CN102093292A - 一种合成DL-α-氨基己内酰胺的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种合成DL-氨基己内酰胺的方法。本发明为两步合成法,第一步:α-卤代己内酰胺在一定条件下与苄基胺发生亲核取代反应;第二步:氢解脱苄基,生成所需的DL-α-氨基己内酰胺。该合成方法避免使用剧毒且易燃易爆的NaN3,整条工艺操作安全、简便,中间体及产物便于分离,收率较高,适合工业化大生产。
Description
技术领域:
本发明涉及一种DL-α-氨基己内酰胺的合成方法,适用于DL-α-氨基己内酰胺的制取。
背景技术:
DL-α-氨基己内酰胺可作为生产赖氨酸的前体。有关DL-α-氨基己内酰胺的合成已有文献报道。
文献报道的合成方法主要有:1、由α-卤代己内酰胺与液氨反应制备DL-α-氨基己内酰胺(US 2876218)。2、采用盖布瑞尔合成法合成DL-α-氨基己内酰胺的方法:1)在α-卤代己内酰胺与邻苯二甲酰亚胺反应制得N-邻苯二甲酰基-DL-α-氨基己内酰胺;2)肼解,脱邻苯二甲酰基制得DL-α-氨基己内酰胺。(US3331835)。3、以α-卤代己内酰胺为原料与叠氮化钠反应制备DL-α-氨基己内酰胺的合成方法。(Helv.Chim.Acta,1958,41(8):181-8.)。4、以环己烯为原料,经加成、氨化、贝克曼重排而得:(1)加成在液体二氧化硫介质存在下,环己烯与氯化亚硝酰反应获得双-(2-氯代-1-亚硝基-环己烷)。(2)氨化在少量六亚甲基四胺存在下,双-(2-氯代-1-亚硝基-环己烷)与液氯反应得到α-氨基环己酮肟盐酸盐。(3)贝克曼重排在转位剂氯磺酸与硫酸存在下,α-氨基环己酮肟盐酸盐经贝克曼重排反应得到DL-α-氨基己内酰胺(化学世界,1983,(10):205.)。以上几种方法主要存在以下缺点:1、反应过程中伴有异构体哌啶-2-甲酰胺生成,产物不便分离。2、.产率较低,纯化较为复杂。3、该路线虽然收率较高,但路线中用到易燃易爆的叠氮化物为原料,不适合工业化生产。4、反应步骤多,操作繁杂。
因此,本领域迫切需要开发新的,高效简便的制备DL-α-氨基己内酰胺的方法。
发明内容:
本发明的目的是为了改进现有技术操作复杂、产率低、所用原料毒性和污染较大的不足而提供一种简便、高效、条件温和、低成本的合成DL-α-氨基己内酰胺的方法。
本发明的技术方案为:一种合成DL-α-氨基己内酰胺的方法,其具体步骤为:
A、亲核取代反应:α-卤代己内酰胺和苄基胺溶于有机溶剂中,加入碱,并控制反应温度,反应生成N-苄基-DL-α-氨基己内酰胺;
B、氢解脱苄基:将上述反应生成的N-苄基-DL-α-氨基己内酰胺加入回流溶剂,再加入催化剂和供氢试剂,回流反应,后处理得到目的产物DL-α-氨基己内酰胺。
X=Cl,Br,I R=H,CH3
上述的亲核取代反应中的有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基苯甲酰胺、甲苯、乙酸乙酯、氯仿、1,2-丙二醇、1,1-二氯乙烷或1,2-二氯乙烷;所述的碱为三乙胺、吡啶、氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钾或碳酸氢钠;所述的α-卤代己内酰胺为α-溴代己内酰胺或α-氯代己内酰胺或α-碘代己内酰胺;所述的苄基胺为苄胺或1-苯乙胺;步骤b所述的回流溶剂为石油醚、乙酸乙酯、丙酮、甲苯、乙酸、甲醇、乙醇或异丙醇;所述的催化剂为Pd/C、Pd(OH)2/C、Raney-Ni,或PtO2;所述供氢试剂选自氢气、甲酸胺、甲酸或甲酸钠。
优选所述的亲核取代反应中的有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺或1,2-丙二醇;所述的碱为碳酸钾或碳酸钠;步骤b所述的回流溶剂为甲醇或乙醇;所述的催化剂为Pd/C;所述供氢试剂为甲酸或甲酸钠。
