CN102249949A - 环丙基甲氰衍生物的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种环丙基甲氰衍生物的制备方法，以γ-丁内酯为原料合成环丙基羧酸衍生物，再经过酰化、胺化及脱水三步反应制备环丙基甲氰衍生物。本发明提供的方法可以大规模工业化生产，具有能耗低、副反应少、收率高、产品纯度高等优点，是一种安全高效、节能降耗的制备环丙基甲氰衍生物的理想工艺。
Description
技术领域
本发明涉及一种环丙基甲氰衍生物的制备方法，尤其涉及一种以γ-丁内酯为原料合成环丙基甲氰衍生物的方法。
背景技术
环丙基甲氰衍生物是一种重要的高活性化合物，作为医药中间体，广泛的应用于药物合成，但是目前还没有合成该化合物的文献报道。
制备环丙基甲氰衍生物首先要合成环丙基羧酸衍生物，目前文献介绍的环丙基羧酸衍生物的制备方法中都存在一些缺点和弊端，文献J.Org.Chem 54，6100(1989)和J.M.Synthesis 1983，915报道过1-溴-1-羧基环丙烷的合成方法。J.Org.Chem 54，6100(1989)用到的起始原料γ-丁内酯廉价、易得，而且低毒，但是其最大合成规模只有200g，工艺操作方法不适合大规模工业化生产；如；中间产物1-溴环丙基甲酸甲酯合成反应时间长达40小时，能耗大；1-溴环丙基甲酸甲酯水解生成1-溴-1-羧基环丙烷用到叔丁基钾比较贵并且不利于保存。J.M.Synthesis 1983，915用到的起始原料较贵，并且用到了毒性很大的氧化汞，且按照其所说的回流条件产物收率较低。
由环丙基羧酸衍生物合成产品环丙基甲氰衍生物的类似文献很多，如J.Am.Chem.Soc115.6.2247.1993、J.Am.Chem.Soc105.11.3416.1983，三步反应收率一般为40～50％。合成中间产物环丙基甲酰胺衍生物的过程中，使用氨水做氨化试剂时，一部分酰氯将不可避免的被水解成羧酸，而使用无水溶剂四氢呋喃和液氨做氨化试剂，收率高，但是后处理时由于液氨容易从有机溶剂中挥发出来，对环境的污染较大，操作较为繁琐，不利于工业化生产。用中间产物环丙基甲酰胺衍生物脱水制备产品环丙基甲氰衍生物的反应，几乎所有的文献都用到酸性较强的脱水试剂，用这些试剂做脱水反应工艺很经典，技术也很成熟，但是这些酸性脱水试剂必然要引发一些副反应，影响反应收率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以大规模工业化生产，能耗低、副反应少、收率高、产品纯度高的环丙基甲氰衍生物的制备方法；以γ-丁内酯为原料先合成环丙基羧酸衍生物，再经过酰化、氨化及脱水三步反应制备环丙基甲氰衍生物，结构如I所示，
其中，R1＝H、卤素；
具体制备方法如下：
(1)合成丁酸甲酯衍生物
向反应釜中加入γ-丁内酯和催化剂，氮气保护下降温到-10℃，向反应釜中加入卤素单质(包括氟、氯、溴、碘等)，20℃～100℃反应2～5小时，优选该反应先于40℃～50℃反应1h，再升温至80℃反应1～3h；反应结束后向体系中滴加醇，于-5℃～5℃反应1～2h；
向上述反应的产物中加入萃取剂(约为γ-丁内酯质量的1～10倍)和水(约为γ-丁内酯质量的1～5倍)，并调节体系pH＝7，静置分层，油层经常压蒸馏除去溶剂得丁酸甲酯衍生物；
