CN101307019B - N-氨基-3-氮杂双环[3,3,0]辛烷盐酸盐的制备方法 - Google Patents

N-氨基-3-氮杂双环[3,3,0]辛烷盐酸盐的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种新的N-氨基-3-氮杂双环[3,3,0]辛烷盐酸盐的制备方法。它需要解决的技术问题是,使制备方法工艺简化,污染减少以及避免使用致癌性物质。本发明制备方法,1)以式(II)物质为原料,加水,与卤酸肼在80~200℃温度下充分反应得反应液;2)反应结束后,浓缩反应液,加入水溶性醇使其溶解,并使过量的卤酸肼析出;3)滤去沉淀;处理母液,得到N-氨基-3-氮杂双环[3,3,0]辛烷盐酸盐。

Description

N-氨基-3-氮杂双环[3,3,0]辛烷盐酸盐的制备方法
技术领域
本发明属于有机合成领域,具体涉及一种新的N-氨基-3-氮杂双环[3,3,0]辛烷盐酸盐的制备方法。
背景技术
N-氨基-3-氮杂双环[3,3,0]辛烷盐酸盐是降血糖新药格列齐特的关键中间体,其结构如下:
Figure S200810061421XD00011
已知的制备方法是以顺-环戊烷-1,2-二羧酸为原料,经亚胺化,还原,亚硝基化,还原等步骤制得。此方法的缺点有:
1)制备步骤长,总收率低;
2)操作复杂,需要多次从水中萃取有机物质;
3)环境污染大,特别是中间体N-亚硝基-3-氮杂双环[3,3,0]辛烷为致癌性物质。
如以下路线1:
Figure S200810061421XD00012
另一种方法采用氮杂双环[3,3,0]辛烷与氯胺反应制备N-氨基-3-氮杂双环[3,3,0]辛烷盐酸盐,这种方法缩短了反应步骤,也避免了高毒性物质N-亚硝基-3-氮杂双环[3,3,0]辛烷的产生,但是,需要制备高纯度的氯胺,这一点难度很大。
如以下路线2:
Figure S200810061421XD00021
发明内容
本发明需要解决的技术问题是,提供一种工艺简化,污染减少以及避免使用致癌性物质的N-氨基-3-氮杂双环[3,3,0]辛烷盐酸盐的制备方法。
本发明的一种式(I)N-氨基-3-氮杂双环[3,3,0]辛烷盐酸盐的制备方法,其特征在于
1)以无机酸作催化剂,以式(II)物质为原料,加水,与卤酸肼在80~200℃温度下充分反应得反应液;
上述卤酸肼的通式为NH2 NH2·(HX)n,X=F、Cl、Br或I,n=1或2;
Figure S200810061421XD00022
式(I);
Figure S200810061421XD00023
式(II),
式(II)中A和B分别选自OH,OTs,OMs,Cl,Br;
当A,或B,或A、B同时为OH时,需无机酸作催化剂反应压力为1.3~8atm,其中A、B同时为OH时的反应压力为2.2~5.6atm。
2)反应结束后,浓缩反应液,加入水溶性醇使其溶解,并使过量的卤酸肼析出;
3)滤去沉淀;处理母液,得到N-氨基-3-氮杂双环[3,3,0]辛烷盐酸盐。
本发明的方法为以下路线所示:
Figure S200810061421XD00024
作为优选,所述的反应温度为100~150℃;所述无机酸为氢卤酸或卤酸肼游离出的酸;所述水溶性醇选自甲醇,乙醇,丙醇,异丙醇。
作为优选,式(II)物质:卤酸肼∶无机酸的摩尔比为1∶1~20∶0.1~5。更为优选,式(II)物质:卤酸肼∶无机酸∶水的摩尔比为1∶3~4∶1~1.5∶10~20。
本发明的优点是:
1)反应步骤短,将原来四步反应缩短成两步反应,从而使资源利用更加高效;
2)避免了致癌性物质N-亚硝基-3-氮杂双环[3,3,0]辛烷的使用,从而减少了环境污染。
具体实施方式
在以下实施例中进一步描述本发明,所述实施例仅用于说明目的,而不意在限制本发明的范围。
实施例1:
将68.5g(1.0mol)单盐酸肼,33.8g(0.33mol)浓盐酸,43.4g(0.33mol)顺-环戊烷-1,2-二甲醇,100.0g水加至500mL高压釜中,140℃,2.2~5.6atm压力下反应5小时。将反应液(含单盐酸肼和双盐酸肼)减压浓缩,过滤,甲醇洗,析出54.2g晶体。该混合液用1N氢氧化钠滴定,检测到含单盐酸肼42.2g,回收率92.3%。加水量根据投料的粘稠度等实时估算。
滤液浓缩,加入6.1g甲醇,室温下析晶,得到29.2gN-氨基-3-氮杂双环[3,3,0]辛烷盐酸盐晶体,母液中二次析晶,得到N-氨基-3-氮杂双环[3,3,0]辛烷盐酸盐晶体8.6g。总收率77.1%,含量滴定100.8%,GC纯度99.5%。
1H NMR(400MHz,CDCl3):d=7.0(s,2H),3.16-3.41(m,4H),2.12(d,2H),1.35-1.60(m,6H);13C NMR(100.6MHz,CDCl3):d=51.9,51.9,40.6,40.6,31.5,31.5,25.4.
实施例2:
将68.5g(1.0mol)单盐酸肼,33.8g(0.33mol)浓盐酸,95.4g(0.33mol)顺-环戊烷-1,2-二甲磺酸酯,100.0g水加至500L反应瓶中,回流反应4小时。将反应液(含单盐酸肼和双盐酸肼)减压浓缩,甲醇洗,析出53.0g晶体。该混合物用1N氢氧化钠滴定,检测到含单盐酸肼41.0g,回收率90.3%。
再将滤液浓缩,然后加入6.1g甲醇,室温下析晶,得到29.4gN-氨基-3-氮杂双环[3,3,0]辛烷盐酸盐的晶体,母液中二次析晶,得到N-氨基-3-氮杂双环[3,3,0]辛烷盐酸盐晶体8.8g,总收率为78.0%,含量滴定100.1%,GC纯度99.5%。
1H NMR(400MHz,CDCl3):d=7.0(s,2H),3.16-3.41(m,4H),2.12(d,2H),1.35-1.60(m,6H);13C NMR(100.6MHz,CDCl3):d=51.9,51.9,40.6,40.6,31.5,31.5,25.4.
实施例3:
将68.5g(1.0mol)单盐酸肼,33.8g(0.33mol)浓盐酸,66.4.0g(0.33mol)顺-1,2-二氯甲基-环戊烷,100.0g水加至500L反应瓶中,回流反应10小时。将反应液(含单盐酸肼和双盐酸肼)减压浓缩,甲醇洗,析出54.0g晶体。该混合物用1N氢氧化钠滴定,检测到含单盐酸肼42.1g,回收率92.2%。
再将滤液浓缩,然后加入6.1g甲醇,室温下析晶,得到28.8gN-氨基-3-氮杂双环[3,3,0]辛烷盐酸盐的晶体(滴定101.87%,GC 99.66%),母液中二次析晶,得到N-氨基-3-氮杂双环[3,3,0]辛烷盐酸盐晶体8.2g(滴定96.88%,GC94.53%)。总收率为75.4%,含量滴定100.5%,GC纯度99.5%。
1H NMR(400MHz,CDCl3):d=7.0(s,2H),3.16-3.41(m,4H),2.12(d,2H),1.35-1.60(m,6H);13C NMR(100.6MHz,CDCl3):d=51.9,51.9,40.6,40.6,31.5,31.5,25.4.
实施例4:
将68.5g(1.0mol)单盐酸肼,33.8g(0.33mol)浓盐酸,49.0g(0.33mol)顺-1-羟甲基-2-氯甲基环戊烷,100.0g水加至500mL高压釜中,115~120℃,1.5~2.5atm压力下反应3.5~4小时。将反应液(含单盐酸肼和双盐酸肼)减压浓缩,过滤,甲醇洗,析出51.7g晶体。该混合液用1N氢氧化钠滴定,检测到含单盐酸肼40.8g,回收率89.2%。加水量根据投料的粘稠度等实时估算。
滤液浓缩,加入6g甲醇,室温下析晶,得到30.6gN-氨基-3-氮杂双环[3,3,0]辛烷盐酸盐晶体,母液中二次析晶,得到N-氨基-3-氮杂双环[3,3,0]辛烷盐酸盐晶体9.1g。总收率80.9%,含量滴定100.4%,GC纯度99.1%。
1H NMR(400MHz,CDCl3):d=7.0(s,2H),3.16-3.41(m,4H),2.12(d,2H),1.35-1.60(m,6H);13C NMR(100.6MHz,CDCl3):d=51.9,51.9,40.6,40.6,31.5,31.5,25.4.
如上所示,本发明的方法能够简化N-氨基-3-氮杂双环[3,3,0]辛烷盐酸盐的原生产工艺,该方法符合低能耗,环保的要求,利于工业化生产。
虽然根据以上特定实施方案描述了本发明,但是应该认识到,可以由本领域技术人员对本发明进行多种修改和改变,而这些修改和改变都落在所附的权利要求定义的本发明的范围内。

