根据权利要求1所述的一种3‑氨基丁酰胺和/或3‑羟基丁酰胺的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述的低温的极性溶剂为温度为1~20℃并能够溶解氨气的液体极性溶剂。

4.根据权利要求3所述的一种3‑氨基丁酰胺和/或3‑羟基丁酰胺的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将聚3‑羟基丁酸酯、温度为1℃的冷水放入密闭的反应釜中,1g聚3‑羟基丁酸酯对应添加2.5ml冷水,通过溶剂浴的方法控制反应釜温度恒温在1℃,随后向反应釜中通入氨气,并使反应釜内氨气压力达到0.6MPa;
(2)搅拌条件下升温至50℃,随后在此温度下反应48h;
(3)反应完后冷却至室温,收集得到包含3‑氨基丁酰胺和3‑羟基丁酰胺的液体产物。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的一种3‑氨基丁酰胺和/或3‑羟基丁酰胺的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述的聚3‑羟基丁酸酯为聚3‑羟基丁酸酯纯品、生物质发酵后所得的聚3‑羟基丁酸酯工业粗品、聚3‑羟基丁酸酯塑料中的一种或多种组合。

6.根据权利要求1至4任意一项所述的一种3‑氨基丁酰胺和/或3‑羟基丁酰胺的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述的共聚物为聚(3‑羟基丁酸酯‑co‑4‑羟基丁酸酯)、聚(3‑羟基丁酸酯‑co‑3‑羟基戊酸酯)、聚(3‑羟基丁酸酯‑co‑5‑羟基戊酸酯)、聚(3‑羟基丁酸酯‑co‑3‑羟基己酸酯)、聚(3‑羟基丁酸酯‑co‑6‑羟基己酸酯)中的一种或多种组合。

7.根据权利要求1至4任意一项所述的一种3‑氨基丁酰胺和/或3‑羟基丁酰胺的制备方法,其特征在于,还包含以下步骤:
(4)分离液体产品中的3‑氨基丁酰胺与3‑羟基丁酰胺。

8.根据权利要求7所述的一种3‑氨基丁酰胺和/或3‑羟基丁酰胺的制备方法,其特征在于,步骤(4)中所述的分离采用精馏的方法。

9.根据权利要求1至4任意一项所述的一种3‑氨基丁酰胺和/或3‑羟基丁酰胺的制备方法,其特征在于,步骤(2)中所述的搅拌条件为:搅拌速度100~600RPM。
说明书