其中，γ-丁内酯∶催化剂∶卤素∶醇按质量比为1∶(1～3)∶(3～4)∶(0.5～1.5)；所述催化剂为三价磷的卤化物或红磷；所述醇为甲醇、乙醇、异丙醇中的一种；所述萃取剂为苯、甲苯、二甲苯四氢呋喃、乙醚、乙酸乙酯、氯仿、二氯甲烷中的一种；
(2)合成环丙基甲酸甲酯衍生物
步骤(1)合成的丁酸甲酯衍生物、有机溶剂、碱性物质及相转移催化剂按质量比1∶(0.5～10)∶(1～3)∶(0.01～1)混合，70℃～100℃反应15～25h，产物离心分离，滤液用精馏柱精馏提纯，收集25℃/30mmHg～135℃/5mmHg馏分，得到的环丙基甲酸甲酯衍生物为无色透明液体；
丁酸甲酯衍生物、有机溶剂、碱性物质及相转移催化剂按质量比优选1∶(2～3)∶(1～2)∶(0.05～1)反应，80～90℃反应15h～20h，进入后续步骤；
其中，所述有机溶剂为甲苯、苯、氯仿、氯苯、二氯苯中的一种；所述碱性物质为氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸钾，氢氧化钙、碳酸氢钠、碳酸氢钾中的一种，优选碳酸钾或碳酸钠；所述相转移催化剂为四丁基溴化铵、四丁基硫酸氢胺、四丁基氯化铵、四丁基碘化铵、四甲基溴化胺、四甲基氯化铵中的一种；
(3)合成环丙基羧酸衍生物
步骤(2)合成的环丙基甲酸甲酯衍生物、有机溶剂及碱性物质按质量比1∶(1～10)∶(0.4～2)混合，0～50℃反应15～25h，常压蒸馏除去溶剂，向余下固体中加入自来水(用量约为固体质量的2～5倍)，用浓盐酸调节pH＝1～2，再加入萃取剂(用量约为固体质量的1～5倍)萃取，油层减压蒸馏除去溶剂，得到环丙基羧酸衍生物；
环丙基甲酸甲酯衍生物、有机溶剂及碱性物质按质量比优选1∶(2～3)∶(0.4～1)混合，0～10℃反应20h～25h，进入后续步骤；
其中，所述有机溶剂为甲醇、乙醇、甲苯、甲基叔丁基醚中的一种，优选甲醇；所述碱性物质为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、乙醇钠、乙醇钾、氢氧化钙、甲醇钠、甲醇钾中的一种，优选氢氧化钾或乙醇钾；所述萃取剂为二氯甲烷、氯仿、甲基叔丁基醚、乙醚、乙酸乙酯、乙酸甲酯中的一种，优选甲基叔丁基醚、乙酸乙酯、乙酸甲酯；
(4)合成环丙基甲酰氯衍生物
步骤(3)合成的环丙基羧酸衍生物、有机溶剂、酰化试剂按质量比1∶(1～10)∶(2～5)混合，30℃～60℃反应10～25h，优选15h～20h，反应结束后常压压蒸馏除去溶剂，得到液态环丙基甲酰氯衍生物，预冷至-15℃～0℃备用；
所述酰化试剂为氯化亚砜、草酰氯、POCl3中的一种，优选氯化亚砜；溶剂为二氯甲烷、氯仿、氯化亚砜中的一种，优选氯化亚砜；
(5)合成环丙基甲酰胺衍生物
取氨化试剂，降温至-15℃～0℃，向其中滴加步骤(4)合成的环丙基甲酰氯衍生物，-30℃～10℃反应1～5h，优选-15℃～-5℃反应1～3h，过滤除去滤液得环丙基甲酰胺衍生物；
其中，所述氨化试剂为25～28％工业氨水(质量浓度)或者是溶有25～30％液氨(质量浓度)的有机溶剂，所述有机溶剂为乙醚或四氢呋喃；所述氨化试剂的用量为环丙基甲酰氯衍生物质量的1～10倍，优选6～8倍；
(6)合成环丙基甲氰衍生物