Claims (4)

1.一种式(I)N-氨基-3-氮杂双环[3,3,0]辛烷盐酸盐的制备方法,其特征在于
1)以式(II)物质为原料,加水,与卤酸肼在80~200℃温度下充分反应得反应液;
上述卤酸肼的通式为NH2NH2·(HX)n,X=Cl,n=1;
Figure FSB00000083753500011
式(I);
Figure FSB00000083753500012
式(II),
式(II)中A和B分别选自OH,OTs,OMs,Cl,Br;
当A,或B为OH时,需无机酸作催化剂,反应压力为1.3~8atm;当A、B同时为OH时,需无机酸作催化剂,反应压力为2.2~5.6atm;
2)反应结束后,浓缩反应液,加入水溶性醇使其溶解,并使过量的卤酸肼析出;
3)滤去沉淀;处理母液,得到N-氨基-3-氮杂双环[3,3,0]辛烷盐酸盐。
2.根据权利要求1所述的N-氨基-3-氮杂双环[3,3,0]辛烷盐酸盐的制备方法,其特征在于所述的反应温度为100~150℃;所述无机酸为氢卤酸;所述水溶性醇选自甲醇,乙醇,丙醇,异丙醇。
3.根据权利要求1或2所述的N-氨基-3-氮杂双环[3,3,0]辛烷盐酸盐的制备方法,其特征在于所述式(II)物质∶卤酸肼∶无机酸的摩尔比为1∶1~20∶0.1~5。
4.根据权利要求3所述的N-氨基-3-氮杂双环[3,3,0]辛烷盐酸盐的制备方法,其特征在于所述式(II)物质∶卤酸肼∶无机酸∶水的摩尔比为1∶3~4∶1~1.5∶10~20。
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