技术领域

[0001] 本发明涉及C4酰胺类化合物技术领域,尤其涉及一种3‑氨基丁酰胺和/或3‑羟基丁酰胺的制备方法。

背景技术

[0002] 酰胺类化合物既可看做羧酸的含氮衍生物,也可看做氨或胺的衍生物,因此具有广泛的应用价值。氨基丁酰胺类化合物和羟基丁酰胺类化合物是两类重要的C4酰胺类化合物,在医药中间体、食品、医药和精细有机合成等领域具有重要的潜在应用价值。如氨基丁酰胺类化合物广泛应用于合成抗癫痫药、抗惊厥等药物。羟基丁酰胺类化合物是抗血栓、抗糖尿病等医药的重要原料。近些年来,随着酰胺类化合物使用领域的拓宽和下游产品的开发,羟基丁酰胺和氨基丁酰胺类化合物在国内外的需求量持续增长。3‑羟基丁酰胺和3‑氨基丁酰胺是两种典型的C4酰胺类化合物。然而,目前缺乏合成这两种C4酰胺类化合物的高效工艺技术,导致这两种典型C4酰胺类化合物尚未规模化工业生产。因此,开发低成本高效合成3‑羟基丁酰胺和3‑氨基丁酰胺的新型技术具有重要意义和广泛的市场前景。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于针对已有的技术现状,提供一种低成本、高效的3‑氨基丁酰胺和/或3‑羟基丁酰胺的制备方法。
[0004] 为达到上述目的,本发明采用如下技术方案:
[0005] 一种3‑氨基丁酰胺和/或3‑羟基丁酰胺的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
[0006] (1)将聚3‑羟基丁酸酯和/或其共聚物、低温的极性溶剂放入密闭的反应釜中,控制反应釜温度恒温在1~20℃,随后向反应釜中通入氨气,并使反应釜内氨气压力达到0.2~1.2MPa;
[0007] 本发明中,在步骤(2)升温反应前,反应釜的温度控制在1~20℃,过高的温度(>20℃)不利于往反应釜通入氨气时极性溶剂对氨气的溶解和吸收;过低的温度(<1℃)将极大增加制冷能耗成本。
[0008] (2)搅拌条件下升温至25~80℃,随后在此温度下反应3~72h;
[0009] 步骤(2)中,反应时间过短(如<3h)和温度过低(如<10℃)均不利于聚3‑羟基丁酸酯解聚合生成目标产物;反应时间过长(>72h)和温度过高(如>80℃),一是能耗成本升高,二是会生成其它副产物,降低原料的利用效率。
[0010] (3)反应完后冷却至室温,排放和收集剩余氨气,收集得到包含3‑氨基丁酰胺和3‑羟基丁酰胺的液体产物。
[0011] 本发明公开了一种采用可再生的生物质发酵产物聚3‑羟基丁酸酯和/或其共聚物制备3‑氨基丁酰胺和/或3‑羟基丁酰胺的方法,具有原料绿色环保可再生、工艺流程简单、操作方便等特点。
[0012] 本发明的制备原理为:在氨气条件下,聚3‑羟基丁酸酯和/或其共聚物解聚生成C4低分子化学品、C4低分子化学品进一步发生酰胺化反应和/或氨基取代反应从而生成3‑氨基丁酰胺和3‑羟基丁酰胺。制备方法高效、成本低,此外,增加反应釜内的氨气压力有利于3‑氨基丁酰胺生成;而增加极性溶剂的含量有利于3‑羟基丁酰胺的生成,通过控制反应工艺参数,可以选择性地促进3‑氨基丁酰胺或者3‑羟基丁酰胺的生成,有利于3‑氨基丁酰胺、
3‑羟基丁酰胺的规模化、工业化生产。
[0013] 优选地,步骤(1)中所述聚3‑羟基丁酸酯和/或其共聚物和液体溶剂之间的添加比例为1g:(1~10ml)。
[0014] 优选地,步骤(1)中所述的低温的极性溶剂为温度为1~20℃并能够溶解氨气的液体极性溶剂。
[0015] 优选地,所述的极性溶剂为水、甲醇或乙醇中的一种或多种组合。
[0016] 优选地,一种3‑氨基丁酰胺和/或3‑羟基丁酰胺的制备方法,包括以下步骤:
[0017] (1)将聚3‑羟基丁酸酯、温度为1℃的冷水放入密闭的反应釜中,1g聚3‑羟基丁酸酯对应添加2.5ml冷水,通过溶剂浴的方法控制反应釜温度恒温在1℃,随后向反应釜中通入氨气,并使反应釜内氨气压力达到0.6MPa;
[0018] (2)搅拌条件下升温至50℃,随后在此温度下反应48h;
[0019] (3)反应完后冷却至室温,排放和收集剩余氨气,收集得到包含3‑氨基丁酰胺和3‑羟基丁酰胺的液体产物,经检测,产率总和达到87%。
[0020] 优选地,步骤(1)中所述的聚3‑羟基丁酸酯为聚3‑羟基丁酸酯纯品、生物质发酵后所得的聚3‑羟基丁酸酯工业粗品、聚3‑羟基丁酸酯塑料中的一种或多种组合,其中,聚3‑羟基丁酸酯塑料是指采用聚3‑羟基丁酸酯为原料制得的塑料材料,采用聚3‑羟基丁酸酯塑料废料制备3‑氨基丁酰胺、3‑羟基丁酰胺,可实现塑料废料的高价值回收利用。
[0021] 优选地,步骤(1)中所述的共聚物为聚(3‑羟基丁酸酯‑co‑4‑羟基丁酸酯)、聚(3‑羟基丁酸酯‑co‑3‑羟基戊酸酯)、聚(3‑羟基丁酸酯‑co‑5‑羟基戊酸酯)、聚(3‑羟基丁酸酯‑co‑3‑羟基己酸酯)、聚(3‑羟基丁酸酯‑co‑6‑羟基己酸酯)中的一种或多种组合。
[0022] 优选地,上述制备方法还包含以下步骤:
[0023] (4)分离液体产品中的3‑氨基丁酰胺与3‑羟基丁酰胺。
[0024] 优选地,步骤(4)中所述的分离采用精馏的方法。
[0025] 优选地,步骤(2)中所述的搅拌条件为:搅拌速度100~600RPM。
[0026] 本发明的有益效果在于:
[0027] 本发明以可再生的聚3‑羟基丁酸酯和/或其共聚物为原料,通过一步反应直接得到高价值化学品3‑氨基丁酰胺和3‑羟基丁酰胺,通过控制反应工艺参数,可以选择性地促进3‑氨基丁酰胺或者3‑羟基丁酰胺的生成,整个过程工艺流程简单高效,生产成本低,有利于3‑氨基丁酰胺、3‑羟基丁酰胺的规模化工业化生产,且3‑氨基丁酰胺和3‑羟基丁酰胺的产率总和可以达到87%,原料利用率高。