向步骤(5)合成的环丙基甲酰胺衍生物中加入溶剂、脱水剂，缓慢升温至回流状态反应3～15h；常压蒸馏除去溶剂和过量的脱水试剂，降温至10～25℃，倒进冰水中，调节pH＝7，加入萃取剂(用量约为环丙基甲酰胺衍生物质量的1～8倍)萃取，分离除去水层，油层先常压蒸馏除去溶剂，再对余下液体减压蒸馏，收集40℃/30mmHg～100℃/30mmHg馏分，即为环丙基甲氰衍生物；
其中，环丙基甲酰胺衍生物∶脱水剂∶溶剂∶萃取剂按质量比为1∶(1～10)∶(1～8)∶(1～8)反应，优选1∶(1～3)∶(1～3)∶(2～5)；
所述脱水剂为氯化亚砜、液体光气、五氧化二磷、对甲苯磺酰氯中的一种，优选液体光气；所述溶剂为氯仿、二氯甲烷、氯化亚砜、乙腈中的一种，优选乙腈；所述萃取剂为乙酸乙酯、甲基叔丁基醚、氯仿、二氯甲烷、乙醚中的一种，优选二氯甲烷。
本发明中涉及的萃取、过滤、离心分离等操作，如无特殊说明，均为本领域技术人员所熟知的常规操作；
本发明中涉及的常压蒸馏、减压蒸馏、精馏等操作，采用油浴加热，如无特殊说明，油浴温度需高于待除去溶剂的沸点10～20℃，直到再无馏分蒸出为止。
相比于现有技术，本发明的有益效果：
(1)在环丙基甲酸甲酯衍生物的合成过程中，通过提高反应温度、降低溶剂用量将反应时间大大缩短，提高生产效率，降低生产能耗；
(2)在环丙基甲酸甲酯衍生物水解反应中，用廉价、安全的原料代替叔丁基钾做水解反应，同时降低反应温度，将该步骤反应收率提高到90％以上；
(3)在环丙基甲酰氯衍生物的胺化反应过程中，通过降低反应温度，预冷酰氯，将该步骤反应收率提高到80％以上；
(4)在合成环丙基甲氰衍生物的反应中，传统工艺一般用酸性脱水试剂做脱水反应，这种工艺很常用，但是酸性脱水试剂必然要引发副反应，收率一般只有60～70％。本发明改用液体光气做脱水试剂，有效的避免了酸性脱水试剂引发的副反应，让原料可以定向的转化成产品，该步骤反应收率可达到90％以上。
综上所述，本发明提出了一条由γ-丁内酯为原料合成环丙烷甲氰烷衍生物的完整工艺路线，并对工艺中各步反应的原料及工艺做了细致的研究考察，使本发明提供的方法安全、高效、节能、降耗，从而更适用于工业大规模生产。
具体实施方式
本实施例中涉及的分析条件，如无特殊说明，均按下述条件进行：
GC分析条件：安捷伦气相色谱仪器6890，色谱柱：DB-530m*0.32mm*0.25um；汽化室温度：300℃、检测室温度：300℃、柱温：50℃(2min)→15℃/min→280℃(0min)
GC-MS：安捷伦5975C，汽化室温度：300℃检测室温度：300℃柱温：80℃(1min)→12℃/min→260℃(0min)
HNMR：Bruker AM-400型 瑞士BRUkER公司
实施例1制备1-溴环丙基甲氰
工艺路线如下：
(1)合成2.4-二溴丁酸甲酯
向搪玻璃反应釜中投入γ-丁内酯17kg、三溴化磷21.6kg，氮气保护下降温到-10℃，缓慢滴加溴素58kg，尾气用三级吸收塔吸收，控制反应温度为40～50℃；加毕保温1小时，升温到80℃并保温反应3小时。反应结束后降温到-5℃，滴加甲醇14.2kg，加毕-5～5℃保温反应1小时。
