CN101331121A - 外消旋分离2,6-反式-二甲基吗啉的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种制备旋光的反式-2,6-二甲基吗啉的方法,该方法是通过(i)使外消旋的反式-2,6-二甲基吗啉与D-扁桃酸反应,(ii)将由D-扁桃酸和反式-2,6-二甲基吗啉的一种对映体形成的盐与反式-2,6-二甲基吗啉的其它对映体分离,以及(iii)分离所需的旋光反式-2,6-二甲基吗啉来进行的。
Description
技术领域
本发明涉及一种通过使外消旋的反式-2,6-二甲基吗啉与旋光扁桃酸反应而制备旋光的反式-2,6-二甲基吗啉的方法。
背景技术
反式-2,6-二甲基吗啉是合成杀真菌剂和药物的中间体。然而,由于反式-2,6-二甲基吗啉通常只有一种对映体具有受欢迎的生物活性,因此希望制备呈纯的旋光形式的反式-2,6-二甲基吗啉。
这例如通过如Licandro等人(Gazzetta Chimica Italiana 1997,127,815-817)所描述的复杂的对映体选择性合成来实现。此处,由1,2-丙二醇以九步合成制得(-)-(2R,6R)-2,6-二甲基吗啉。
该制备非常耗费成本和耗时;因而,对于允许更廉价和更迅速地制备旋光反式-2,6-二甲基吗啉的替代制备方法存在大的需求。
发明内容
本发明涉及一种制备旋光的反式-2,6-二甲基吗啉的方法,该方法是通过(i)使外消旋的反式-2,6-二甲基吗啉与旋光扁桃酸反应,(ii)将由旋光扁桃酸和反式-2,6-二甲基吗啉的一种对映体形成的盐与反式-2,6-二甲基吗啉的其它对映体分离,以及(iii)分离所需的旋光反式-2,6-二甲基吗啉来进行的。
外消旋的反式-2,6-二甲基吗啉可通过分馏从反式-和顺式-2,6-二甲基吗啉的混合物中分离,所述混合物如可通过本领域技术人员已知的合成方法获得。
然后,使外消旋的反式-2,6-二甲基吗啉与旋光扁桃酸反应。为了彻底形成所述盐,每摩尔外消旋的反式-2,6-二甲基吗啉添加1mol的旋光扁桃酸。可将扁桃酸添加到反式-2,6-二甲基吗啉中,或者反之亦然。优选首先放入扁桃酸,然后加入外消旋的反式-2,6-二甲基吗啉。
S,S-反式-2,6-二甲基吗啉用D-扁桃酸结晶;R,R-反式-2,6-二甲基吗啉用L-扁桃酸结晶。已经结晶出来的胺的结构通过X-射线结构分析来确定。
本发明方法的特别实施方案在于:每摩尔外消旋的反式-2,6-二甲基吗啉,添加至多0.5mol的旋光扁桃酸和至多0.5mol的另外的非手性酸,优选乙酸。
该工序的优点是,反式-2,6-二甲基吗啉的一种对映体与旋光扁桃酸形成相应的盐,该盐从反应介质中沉淀出来,而反式-2,6-二甲基吗啉的其它对映体与非旋光酸例如乙酸一起保留在溶液中。这允许各对映体容易地相互分开和分离出来。
本发明方法的温度不是特别关键。该温度可以在宽范围内变化。优选温度位于0℃至所用溶剂的沸点之间,更优选为5-50℃。需要的话,可将反应混合物冷却,以除去所产生的混合热和/或完成盐的沉淀。
反应可以在许多常规有机溶剂中进行;优选使用链烷醇作为溶剂。使用异丙醇作为溶剂来进行本发明方法具有特别好的收率。
步骤(i)中形成的盐优选通过结晶和过滤晶体来取出。为了加速结晶,明智的是加入一些晶种。所形成的晶体通常已经具有高于70%de、优选高于80%de(de=非对映体过量)的高光学纯度。为了实现光学纯度的进一步提高,可将这些盐重结晶。例如,从异丙醇中将所述盐双重重结晶得到超过98%de的光学纯度。
