CN101768085A - 一种合成金刚烷胺的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种降低成本，减少污染合成金刚烷胺的方法，首先是NO2-O3的硝化，原料金刚烷与二氧化氮在低温条件下通臭氧反应，二氯甲烷为溶剂，反应结束后碱洗，将有机相洗涤至中性，无水硫酸钠干燥后旋蒸得到产物1-硝基金刚烷；接着在氮气环境下，将催化剂FeO(OH)和上述步骤得到的产物1-硝基金刚烷加入到另一种溶剂中，加热；向混合溶液中滴加水合肼；反应结束后，混合液过滤除去固体；再将滤液旋蒸，制得金刚烷胺粗产物；最后将金刚烷胺粗产物加浓盐酸反应后用二氯甲烷或乙酸乙脂萃取，取盐酸层加氢氧化钠碱化，过滤，干燥得到金刚烷胺纯品。该制备方法操作简单，显著减少对环境的污染，具有较好的市场应用前景。

Description

一种合成金刚烷胺的方法
技术领域
本发明涉及一种合成金刚烷胺的方法，特别是一种水合肼还原硝基物合成金刚烷胺的方法。
背景技术
金刚烷胺是人工合成的饱和三环癸烷的氨基衍生物，为抗病毒药物，在医疗领域被证实对多种疾病具有明显的治疗效果。现有的工业生产方法是通过过量的溴和金刚烷溴代再与尿素反应来制备的，不仅溴价格较贵，腐蚀性较强而且难以回收，污染严重，不适用于大规模的推广使用。硝基还原合成金刚烷胺，有报道用辛烷基紫精还原1-硝基金刚烷，反应2小时后，金刚烷胺产率34％，反应24小时转化率100％，金刚烷胺产率98％(Park K.K.，et al.J.Org.Chem.1995，60：6202-6204.)。此方法虽然产率高，但反应时间较长，乙腈为溶剂，毒性较大，对其大规模推广使用仍有较大影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种降低成本，减少污染的合成金刚烷胺的方法。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种合成金刚烷胺的方法，首先是NO2-O3的硝化，原料金刚烷与二氧化氮在低温条件下通臭氧反应，二氯甲烷为溶剂，反应结束后碱洗，将有机相洗涤至中性，无水硫酸钠干燥后旋蒸得到产物1-硝基金刚烷；接着在氮气环境下，将催化剂FeO(OH)和上述步骤得到的产物1-硝基金刚烷加入到另一种溶剂中，加热；向混合溶液中滴加水合肼；反应结束后，混合液过滤除去固体；再将滤液旋蒸，制得金刚烷胺粗产物；最后将金刚烷胺粗产物加浓盐酸反应后用二氯甲烷或乙酸乙脂萃取，取盐酸层加氢氧化钠碱化，过滤，干燥得到金刚烷胺纯品。
本发明与现有技术相比，其显著优点：该制备方法操作简单，可以有效的降低成本，特别是以乙醇为溶剂时，可以显著减少对环境的污染，具有较好的市场应用前景。
具体实施方式
本发明公布了一种合成金刚烷胺的方法，包括如下步骤：
步骤1、NO2-O3硝化：原料金刚烷与二氧化氮在低温条件下通臭氧反应，二氯甲烷为溶剂，反应结束后碱洗，将有机相洗涤至中性，无水硫酸钠干燥后旋蒸得到产物1-硝基金刚烷。
步骤2、氮气环境下，将催化剂FeO(OH)和上述步骤得到的产物1-硝基金刚烷加入到另一种溶剂中，加热；
步骤3、向混合溶液中滴加水合肼；
步骤4、反应结束后，混合液过滤除去固体；
步骤5、滤液旋蒸，制得金刚烷胺粗产物；
步骤6、金刚烷胺粗产物加浓盐酸反应后用二氯甲烷或乙酸乙脂萃取，取盐酸层加氢氧化钠碱化，过滤，干燥得到金刚烷胺纯品。
本发明步骤1中的低温为0～-78℃中，步骤2中1-硝基金刚烷与水合肼摩尔比为1∶1.5～1∶10，最优比例为1∶5，较优比例为1∶2，使用的溶剂为短链醇，如甲醇，乙醇，丙醇，正丁醇，叔丁醇，异丁醇等，优选为乙醇、丙醇、正丁醇，最优为乙醇，还原反应温度控制在50～100℃，最好控制在75～80℃之间，反应2～10小时，最优时间为3小时，催化剂FeO(OH)的用量为每摩尔硝基物0.02g～0.14g。
实施例1：
在250mL烧瓶中加入1.09g金刚烷，120mL二氯甲烷在-30℃下搅拌均匀，加入3.8mL二氧化氮，以0.4L/min的流量通入臭氧后反应2h。反应结束后加入碳酸氢钠溶液，将有机相洗涤至中性，无水硫酸钠干燥后旋蒸得到产物1-硝基金刚烷1.46g。取5mmol 1-硝基金刚烷、15mL乙醇和0.20g催化剂FeO(OH)加入50mL的二口烧瓶中，氮气环境下加热至78℃，缓慢滴加25mmol(1.2mL)85％的水合肼，滴加完毕后反应3h。反应结束后，过滤、旋蒸，得到产物金刚烷胺0.78g。
产物经气谱检测分析计算得到：金刚烷转化率：99.9％；1-硝基金刚烷产率：90.9％；1-硝基金刚烷转化率：100％；金刚烷胺产率：90.9％。
实施例2：
改变水合肼用量为50mmol(2.4mL)，其它操作条件与步骤同实施例1。结果得到金刚烷胺粗产品0.80g。
产物经气谱检测分析计算得到：1-硝基金刚烷转化率：100％；金刚烷胺产率：90.6％。
实施例3：
改变水合肼用量为10mmol(0.5mL)，其它操作条件与步骤同实施例1。结果得到金刚烷胺粗产品0.79g.
产物经气谱检测分析计算得到：1-硝基金刚烷转化率：100％；金刚烷胺产率：87.8％。
实施例4：
改变水合肼用量为7.5mmol(0.4mL)，其它操作条件与步骤同实施例1。结果得到金刚烷胺粗产品0.84g。
产物经气谱检测分析计算得到：1-硝基金刚烷转化率：70.6％；金刚烷胺产率：53.5％。
实施例5：
水合肼滴加完毕后的反应时间改变为2h，其它操作条件与步骤同实施例1。结果得到金刚烷胺粗产品0.83g。
产物经气谱检测分析计算得到：1-硝基金刚烷转化率：91.7％；金刚烷胺产率：76.3％。
实施例6：
水合肼滴加完毕后的反应时间改变为10h，其它操作条件与步骤同实施例1。结果得到金刚烷胺粗产品0.78g。
产物经气谱检测分析计算得到：1-硝基金刚烷转化率：100％；金刚烷胺产率：90.8％。
实施例7：
用丙醇代替乙醇作为溶剂，其它操作条件与步骤同实施例3，结果得到金刚烷胺粗产品0.80g。
产物经气谱检测分析计算得到：1-硝基金刚烷转化率：100％；金刚烷胺产率：87.5％。
实施例8：
用正丁醇代替乙醇作为溶剂，其它操作条件与步骤同实施例3，结果得到金刚烷胺粗产品0.79g。
产物经气谱检测分析计算得到：1-硝基金刚烷转化率：100％；金刚烷胺产率：87.7％。
实施例9：
用异丁醇代替乙醇作为溶剂，还原温度为100℃，其它操作条件与步骤同实施例3，结果得到金刚烷胺粗产品0.81g。
产物经气谱检测分析计算得到：1-硝基金刚烷转化率：95.6％；金刚烷胺产率：79.1％。
实施例10：
用甲醇代替乙醇作为溶剂，还原温度为50℃，其它操作条件与步骤同实施例3，结果得到金刚烷胺粗产品0.81g。
产物经气谱检测分析计算得到：1-硝基金刚烷转化率：86.2％；金刚烷胺产率：49.7％。
实施例11：
改变催化剂FeO(OH)用量为0.10g，其它操作条件与步骤同实施例3，结果得到金刚烷胺粗产品0.84g。
产物经气谱检测分析计算得到：1-硝基金刚烷转化率：82.1％；金刚烷胺产率：65.7％。
实施例12：
改变催化剂FeO(OH)用量为0.70g，其它操作条件与步骤同实施例3，结果得到金刚烷胺粗产品0.79g。
产物经气谱检测分析计算得到：1-硝基金刚烷转化率：100％；金刚烷胺产率：88.0％。
实施例13～16：
催化剂FeO(OH)重复使用，其余操作条件与步骤同实施例3。
Figure G2008102432023D0000041
所述催化剂重复使用三次，转化率及产率基本保持不变，重复使用四次时，催化效果降低，转化率和产率下降。