向上述产物中加入100kg甲基叔丁基醚、15kg自来水，用10％Na2CO3溶液调节PH＝7，静置分层，油层再用10kg自来水洗涤一次，所有水层作为废水处理，油层蒸馏除去出溶剂得到2.4-二溴丁酸甲酯46.7kg，收率90％。
(2)合成1-溴环丙基甲酸甲酯
向搪玻璃反应釜中加入甲苯35kg、无水碳酸钾51kg、四丁基硫酸氢胺2.36kg，步骤(1)反应得到的二溴丁酸甲酯46.7kg，85～90℃反应15小时，冷却至20℃离心分离，滤饼用10kg甲苯淋洗，合并滤液、用精馏柱精馏，收集135℃/30mmHg馏分，得到无色透明液体25.7kg，为1-溴环丙基甲酸甲酯，GC＞99％，收率80％。
(3)合成1-溴环丙基甲酸
向搪玻璃反应釜中加入甲醇100kg、1-溴环丙基甲酸甲酯30kg、纯度为82％工业氢氧化钾13.1kg，0～10℃反应20小时，蒸馏除去溶剂，向反应釜中加入100kg自来水，用浓盐酸调节PH＝1～2，加入甲基叔丁基醚萃取3次，合并油层用自来水洗涤一次，所有水层作为废水处理，油层减压蒸馏除去溶剂，剩余固体为1-溴环丙基甲酸，取样经GC分析纯度98％。
(4)合成1-溴环丙基甲酰氯
向步骤(3)合成产物中加入氯化亚砜80kg，30～45℃反应15小时，减压蒸馏除去过量的氯化亚砜，剩余液体为1-溴环丙基甲酰氯，取样经GC分析纯度95％。
(5)合成1-溴环丙基甲酰胺
向搪玻璃反应釜中加入240kg 28％氨水降温到-15℃，滴加上述预冷后的1-溴环丙烷甲酰氯，控制反应温度-10～-15℃，加毕保温反应1小时，过滤除去滤液，滤饼用少量冷水淋洗一次，30～45℃烘干，得到1-溴环丙基甲酰胺17.8kg，GC分析纯度99％。
(6)合成1-溴环丙基甲氰
向搪玻璃反应釜中加入步骤(5)合成的1-溴环丙基甲酰胺30kg、乙腈90kg、液体光气40kg，放空尾气用三级碱液吸收塔吸收；缓慢加热升温到回流状态，保温反应3小时，蒸馏除去溶剂和过量的光气，冷却到20℃，慢慢倒入到100kg冰水中并搅拌，加入NaHCO3调节PH为中性，加入100kg二氯甲烷萃取三次，水层作为废水处理，油层先常压蒸馏除去溶剂，再减压蒸馏余下的液体，收集100℃/30mmHg馏分，得无色液体24kg，GC＞99％，收率90％。
产品经过GC-MS、HNMR定性为1-溴环丙基甲氰；
MS(EI，70eV)m/z：145/147(M，25)，66(M-Br，100)，39(M-BrH-CN，39)
1H NMR(400MHz，CDCl3)δ：1.71(m，2H)，1.49(m，2H)
实施例2制备1-溴环丙基甲氰
(1)合成2.4-二溴丁酸甲酯
在四口反应瓶中投入γ-丁内酯86g，红磷11.8g，氮气保护下降温到-10℃，缓慢滴加溴素665g，尾气用液碱吸收，保持瓶内温度为40～50℃；加毕保温1小时，升温到80℃并保温反应3小时。降温到-2℃，滴加甲醇80g，加毕-5～5℃保温反应1小时。
向上述产物中加入400g氯仿、70g自来水，再用10％Na2CO3水溶液调PH值＝7、静置分层，油层再用70g自来水洗涤一次，所有水层作为废水处理，油层蒸馏除去溶剂得到2.4-二溴丁酸甲酯，229g，收率88％。
(2)合成1-溴环丙基甲酸甲脂
在四口玻璃反应瓶中加入甲苯80g、无水碳酸钾64g、四丁基硫酸氢胺2.8g，步骤(1)反应得到的2.4-二溴丁酸甲酯56g，70～80℃反应30小时，冷却至20℃，过滤分离得滤液，滤饼用12g甲苯淋洗，合并滤液，用精馏柱精馏，收集135℃/30mmHg馏分，得到无色透明液体1-溴环丙基甲酸甲脂30g，GC＞99％，收率78％。
