[发明专利]一种1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶酮的绿色合成方法

说明书

本发明公开了一种1,2,2,6,6‑五甲基‑4‑哌啶酮的绿色合成方法，以2,2,6,6‑四甲基哌啶酮、DMC为原料，在溶剂、催化剂的作用下，在一定温度下搅拌反应一定时间，反应结束后，降温、过滤、浓缩、负压精馏得到最终产物1,2,2,6,6‑五甲基‑4‑哌啶酮，收率可达90%；整个合成工艺过程中不使用有毒有害的硫酸二甲酯、氯仿、碘甲烷、甲醛、甲酸等，生产过程中无废水排放，是一种1,2,2,6,6‑五甲基‑4‑哌啶酮的绿色合成方式。

技术领域

本发明属于化学合成技术领域，具体涉及一种1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶酮的绿色合成方法。

背景技术

受阻胺光稳定剂HALS是一种新型高效稳定剂，用于塑料、橡胶等高分子的防老化，是目前发展最快的一类稳定剂。近几十年来，受阻胺类光稳定剂一直是非常活跃的研究领域，不断有新产品出现。其中低碱性的烷基化产品是近年来的一大热点，如GW-540、BASF的Tinuvin 765,均把哌啶环上的=NH替换为了=N-R，使其降低碱性而提高耐酸性。

1，2,2,6,6-五甲基-4-哌啶酮是甲基化的重要单体原料，但1，2,2,6,6-五甲基-4-哌啶酮的产业化国内外鲜有报道，主要因为其主要原料2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮对酸、碱、热均非常敏感、不太稳定。

专利《EP0729947A1 Process for the methylation of 2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-one》报道了采用2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮和甲醛及甲酸反应制备1，2,2,6,6-五甲基-4-哌啶酮的方法。此方法为两步法，第一步将2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮与甲醛反应生成亚胺中间体，第二步，加入甲酸还原中间体到产物1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶酮。此方法涉及过量的甲醛和甲酸，不仅对会产生大量的、毒性大的难以处理的废水，也对人体产生很大的健康危害。

专利《CN 107674019A 一种1，2,2,6,6-五甲基-4-哌啶酮的合成方法》报道了一种以丙酮和甲胺为原料，在催化剂的作用下，关环胺化反应得到1，2,2,6,6-五甲基-4-哌啶酮，其收率最高可达到70%左右。但其副产品多为不可回收套用个大分子杂质，其成本巨大，注定难以工业化。

也有资料报道以四甲基哌啶酮为原料，硫酸二甲酯为甲基化试剂来进行1，2,2,6,6-五甲基-4-哌啶酮的合成，收率可达95%以上，虽然收率很高，但其原料硫酸二甲酯属于高危、剧毒、高腐蚀性药品，使用其作为甲基化试剂所产生的废水，量大、毒性大、含盐量较高，给环境带来很大负面影响。

碳酸二甲酯DMC是一种绿色的甲基化试剂，因其毒性小，对环境影响小，欧洲在1992年把它列为无毒化学品。为此DMC被称为环保型甲基化原料和羰基化原料，是全世界化工行业推介并鼓励替代硫酸二甲酯、卤甲烷等使用的甲基化化学品。

但由于碳酸二甲酯DMC甲基化的条件苛刻、催化剂不合适，国内外鲜有报道用碳酸二甲酯合成1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶酮的方法。

因此急需一种绿色、环保、收率高、可工业化的1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶酮制备方法。涉及的是以碳酸二甲酯DMC为甲基化试剂合成1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶酮的方法。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的不足，针对现有技术中1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶酮合成收率低，或者使用有毒有害甲基化原料等问题，旨在提供一种绿色环保、高效、经济可行的1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶酮的制备方法，以解决现有技术中存在的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶酮，结构式如下：