实施方案

[0029] 为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式的技术方案作进一步的详细描述,显然,所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。
[0030] 实施例1
[0031] 一种3‑氨基丁酰胺和/或3‑羟基丁酰胺的制备方法,包括以下步骤:
[0032] (1)将6g的聚3‑羟基丁酸酯纯品、20g的冷水(10℃)放入100ml密闭的反应釜中,通过溶剂浴控制反应釜温度恒温在10℃,随后向反应釜中通入氨气,并使反应釜内氨气压力达到0.6MPa;
[0033] (2)打开机械搅拌并控制搅拌速度为500RPM,然后以6℃/min的升温速率升温至60℃,随后在60℃下反应24h;
[0034] (3)反应完后冷却至室温,排放和收集剩余氨气,收集得到得到澄清透明状液体产品。经GCMS定性定量分析(见图1),液体产物中含有2.1g的3‑氨基丁酰胺、2.9g的3‑羟基丁酰胺和0.8g的3‑氨基丁酸(副产物),其中,3‑氨基丁酰胺和3‑羟基丁酰胺总产率达到83%。液体产物可以进一步采用精馏的方法,得到纯的3‑氨基丁酰胺、3‑羟基丁酰胺和3‑氨基丁酸。
[0035] 实施例2
[0036] 一种3‑氨基丁酰胺和/或3‑羟基丁酰胺的制备方法,包括以下步骤:
[0037] (1)将6g的聚3‑羟基丁酸酯纯品、15g的冷水(1℃)放入100ml密闭的反应釜中,通过溶剂浴控制反应釜温度恒温在1℃,随后向反应釜中通入氨气,并使反应釜内氨气压力达到0.6MPa;
[0038] (2)打开机械搅拌并控制搅拌速度为300RPM,然后以6℃/min的升温速率升温至50℃,随后在50℃下反应48h;
[0039] (3)反应完后冷却至室温,排放和收集剩余氨气,收集得到得到澄清透明状液体产品。经GCMS定性定量分析,液体产物中含有4.1g的3‑氨基丁酰胺、1.1g的3‑羟基丁酰胺和0.9g的3‑氨基丁酸(副产物),其中,3‑氨基丁酰胺和3‑羟基丁酰胺总产率达到87%。液体产物可以进一步采用精馏的方法,得到纯的3‑氨基丁酰胺、3‑羟基丁酰胺和3‑氨基丁酸。
[0040] 实施例3
[0041] 一种3‑氨基丁酰胺和/或3‑羟基丁酰胺的制备方法,包括以下步骤:
[0042] (1)将6g的聚3‑羟基丁酸酯纯品、30g的冷水(20℃)放入100ml密闭的反应釜中,通过溶剂浴控制反应釜温度恒温在20℃,随后向反应釜中通入氨气,并使反应釜内氨气压力达到1.2MPa;
[0043] (2)打开机械搅拌并控制搅拌速度为100RPM,然后以6℃/min的升温速率升温至80℃,随后在80℃下反应3h;
[0044] (3)反应完后冷却至室温,排放和收集剩余氨气,收集得到得到澄清透明状液体产品。经GCMS定性定量分析,液体产物中含有3.8g的3‑氨基丁酰胺、1.3g的3‑羟基丁酰胺和0.7g的3‑氨基丁酸(副产物)。液体产物可以进一步采用精馏的方法,得到纯的3‑氨基丁酰胺、3‑羟基丁酰胺和3‑氨基丁酸。
[0045] 实施例4
[0046] 一种3‑氨基丁酰胺和/或3‑羟基丁酰胺的制备方法,包括以下步骤:
[0047] (1)将6g的生物质发酵所得聚3‑羟基丁酸酯工业粗品(聚3‑羟基丁酸酯纯度79%)、6g的冷水(10℃)放入100ml密闭的反应釜中,通过溶剂浴控制反应釜温度恒温在10℃,随后向反应釜中通入氨气,并使反应釜内氨气压力达到1.2MPa;
