Proceso para preparar un monómero de (met)acrilamida.

Un método para preparar un monómero de (met) acril amida, que comprende hacer reaccionar un éster de

(met) acrilato (I) con una mezcla de compuesto amino-funcional (IIa) y un alcohol (IV-a) en un disolvente orgánico que comprende un alcohol (IV-a) y en presencia de un catalizador de transesterificación, para formar una mezcla de producto de un monómero de (met) acrilamida (III-a) y uno o más co-productos de (met) acrilato (V-a), de acuerdo con el esquema de reacción B-1:

donde R1 es H o alquilo (C1-C4),

R2 es un grupo de hidrocarburo alifático o aromático, 15 R4 es un grupo de enlace divalente, que puede estar opcionalmente sustituido en uno o más átomos de carbono o interrumpido en uno o más puntos por heteroátomos,

R5 y R6 son cada uno, de forma independiente, alquilo o se pueden condensar para formar, con el átomo de nitrógeno al cual están unidos, una estructura de anillo heterocíclico saturado o insaturado, que puede opcionalmente comprender átomos de nitrógeno de miembro de anillo adicionales y que puede estar

sustituida opcionalmente en uno o más átomos de anillo con alquilo u oxígeno, R8 es un grupo de unión divalente, y R9 y R10 son cada uno, de forma independiente, alquilo, o se pueden condensar para formar, con el átomo de nitrógeno al cual están unidos, una estructura de anillo heterocíclico saturado o insaturado, que puede opcionalmente comprender átomos de nitrógeno de miembro de anillo adicionales que puede estar opcionalmente sustituida en uno o más de los átomos de anillo por alquilo u oxígeno.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2008/003579.

Solicitante: Solvay USA Inc.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 8 Cedar Brook Drive Cranbury, NJ 08512 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: LIU,LEO ZHAQUING.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos... > C07C231/00 (Preparación de amidas de ácidos carboxílicos)

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Fragmento de la descripción:

Proceso para preparar un monómero de (met) acrilamida

Campo de la invención La presente invención se refiere a un proceso para preparar un monómero de (met) acrilamida.

Antecedentes de la invención Se conoce la producción de monómeros de (met) acrilamida, tal como dimetilaminopropilmetacrilamida ("DMAPA") , por medio de aminolisis de un éster de (met) acrilato en presencia de un catalizador, pero las reacciones secundarias que compiten producen aductos de Michael y normalmente un rendimiento menor del producto de DMAPMA. El problema de las reacciones secundarias que compiten se ha abordado por medio de craqueo del aducto a temperatura elevada con el fin de recuperar DMAPMA, como se describe en la patente de Estados Unidos Nº. 4.287.363, o mediante la búsqueda de una reducción de la cantidad de aductos no deseados por medio del uso de un gran exceso de éster de (met) acrilato, como se describe en la patente de Estados Unidos Nº. 4.206.143 y en el documento DE 228162516. El craqueo del aducto es tedioso y puede tener como resultado un rendimiento bajo debido a la polimerización a la temperatura de craqueo. En el último proceso, la necesidad de recuperar el éster en exceso que no ha reaccionado a partir de la mezcla de producto y la utilización ineficaz del volumen del reactor tienen como resultado un coste muy elevado de producto monomérico de (met) acrilamida.

El documento US 4.206.143 se refiere a un método para preparar acrilamidas N-sustituidas o metacrilamidas Nsustituidas usando una cantidad catalítica de un óxido de dialquil estaño.

El documento US 2005/0176911 se refiere a monómeros de (met) acrilamida que contienen funcionalidades hidroxi y de silicona y polímeros preparados a partir de los mismos.

El documento EP 0 362 119 se refiere a un proceso para la síntesis catalizada de acrilamidas N-sustituidas o 30 metacrilamidas usando un inhibidor de polimerización que contiene un grupo nitroxilo con impedimento estérico.

El documento GB 2 100 732 se refiere a un proceso para la preparación de amidas de ácido acrílico o metacrílico que comprende hacer reaccionar ésteres de ácido acrílico o metacrílico con aminas en presencia de metales catalíticos del grupo IV, plomo, cinc y/o tántalo.

En la técnica resulta necesaria una ruta más apropiada y/o de menor coste para los monómeros de (met) acrilamida.

