专利名称：对二甲氨基苯甲酸异辛酯(eha)的合成方法
技术领域：
本发明涉及化工行业一种重要的紫外光引发剂对二甲氨基苯甲酸异辛酯的合成方法和生产工艺。本发明的方法是以对卤代苯甲酸为原料，在催化剂存在下经过与二甲胺 反应，再与异辛醇反应，然后经减压蒸馏除去溶剂及异辛醇，得到对二甲氨基苯甲酸异辛酯 (EHA)，产品纯度大于99%，总收率85%以上。本发明的合成方法具有从基本化工原料出 发，无苛刻条件，操作简单，对环境友好，溶剂易回收套用的等特点，适合应用于工业生产。
背景技术：
对二甲氨基苯甲酸酯系列化合物是一类高效的胺促进剂，同自由基(II)型光引 发剂一起使用，主要用于纸张、木材、金属及塑料表面的清漆涂料体系进行紫外固化，也可 用于单一或多种单体的紫外光辐射聚合反应，还是性能优良的增感剂，常与硫杂蒽酮类光 引发剂、苯乙酮类光引发剂联合使用，既能促进光引发作用，又可有效消除氧对光引发聚合 的干扰作用。对二甲氨基苯甲酸酯系列化合物，可以做优良的抗紫外线添加剂，广泛应用于耐 水防晒化妆品中，其中包括对二甲氨基苯甲酸异戊酯(IADB)和对二甲氨基苯甲酸异辛酯 (EHA，商品名为507)，后者是一种良好的UVB区的紫外线吸收剂，作为防晒剂，在国际上被 大量地使用，美国FDA将其列为第一类推荐使用的防晒剂。对二甲氨基苯甲酸酯不仅应用 于化妆品领域，也可作为防腐剂使用，如对二甲氨基苯甲酸甲酯、对二甲氨基苯甲酸丙酯、 对二甲氨基苯甲酸正丁酯及其溶液都具有防腐作用。现有的合成对二甲氨基苯甲酸酯的工艺方法，通常都以对二甲氨基苯甲酸为底 物，因此寻找一条适合对二甲氨基苯甲酸工业化生产的合成方法，对于开发对二甲氨基苯 甲酸衍生物类系列产品有着十分重要的意义。目前合成对二甲氨基苯甲酸的主要方法有(1)对二甲氨基卤代苯的羧基化 (Journal of Organic Chemistry，55 (6)，1768-71 ； 1990) ； (2)对二 甲氨基苯乙酮的卤仿 羧基化；(3)对氨基苯甲酸的氮甲基化(GB2233975 ；Huaxue Shi ji，25 (4)，245-246 ；2003 ； Journal of Organic Chemistry, 70 (7), 2476-2485 ；2005) ； (4)对二 甲氨基苯甲酸的直接 氧化(Organic Letters,9(18), 3515-3518 ；2007 ；Huaihai Gongxueyuan Xuebao, ziran Kexueban, 14 (2), 53-55 ；2005)。方法(1)、(2)和(3)由于原料成本高、毒性较大、操作不安 全等因素，不适合大规模工业化生产，其中方法(3)还会产生大量单甲基化的副产物，给产 品的分离和纯化带来困难；方法(4)是芳香醛氧化为芳香羧酸的经典方法，但芳香醛的成 本较高，且氧化步骤常需用到价格昂贵的硝酸银以及性质活泼的亚氯酸钠，不适合大工业 生产。对二甲氨苯甲酸酯制备方法有⑴对二甲氨苯甲酸直接酯化(Journal of Organic Chemistry, 70 (7), 2476-2485 ；2005 ；) ； (I I)对氨苯甲酸酯经甲醛催化氮甲基化 (GB 2233975 ；CN1289764)。方法(I)存在对二甲氨基苯甲酸成本较贵，酯化收率低，酸性废 水量大等缺点。方法(II)存在氮甲基化很难完全，所用甲基化试剂硫酸二甲酯毒性大、酸 性废水量多；用氯甲烷、碘甲烷成本高，两者同时都存在甲基化过程中酯有部分水解，影响产率缺点。
发明内容