[0048] (2)打开机械搅拌并控制搅拌速度为100RPM,然后以6℃/min的升温速率升温至40℃,随后在40℃下反应36h;
[0049] (3)反应完后冷却至室温,排放和收集剩余氨气,收集得到得到液体产品。液体产物中含有3‑氨基丁酰胺、3‑羟基丁酰胺和副产物3‑氨基丁酸。
[0050] 实施例5
[0051] 一种3‑氨基丁酰胺和/或3‑羟基丁酰胺的制备方法,包括以下步骤:
[0052] (1)将6g的聚(3‑羟基丁酸酯‑co‑4‑羟基丁酸酯)、60g的冷水(2℃)放入100ml密闭的反应釜中,通过溶剂浴控制反应釜温度恒温在2℃,随后向反应釜中通入氨气,并使反应釜内氨气压力达到0.2MPa;
[0053] (2)打开机械搅拌并控制搅拌速度为600RPM,然后以6℃/min的升温速率升温至80℃,随后在80℃下反应12h;
[0054] (3)反应完后冷却至室温,排放和收集剩余氨气,收集得到得到液体产品。液体产物中含有3‑氨基丁酰胺、3‑羟基丁酰胺和副产物3‑氨基丁酸。
[0055] 实施例6
[0056] 一种3‑氨基丁酰胺和/或3‑羟基丁酰胺的制备方法,包括以下步骤:
[0057] (1)将6g的聚3‑羟基丁酸酯塑料、30g的冷水(1℃)放入100ml密闭的反应釜中,通过溶剂浴控制反应釜温度恒温在1℃,随后向反应釜中通入氨气,并使反应釜内氨气压力达到1MPa;
[0058] (2)打开机械搅拌并控制搅拌速度为600RPM,然后以6℃/min的升温速率升温至25℃,随后在25℃下反应72h;
[0059] (3)反应完后冷却至室温,排放和收集剩余氨气,收集得到得到液体产品。液体产物中含有3‑氨基丁酰胺、3‑羟基丁酰胺和副产物3‑氨基丁酸。
[0060] 实施例7
[0061] 一种3‑氨基丁酰胺和/或3‑羟基丁酰胺的制备方法,包括以下步骤:
[0062] (1)将6g的聚3‑羟基丁酸酯塑料、20g的甲醇(5℃)放入100ml密闭的反应釜中,通过溶剂浴控制反应釜温度恒温在5℃,随后向反应釜中通入氨气,并使反应釜内氨气压力达到0.4MPa;
[0063] (2)打开机械搅拌并控制搅拌速度为600RPM,然后以6℃/min的升温速率升温至50℃,随后在50℃下反应60h;
[0064] (3)反应完后冷却至室温,排放和收集剩余氨气,收集得到得到液体产品。液体产物中含有3‑氨基丁酰胺、3‑羟基丁酰胺和副产物3‑氨基丁酸。
[0065] 实施例8
[0066] 一种3‑氨基丁酰胺和/或3‑羟基丁酰胺的制备方法,包括以下步骤:
[0067] (1)将6g的聚3‑羟基丁酸酯塑料、25g的乙醇(3℃)放入100ml密闭的反应釜中,通过溶剂浴控制反应釜温度恒温在3℃,随后向反应釜中通入氨气,并使反应釜内氨气压力达到0.7MPa;
[0068] (2)打开机械搅拌并控制搅拌速度为300RPM,然后以6℃/min的升温速率升温至50℃,随后在50℃下反应60h;
[0069] (3)反应完后冷却至室温,排放和收集剩余氨气,收集得到得到液体产品。液体产物中含有3‑氨基丁酰胺、3‑羟基丁酰胺和副产物3‑氨基丁酸。
[0070] 当然,文中应用具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助本发明的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

附图说明

[0028] 图1为实施例1中所得液体产物的气质联用分析结果。
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