Claims (4)

1.一种水合肼还原1-硝基金刚烷合成金刚烷胺的方法，包括如下步骤：
步骤NO2-O3硝化：原料金刚烷与二氧化氮在低温条件下通臭氧反应，二氯甲烷为溶剂，反应结束后碱洗，将有机相洗涤至中性，无水硫酸钠干燥后旋蒸得到产物1-硝基金刚烷；
步骤2、氮气环境下，将催化剂FeO(OH)和步骤1得到的产物1-硝基金刚烷加入到另一种溶剂中，加热；
步骤3、向混合溶液中滴加水合肼；
步骤4、反应结束后，混合液过滤除去固体；
步骤5、滤液旋蒸，制得金刚烷胺粗产物；
步骤6、金刚烷胺粗产物加浓盐酸反应后用二氯甲烷或乙酸乙脂萃取，取盐酸层加氢氧化钠碱化，过滤，干燥得到金刚烷胺纯品。
2.根据权利要求1所述的合成金刚烷胺的方法，其特征在于所述步骤1中的低温为0～-78℃。
3.根据权利要求1所述合成金刚烷胺的方法，其特征在于所述步骤2中的1-硝基金刚烷和水合肼的摩尔比为1∶1.5～1∶10，使用的短链醇为溶剂，以乙醇为最佳，还原反应温度控制在50～100℃，反应2～10小时，最优时间为3小时。
4.根据权利要求1所述合成金刚烷胺方法，其特征在于步骤2中的催化剂FeO(OH)用量为每摩尔硝基物0.02g～0.14g。
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