本发明的目的是克服现有合成方法所存在的缺点，提供一种工艺路线短、原料易 得、条件相对温和、操作简便、三废少、高收率的对二甲氨基苯甲酸异辛酯(EHA)的合成方 法。该方法采用国内易得的对卤代苯甲酸和二甲胺水溶液做原料，催化剂存在下氨解、再经 催化酯化，高收率的合成较高含量的对二甲氨基苯甲酸异辛酯(EHA)。所有的步骤无苛刻条 件，操作简单，对环境友好，符合绿色环保的要求，具有显著的社会效益和经济效益，适合工 业化生产。对二甲氨基苯甲酸异辛酯(EHA)的结构式如下 为实现上述目的，本发明提供的合成方法包括的步骤其合成步骤为 具体操作步骤如下步骤一在温度为10 150°C的条件下，向对卤代苯甲酸和二甲胺水溶液的混合 体系中加入催化剂Cat-Ι，并在50 200°C加热搅拌5 20小时，冷却至室温，反应液过滤 后，滤液用稀盐酸调节PH 4，过滤得到对二甲氨基苯甲酸的固体粗品，经干燥后可直接用 于下步反应。本发明所述步骤一中，加入的催化剂Cat-I为四丁基氯化铵，四丁基溴化铵，三甲 基苄基氯化铵，聚乙二醇800 1200，甘油等相转移催化剂；催化剂Cat-2为CuCl2, Cu2O, Cu粉，CoCl2 ；这两类催化剂在加快反应速率的同时使得反应条件更为温和；过量的二甲胺 作为反应的缚酸剂利于促进反应转化，并可多步循环套用。步骤二 在温度为20 80°C的条件下，向对二甲氨基苯甲酸、异辛醇和溶剂A的 混合体系中加入催化剂Cat-3，加热至反应体系沸腾并经分流柱采出溶剂和水，待物料澄清 后再维持1 2小时至不再有水生成，取样分析至原料转化率大于99%，此过程约3 15 小时。反应体系冷却至室温，中和至中性，静置分出有机层，减压蒸馏回收溶剂和剩余的异 辛醇，再继续减压蒸馏得到产品。本发明所述步骤二中，反应溶剂A可为苯、甲苯、二甲苯、氯苯和二氯苯，优选二甲 苯；催化剂Cat-3为对甲苯磺酸，硫酸，磷酸，硼酸和焦磷酸，优先磷酸；采用的后处理方式 为反应液中和至中性，静置分出有机层，脱去溶剂和残余原料，得对二甲氨基苯甲酸异辛 酯(EHA)，产品纯度大于99% ；两步总收率大于85%。本发明是关于对二甲氨基苯甲酸异辛酯(EHA)的合成方法，合成路线共两步，较 其他方法步骤更短，更有利于大工业生产，该路线无明显副产物，底物之一的二甲胺兼作反应的缚酸剂，可多步循环套用。本发明可以提供85%以上的总收率，产品纯度大于99%，所 有步骤无苛刻条件、操作简单、对环境友好、溶剂易回收套用，适合应用于工业生产。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下文中采用非限定性实施例作进一步说明。实施例一(1)步骤一对二甲氨基苯甲酸的制备在2L的高压釜中依次加入78.0g(0.5mol)对氯苯甲酸，1364g (IOmol) 二甲胺水溶 液(wt 33% )，再加入7. 8g CuCl2 · 2H20以及7. Sg四丁基氯化铵，反应温度为150°C，加热 15h，经HPLC监控至原料转化完全，反应结束，蒸馏回收二甲胺，然后冷却至室温，反应液过 滤后用稀盐酸调节体系PH ^ 4，析出大量黄色结晶，在冰浴中冷却IOmin后，抽滤，固体干燥 得产物74. 7g，单步收率90. 6%，结构经1H-NMI^MS确证。(2)步骤二 对二甲氨基苯甲酸异辛酯(EHA)的制备在安装好搅拌器、温度计、回流冷凝和分水器的四口瓶中加入156. Og(Imol)对二 甲氨基苯甲酸，143.0g(l. lmol)异辛醇，420ml氯苯及18g磷酸。加热搅拌升温至沸腾，回 流分水约8h，待瓶中物料澄清后，再维持回流1 2h，至不再有水生成，取样分析原料含量 小于1.0%，反应结束。冷却至室温，中和至中性，静置分出有机层，减压蒸馏除去二甲苯及 异辛醇，继续蒸馏得产品264. 5g，HPLC纯度99. 3%，单步收率95. 5%，结构经1H-NmRJS确 证。两步总收率86.5%。实施例二(1)步骤一对二甲氨基苯甲酸的制备在2L的高压釜中依次加入100. Og(0. 