上述的亲核取代反应中α-卤代己内酰胺、苄基胺、碱和有机溶剂的摩尔比为1∶1~4∶0.5~4∶3~80,所述的氢解脱苄基过程中底物N-苄基-DL-α-氨基己内酰胺、催化剂、供氢试剂和回流溶剂的质量比为1∶0.03~0.5∶0.05~10∶1~40。
优选所述的亲核取代反应中α-卤代己内酰胺、苄基胺、碱和有机溶剂的摩尔比为1∶1~2∶0.5~2∶5~40;所述的氢解脱苄基过程中底物N-苄基-DL-α-氨基己内酰胺、催化剂、供氢试剂和回流溶剂的质量比为1∶0.05~0.15∶0.3~5∶5~20。
所述的亲核取代的反应温度控制在50-190℃,反应时间控制在1.5-6h之间;氢解脱苄基的反应时间控制在2~10h之间。优选所述的亲核取代的反应温度控制在80-150℃,反应时间控制在3~4.5h;氢解脱苄基的反应时间控制在3~5h。
有益效果:
本发明的积极效果在于该合成方法避免使用剧毒且易燃易爆的NaN3,整条工艺操作安全、简便,原料易得,中间体及产物便于分离,只需简单的冷析和浓缩溶剂即可,且收率较高,适合工业化大生产。
附图说明:
图1为实施例1所制得的N-苄基-DL-α-氨基己内酰胺的核磁共振氢谱图谱;
图2为实施例1所制得的DL-α-氨基己内酰胺的核磁共振氢谱图谱。
具体实施方式:
下述实施方式更好的说明本发明的内容。但本发明不限于下述实例。
实施例1:
将α-氯代己内酰胺(14.8g,0.1mol)和苄基胺(11.8g,0.11mol),K2CO3(13.7g,0.1mol),N,N-二甲基甲酰胺(50mL)一并加入反应器中,升温至145℃,恒温反应4h后倒入200ml水中,搅拌析出固体,抽虑,水洗,干燥得N-苄基-DL-α-氨基己内酰胺18.1g,收率81.04%。所制得的N-苄基-DL-α-氨基己内酰胺核磁共振氢谱图谱如图1所示。将N-苄基-DL-α-氨基己内酰胺18.1g加入反应器中,加入1g 10%Pd-C和3.82g的甲酸,50ml甲醇中回流反应4h,停止反应,过滤,旋干溶剂,乙酸乙酯重结晶,得目的产物DL-α-氨基己内酰胺7.1g,收率66.81%。所制得的DL-α-氨基己内酰胺核磁共振谱图如图2所示。[Mp:68.4-70.6℃;FAB-MS m/z:129.1[M+1]+]
实施例2:
将α-氯代己内酰胺(14.8g,0.1mol)和苄基胺(16.1g,0.15mol),K2CO3(13.7g,0.1mol),N,N-二甲基甲酰胺(50mL)一并加入反应器中,升温至145℃,恒温反应4h倒入200ml水中,搅拌析出固体,抽虑,水洗,干燥得N-苄基-DL-α-氨基己内酰胺18.5g,收率84.75%。将N-苄基-DL-α-氨基己内酰胺18.5g加入反应器中,加入2g 5%Pd-C和5g的甲酸,50ml甲醇中回流反应3.5h,停止反应,过滤,旋干溶剂,乙酸乙酯重结晶,得目的产物DL-α-氨基己内酰胺7.3g,收率67.2%。[Mp:68.2-71℃;FAB-MS m/z:129.1[M+1]+]
实施例3:
将α-氯代己内酰胺(44.3g,0.3mol)和苄基胺(112.5g,1.05mol),K2CO3(27.4g,0.2mol),1,2-丙二醇(150mL)一并加入反应器中,升温至100℃,恒温反应3h,冷却至室温,加入500ml水中,搅拌析出固体,抽虑,水洗,干燥得N-苄基-DL-α-氨基己内酰胺50.6g,收率77.23%。将所得N-苄基-DL-α-氨基己内酰胺50.6g加入反应器中,加入5g 10%Pd-C和10.7g的甲酸,150ml乙醇中回流反应3h,停止反应,过滤,旋干溶剂,乙酸乙酯重结晶,得目的产物DL-α-氨基己内酰胺19.5g,收率65.63%。[Mp:68.2-70.6℃;FAB-MS m/z:129.1[M+1]+]
实施例4:
将α-溴代己内酰胺(19.2g,0.1mol)和苄基胺(16.8g,0.15mol),K2CO3(13.7g,0.1mol),1,2-丙二醇(50mL)一并加入反应器中,升温至100℃,恒温反应3h,冷却至室温,加入500ml水中,搅拌析出固体,抽虑,水洗,干燥得N-苄基-DL-α-氨基己内酰胺72.3g,收率84.87%。将所得N-苄基-DL-α-氨基己内酰胺72.3g加入反应器中,加入7.3g 10%Pd-C和15g的甲酸,150ml乙醇中回流反应3h,停止反应,过滤,旋干溶剂,乙酸乙酯重结晶,得目的产物DL-α-氨基己内酰胺27.3g,收率64.31%。[Mp:68.7-71℃;FAB-MS m/z:129.1[M+1]+]