Sumario de la invención En un primer aspecto, la presente invención va destinada a un método para preparar un monómero de (met) acrilamida, que comprende hacer reaccionar un éster de (met) acrilato (I) con una mezcla de un compuesto (IIa) amino funcional y un alcohol (IV-a) en un disolvente orgánico que comprende un alcohol (IV-a) y en presencia de un catalizador de transesterificación, para formar una mezcla producto de un monómero de (met) acrilamida (III-a) y uno o más co-productos de (met) acrilato (V-a) , de acuerdo con el Esquema B-1:

donde R1 es H o alquilo (C1-C4) , 5 R2 es un grupo de hidrocarburo alifático o aromático, R4 es un grupo de enlace divalente, que puede estar opcionalmente sustituido en uno o más átomos de carbono o interrumpido en uno o más puntos por heteroátomos, R5 y R6 son cada uno, de forma independiente, alquilo o se pueden condensar para formar, con el átomo de nitrógeno al cual están unidos, una estructura de anillo heterocíclico saturado o insaturado, que puede opcionalmente comprender átomos de nitrógeno de miembro de anillo adicionales y que puede estar sustituida opcionalmente en uno o más átomos de anillo con alquilo u oxígeno, R8 es un grupo de unión divalente, y R9 y R10 son cada uno, de forma independiente, alquilo, o se pueden condensar para formar, con el átomo de nitrógeno al cual están unidos, una estructura de anillo heterocíclico saturado o insaturado, que puede opcionalmente comprender átomos de nitrógeno de miembro de anillo adicionales que puede estar opcionalmente sustituida en uno o más de los átomos de anillo por alquilo u oxígeno.

Descripción detallada de la invención Según se usa en el presente documento, la terminología " (Cx-Cy) " en referencia a un grupo orgánico, donde x e y son cada uno números enteros, indica que el grupo puede contener de x átomos de carbono a y átomos de carbono por grupo.

Según se usa en el presente documento, el término " (met) acrílico" significa acrílico, metacrílico o una mezcla de 25 acrílico y metacrílico.

Según se usa en el presente documento, el término "alquilo" significa un grupo hidrocarburo ramificado o de cadena lineal saturado monovalente, más normalmente un grupo hidrocarburo (C1-C6) saturado monovalente, tal como por ejemplo, metilo, etilo, n-propilo, isopropilo, n-butilo, sec-butilo, t-butilo, pentilo o n-hexilo.

Según se usa en el presente documento, el término "alquileno" significa un grupo de hidrocarburo ramificado o de cadena lineal saturado bivalente, más normalmente un grupo de hidrocarburo (C1-C6) saturado divalente, tal como por ejemplo, metileno, dimetileno, trimetileno.

Como se ha reseñado anteriormente, se conoce la realización de aminolisis de un éster (met) acrílico usando un exceso del éster. Los inventores han descubierto que una parte del reaccionante del éster se puede sustituir parcialmente por un disolvente inerte, tal como xileno, sin sacrificar el tiempo de reacción y el rendimiento, reduciendo de este modo la cantidad de reactante. El disolvente también proporciona una temperatura de reacción más elevada y, opcionalmente, la capacidad para reducir el contenido de agua de la mezcla de reacción.

Disolventes orgánicos no polares apropiados incluyen disolventes orgánicos que son inertes o sustancialmente inertes en las condiciones de reacción anticipadas e incluyen, disolventes de hidrocarburo aromático, por ejemplo, 5 xileno, benceno, tolueno, disolventes de hidrocarburo alifático lineal, tal como hexano, decano, undecano y dodecano, líquidos minerales, e hidrocarburos cíclicos, tales como ciclohexano y cicloheptano.

En una realización, la reacción se lleva a cabo en 1 a 200 partes en peso ("pep") , más normalmente desde 10 a 100 pep de disolvente orgánico por cada 100 pep de la carga total de éster (met) acrílico.

En una realización, la reacción se lleva a cabo usando una cantidad total desde 0, 1 hasta, pero sin incluir, 1, 0 mol, más normalmente, desde 0, 25 hasta 0, 75 mol, de compuesto de amina por mol de compuesto de éster (met) acrílico.

Los reaccionantes se pueden introducir cada uno en la mezcla de reacción como una o más partes discretas o como corrientes de alimentación en la mezcla de reacción durante el curso de la reacción, o como una de sus combinaciones, por ejemplo, como una etapa inicial de una primera parte seguida de una alimentación de la parte restante.