5mol)对溴苯甲酸，1364g(IOmol) 二甲胺水 溶液(wt 33% )，再加入8. 8g CuCl2 · 2H20以及7. Sg四丁基氯化铵，反应温度为150°C，力口 热15h，经HPLC监控至原料转化完全，反应结束，蒸馏回收二甲胺，然后冷却至室温，反应液 过滤后用稀盐酸调节体系PH 4，析出大量黄色结晶，在冰浴中冷却IOmin后，抽滤，固体干 燥得产物78. 8g，单步收率95. 6%，结构经1H-NMRa MS确证。(2)步骤二 对二甲氨基苯甲酸异辛酯(EHA)的制备在安装好搅拌器、温度计、回流冷凝和分水器的反应釜(四口瓶)中加入 165. Og(Imol)对二甲氨基苯甲酸，143. Og(1. Imol)异辛醇，420ml 二甲苯及5g硫酸(wt 98%含量)。加热搅拌升温至沸腾，回流分水约8h，待瓶中物料澄清后，再维持回流1 2h， 至不再有水生成，取样分析原料含量小于1.0%，反应结束。冷却至室温，中和至中性，静置 分出有机层，减压蒸馏除去二甲苯及异辛醇，继续蒸馏得产品270g，HPLC纯度99.3%，单 步收率95. 5%，结构经1H-NMI^MS确证。两步总收率91.3%。
权利要求
一种对二甲氨基苯甲酸异辛酯(EHA)的合成方法，所述方法包含以下两个步骤步骤一在温度为10～150℃的条件下，向对卤代苯甲酸和二甲胺水溶液的混合体系中加入催化剂Cat-1，并在50～200℃加热搅拌5～20小时，冷却至室温，反应液过滤后，滤液用稀盐酸调节pH≈4，过滤得到对二甲氨基苯甲酸的固体粗品，经干燥后可直接用于下步反应。步骤二在温度为20～80℃的条件下，向对二甲氨基苯甲酸、异辛醇和溶剂A的混合体系中加入催化剂Cat-3，加热至反应体系沸腾并经分流柱采出溶剂和水，待物料澄清后再维持1～2小时至不再有水生成，取样分析至原料转化率大于99％，此过程约3～15小时。反应体系冷却至室温，中和至中性，静置分出有机层，减压蒸馏回收溶剂和剩余的异辛醇，再继续减压蒸馏得到产品。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于所述步骤一中，发明一种以易得到的卤代苯甲 酸为原料制备对二甲基苯甲酸的方法。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于所述步骤一中，引入了反应催化剂Cat-I为四丁 基氯化铵，四丁基溴化铵，三甲基苄基氯化铵，聚乙二醇800 1200，甘油等相转移催化剂； 催化剂Cat-2为CuCl2, Cu2O, Cu粉，CoCl2 ；这两类催化剂在加快反应速率的同时使得反应 条件更为温和；过量的二甲胺作为反应的缚酸剂利于促进反应转化，并可多步循环套用。
4.根据权利要求1的方法，其特征在于所述步骤二中，溶剂A为苯、甲苯、二甲苯、氯苯 和二氯苯，优选为二甲苯；反应优选在80 150°C ；催化剂Ca t_3为对甲苯磺酸，硫酸，磷 酸，硼酸和焦磷酸，优先磷酸；采用的后处理方式为反应液中和至中性，静置分出有机层， 脱去溶剂和残余原料，得对二甲氨基苯甲酸异辛酯(EHA)。
全文摘要
本发明涉及对二甲氨基苯甲酸异辛酯(EHA)的合成方法和生产工艺研究，本发明的方法是以对卤代苯甲酸为原料，经过与二甲胺反应，再与异辛醇反应，然后经减压蒸馏除去溶剂及异辛醇，得到对二甲氨基苯甲酸异辛酯(EHA)，产品纯度大于98％，总收率85％以上。本发明工艺具有反应条件温和，操作简单，对环境友好，溶剂易回收套用的特点，适合应用于工业生产。
文档编号C07C227/18GK101863791SQ20101020907
公开日2010年10月20日 申请日期2010年6月25日 优先权日2010年6月25日
发明者李永芳, 王先文, 陈文 , 陈立柱 申请人:北京英力精化技术发展有限公司