旋光R,R-反式-2,6-二甲基吗啉可通过添加碱、优选氢氧化钠溶液从盐中释放出来并且例如通过在减压下蒸馏分离出来。
旋光S,S-反式-2,6-二甲基吗啉可作为盐从反应混合物中分离出来,并且同样借助于碱释放出来。
在合适的条件下,还可以以旋光形式回收用于旋光拆分的辅助试剂-扁桃酸。
下列实施例用于进一步阐述和描述本发明。
实验部分
本发明方法的通用方案详细描述如下:
以制备规模的旋光拆分
a.沉淀R-扁桃酸盐
工序:
首先将D-扁桃酸(330.4g,2.174mol)置于异丙醇(2L)中,并先与乙酸(130.4g,2.174mol)混合,之后迅速滴加反式-2,6-二甲基吗啉(反式-DiMeMo,500g,4.348mol)。在该过程中,混合物的温度上升至45℃。将所得的澄清溶液用R,S,S盐2种晶体,并于室温下静置过夜。第二天,在搅拌下将混合物冷却至10℃,并且将沉淀的残余物吸滤出来。结合在分离的R,S,S盐2,(400g(潮湿),34%)中的S,S-DiMeMo的光学纯度为74%ee。使该盐在异丙醇(1L)中沸腾,冷却到室温并且用R,S,S盐2的一种晶体种晶体。将混合物于室温下静置过夜并且第二天再次吸滤。获得350g(30%,潮湿)的R,S,S盐2;结合在其中的S,S-DiMeMo的光学纯度为97.7%ee。将该盐再次于温热条件(70℃)下溶解在异丙醇(1L)中,并且于室温下静置过夜。再次,将混合物用R,S,S盐2的一种晶体种晶体,并静置过夜。将沉淀的盐吸滤出来,并在烘箱中干燥。获得266.5g(23%)的R,S,S盐2;结合在其中的S,S-DiMeMo的光学纯度为98.3%ee。R,S,S盐2的熔点为134℃。
结合在所述盐中的反式-2,6-二甲基吗啉的绝对构型通过X-射线结构分析确定(参考附录1)。据此,用D-扁桃酸优先将S,S-DiMeMo沉淀出来。
b.在碱性条件下从M-扁桃酸盐(R,S,S盐2)中释放S,S-2,6-二甲基吗啉(S,S-DiMeMo)
工序:
将D-扁桃酸盐(R,S,S盐2,266.5g,1mol)溶解在20%的氢氧化钠溶液(400ml)中,并于50℃下搅拌1小时。这得到澄清溶液。将浴温升至120℃,并且将释放出来的S,S-DiMeMo借助于蒸馏装置用水共沸蒸馏出来(于100℃下)。在已经蒸馏出约300ml冷凝物之后,将蒸馏接受器(Destillationsvorlage)冷却至室温并且用10%HCl酸化。将沉淀的扁桃酸吸滤出来并且在减压下干燥。对光学纯度的分析显示,D-扁桃酸被完全外消旋化。
将已经蒸馏出来的冷凝液通过添加固体NaOH来饱和;有机相分离出来并用MTBE(200ml)稀释。用MTBE(2x100ml)进行萃取,并将萃取液合并,经Na2SO4干燥并通过旋转蒸发浓缩。获得101g粗产物,并将该粗产物在喷水真空泵(water-jet pump vacuum)中分馏。于37-39℃/14mm下蒸馏出纯的S,S-DiMeMo。获得88g(18%,基于使用的反式-DiMeMo外消旋物)的S,S-DiMeMo,为澄清油。
旋转[α]D=-6.15℃(纯,d=0.94g*cm-3)。
根据GC分析,分离出来的S,S-DiMeMo的光学纯度为97.9%ee。
c.沉淀S-扁桃酸盐
工序:
通过b中所述的方法,从在a中获得的R,S,S盐2的母液中释放出光学纯度为27.8%ee(S,S∶R,R=36∶64)的R,R-DiMeMo。总计获得312g(74%)该混合物。