En una realización, se mezcla toda la carga de compuesto de éster (met) acrílico con el disolvente orgánico antes de la adición del compuesto de amina y posteriormente se alimenta la carga del compuesto de amina en la mezcla de reacción con el tiempo, normalmente durante un período de tiempo de 1 a 5 horas, más normalmente durante un período de 2 a 4 horas. Se piensa que el mantenimiento de la baja proporción de compuesto de amina con respecto a éster (met) acrílico se opone a las reacciones secundarias no deseadas, tal como la adición de Michael. No obstante, un tiempo de reacción prolongado aumenta el tiempo de proceso y potencialmente permite que tenga lugar

la polimerización no deseada de los contenidos de la mezcla de reacción.

Los catalizadores de transesterificación apropiados se conocen en la técnica e incluyen, por ejemplo, compuestos de organoestaño, organocirconio y organotitanio, tales como óxidos de dialquilestaño, compuestos... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un método para preparar un monómero de (met) acril amida, que comprende hacer reaccionar un éster de (met) acrilato (I) con una mezcla de compuesto amino-funcional (IIa) y un alcohol (IV-a) en un disolvente orgánico que comprende un alcohol (IV-a) y en presencia de un catalizador de transesterificación, para formar una mezcla de producto de un monómero de (met) acrilamida (III-a) y uno o más co-productos de (met) acrilato (V-a) , de acuerdo con el esquema de reacción B-1:

donde R1 es H o alquilo (C1-C4) , R2 es un grupo de hidrocarburo alifático o aromático, 15 R4 es un grupo de enlace divalente, que puede estar opcionalmente sustituido en uno o más átomos de carbono o interrumpido en uno o más puntos por heteroátomos, R5 y R6 son cada uno, de forma independiente, alquilo o se pueden condensar para formar, con el átomo de nitrógeno al cual están unidos, una estructura de anillo heterocíclico saturado o insaturado, que puede opcionalmente comprender átomos de nitrógeno de miembro de anillo adicionales y que puede estar

sustituida opcionalmente en uno o más átomos de anillo con alquilo u oxígeno, R8 es un grupo de unión divalente, y R9 y R10 son cada uno, de forma independiente, alquilo, o se pueden condensar para formar, con el átomo de nitrógeno al cual están unidos, una estructura de anillo heterocíclico saturado o insaturado, que puede opcionalmente comprender átomos de nitrógeno de miembro de anillo adicionales que puede estar

opcionalmente sustituida en uno o más de los átomos de anillo por alquilo u oxígeno.

2. El método de la reivindicación 1, donde el disolvente orgánico además comprende un disolvente orgánico seleccionado entre disolventes de hidrocarburo aromático, disolventes de hidrocarburo alifático lineal e hidrocarburos cíclicos.

3. El método de la reivindicación 1, donde la reacción se lleva a cabo de 1 a 200 partes en peso de disolvente orgánico por cada 100 partes en peso de la carga total de éster (met) acrílico.

4. El método de la reivindicación 1, donde la reacción se lleva a cabo usando una cantidad total desde 0, 1 hasta, 35 pero sin incluir, 1, 0 mol de compuesto de amina por mol de compuesto de éster (met) acrílico.

5. El método de la reivindicación 1, donde la mezcla de reacción comprende desde un 0, 01 hasta un 10 % en peso del catalizador de transesterificación.

6. El método de la reivindicación 1, donde:

R1 es H o metilo, y R2 es metilo, 5 R4 y R8 son cada uno, de forma independiente, alquileno (C1-C6) , y R5, R6, R9 y R10 son cada uno, de forma independiente, alquilo (C1-C6) .

7. El método de la reivindicación 6, donde R9 = R5 y R10 = R6.

8. El método de la reivindicación 1, donde se prepara una mezcla de producto de un monómero de metacrilamida (III-a-1) y un co-producto de metacrilato de acuerdo con el Esquema B-2:

haciendo reaccionar un éster de metacrilato (I) con un compuesto amino-funcional (II-a-1) y un alcohol (IV-a-1) .

9. El método de la reivindicación 1, donde R8 es un grupo de enlace divalente seleccionado entre alquileno (C1-C6) que puede opcionalmente estar sustituido en uno o más átomos de carbono o interrumpido en uno o más puntos por heteroátomos.