CN102093292B - 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-α-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NaN 3，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；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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