首先将L-扁桃酸(312.5g,2.06mol)和乙酸(69.7g,1.16mol)置于异丙醇(1500ml)中,并迅速地与反式-2,6-二甲基吗啉(370g,3.21mol,R,R∶S,S=64∶36)混合。在该过程中,混合物的温度升至约40℃。在冷却至室温的过程中,S,R,R盐2开始沉淀出来。将混合物于室温下静置过夜,并在第二天将沉淀的盐吸滤出来。获得400g(47%,基于所用起始原料)的潮湿S,R,R盐2。结合在S,R,R盐2中的R,R-DiMeMo的光学纯度为81.5%ee。将该盐溶解在异丙醇(1L)中,并于室温下静置过夜。再次,将S,R,R盐2吸滤出来,获得320g的S,R,R盐2;结合在其中的R,R-DiMeMo的光学纯度为95.6%ee。将这样获得的盐再次从异丙醇(900ml)中重结晶,吸滤出来并在减压下干燥。获得274g(50%,基于使用的R,R-二甲基吗啉R,R-DiMeMo)。结合在其中的R,R-DiMeMo的光学纯度为99.1%ee。
d.在酸性条件下从L-扁桃酸盐(S,R,R盐2)中释放R,R-2,6-二甲基吗啉(R,R-DiMeMo)
工序:
将L-扁桃酸盐(S,R,R盐2,274g,1.03mol)溶解在水(400ml)中,并且通过添加浓盐酸使pH变为1.5。将混合物冷却至1℃,并且通过添加几个S-扁桃酸晶体而种晶体。将该混合物于0℃下再搅拌2小时,并吸滤沉淀的晶体浆。将过滤器残余物用冰水(100ml)洗涤并在减压下于50℃下干燥。获得86g(57%)的L-扁桃酸,据分析该产物是光学纯的。
将合并的滤液通过添加固体NaOH(pH 14)在冰冷却下而碱性化。当添加叔丁基甲基醚(300ml)时,白色的油脂状固体沉淀出来。滗析出有机相,并将混合物用叔丁基甲基醚(3次100ml)再搅拌3次。在每种情况下滗析出有机相并且将合并的有机萃取液经硫酸钠干燥。在减压下除去溶剂,并将残余物在减压下分馏。于36℃/13mm下蒸馏出纯的R,R-DiMeMo。获得93.2g(18.5%,基于使用的反式-DiMeMo外消旋物)的R,R-DiMeMo,为澄清油。
旋转[α]D=6.28°(纯,d=0.94g*cm-3)。
根据GC分析,分离出来的R,R-DiMeMos的光学纯度为99.1%ee。
Claims (7)
1.一种制备旋光的反式-2,6-二甲基吗啉的方法,该方法是通过(i)使外消旋的反式-2,6-二甲基吗啉与旋光扁桃酸反应,(ii)将由旋光扁桃酸和反式-2,6-二甲基吗啉的一种对映体形成的盐与反式-2,6-二甲基吗啉的其它对映体分离,以及(iii)分离所需的旋光反式-2,6-二甲基吗啉来进行的。
2.根据权利要求1的方法,其中除去步骤(II)通过将盐从反应介质中沉淀出来而进行。
3.根据权利要求1的方法,其中反应在异丙醇中进行。
4.根据权利要求1的方法,其中每摩尔外消旋的反式-2,6-二甲基吗啉,使用至多0.5mol的旋光扁桃酸。
5.根据权利要求4的方法,其中除了旋光扁桃酸以外,还添加至多0.5mol的乙酸。
6.根据权利要求1的方法,其中用D-扁桃酸沉淀S,S-反式-2,6-二甲基吗啉。
7.根据权利要求1的方法,其中用L-扁桃酸沉淀R,R-反式-2,6-二甲基吗啉。
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