实施例5:
将α-溴代己内酰胺(19.2g,0.1mol)和苄基胺(32.15g,0.3mol),K2CO3(41.1g,0.3mol),N,N-二甲基甲酰胺(150mL)一并加入反应器中,升温至145℃,恒温反应2.5h,冷却至室温,加入500ml水中,搅拌析出固体,抽虑,水洗,干燥得N-苄基-DL-α-氨基己内酰胺23.7g,收率83.46%。将所得N-苄基-DL-α-氨基己内酰胺23.7g加入反应釜中,加入5g 5%Pd-C和25g的甲酸钠,100ml甲醇中回流反应3.5h,停止反应,过滤,旋干溶剂,乙酸乙酯重结晶,得目的产物DL-α-氨基己内酰胺8.9g,收率63.96%。[Mp:68.5-70.8℃;FAB-MS m/z:129.1[M+1]+]
Claims (7)
1.一种合成DL-α-氨基己内酰胺的方法,其具体步骤为:
a、亲核取代反应:α-卤代己内酰胺和苄基胺溶于有机溶剂中,加入碱,并控制反应温度,反应生成N-苄基-DL-α-氨基己内酰胺;
b、氢解脱苄基:将上述反应生成的N-苄基-DL-α-氨基己内酰胺加入回流溶剂,再加入催化剂和供氢试剂,回流反应,后处理得到目的产物DL-α-氨基己内酰胺。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于所述的亲核取代反应中的有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基苯甲酰胺、甲苯、乙酸乙酯、氯仿、1,2-丙二醇、1,1-二氯乙烷或1,2-二氯乙烷;所述的碱为三乙胺、吡啶、氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钾或碳酸氢钠;所述的α-卤代己内酰胺为α-溴代己内酰胺或α-氯代己内酰胺或α-碘代己内酰胺;所述的苄基胺为苄胺或1-苯乙胺;步骤b所述的回流溶剂为石油醚、乙酸乙酯、丙酮、甲苯、乙酸、甲醇、乙醇或异丙醇;所述的催化剂为Pd/C、Pd(OH)2/C、Raney-Ni,或PtO2;所述供氢试剂选自氢气、甲酸胺、甲酸或甲酸钠。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于所述的亲核取代反应中的有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺或1,2-丙二醇;所述的碱为碳酸钾或碳酸钠;步骤b所述的回流溶剂为甲醇或乙醇;所述的催化剂为Pd/C;所述供氢试剂为甲酸或甲酸钠。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于所述的亲核取代反应中α-卤代己内酰胺、苄基胺、碱和有机溶剂的摩尔比为1∶1~4∶0.5~4∶3~80,所述的氢解脱苄基过程中底物N-苄基-DL-α-氨基己内酰胺、催化剂、供氢试剂和回流溶剂的质量比为1∶0.03~0.5∶0.05~10∶1~40。
5.如权利要求4所述的方法,其特征在于所述的亲核取代反应中α-卤代己内酰胺、苄基胺、碱和有机溶剂的摩尔比为1∶1~2∶0.5~2∶5~40;所述的氢解脱苄基过程中底物N-苄基-DL-α-氨基己内酰胺、催化剂、供氢试剂和回流溶剂的质量比为1∶0.05~0.15∶0.3~5∶5~20。
6.如权利要求1所述的方法,其特征在于所述的亲核取代的反应温度控制在50-190℃,反应时间控制在1.5-6h之间;氢解脱苄基的反应时间控制在2~10h之间。
7.如权利要求6所述的方法,其特征在于所述的亲核取代的反应温度控制在80-150℃,反应时间控制在3~4.5h;氢解脱苄基的反应时间控制在3~5h。
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