(3)合成1-溴环丙基甲酸
向四口玻璃反应瓶中加入120g甲醇、步骤(2)合成的1-溴环丙基甲酸甲酯50g、26g乙醇钾、3g水，0～10℃反应14小时，产物蒸馏除去溶剂，加入100g自来水，用盐酸调节PH＝1～2，加入甲基叔丁基醚萃取3次，合并油层用自来水洗涤一次，油层减压蒸馏除去溶剂，得到1-溴环丙基甲酸27.6g，收率60％。
(4)合成1-溴环丙基甲酰氯
向四口玻璃反应瓶中加入30g 1-溴环丙基甲酸、26g草酰氯、二氯甲烷60g，30～40℃反应15小时，减压蒸馏除去溶剂和过量的草酰氯，得到1-溴环丙基甲酰氯30.3g，收率90％。
(5)合成1-溴环丙基甲酰胺
向四口玻璃反应瓶中加入300gTHF，降温至0℃，通入56g工业氨气，通氨结束后降温至-10℃，滴加预冷后的1-溴环丙基甲酰氯100g，控制反应温度-15～-10℃，加毕保温反应1小时，过滤，滤液蒸馏回收氨气和THF；滤饼在空气中风干，得1-溴环丙基甲酰胺78g，GC分析纯度99％，收率88％。
(6)合成1-溴环丙基甲氰
向四口反应瓶中加入1-溴环丙基甲酰胺30g、氯化亚砜90g，慢慢加热升温到回流状态，保温反应8小时，尾气用碱液吸收；蒸馏除去过的量氯化亚砜，降温到20℃倒入到50g冰水中，用100g二氯甲烷萃取三次，油层先常压蒸馏除去溶剂，再减压蒸馏余下的液体，收集100℃/30mmHg馏分，得1-溴环丙基甲酸16g，GC分析纯度＞99％，收率60％。
实施例3制备1-溴环丙基甲氰
制备方法同实施例2，但步骤(3)合成1-溴环丙基羧酸按如下方法进行：在四口玻璃反应瓶中加入120g甲醇、1-溴环丙基甲酸甲酯50g、82％氢氧化钾17g，0～10℃反应15小时，蒸馏除去溶剂，向余下的固体中加入100g自来水，用浓盐酸调节PH＝1～2，加入甲基叔丁基醚萃取3次，合并油层用自来水洗涤一次，油层减压蒸馏除去溶剂，得到固体1-溴环丙基羧酸41.2g，收率90％。
实施例4制备1-溴环丙基甲氰
制备方法同实施例2，但步骤(5)合成1-溴环丙基甲酰胺按如下方法进行：向四口玻璃反应瓶中加入265g浓氨水，降温到-15℃，滴加预冷的1-溴环丙基甲酰氯100g，控制反应温度-15～-10℃，加毕保温反应1小时，过滤除去滤液，滤饼用少量冷水淋洗一次，30～45℃烘干，得固体1-溴环丙基甲酰胺71.5g，GC分析纯度99％，收率80％。
实施例5 1-氯环丙基甲氰
工艺路线如下：
(1)合成2.4-二氯丁酸甲酯
在四口反应瓶中投入γ-丁内酯90g，三氯化磷58g，氮气保护下降温到-10℃，缓慢通入70g工业氯气，尾气用液碱吸收，保持瓶内温度为40～50℃；加毕保温1小时，然后升温到80℃保温反应1小时。降温到-2℃，滴加甲醇80g，加毕0～5℃保温反应1小时。
向上述产物中加入400g氯仿、80g自来水，再用10％Na2CO3水溶液调pH＝7、静置分层，油层再用80g自来水洗涤一次，所有水层作为废水处理，油层蒸馏除去溶剂得到2.4-二氯丁酸甲酯，157.5g，收率88％。
(2)合成1-氯环丙基甲酸甲脂
在四口玻璃反应瓶中加入甲苯80g、无水碳酸钾84g、四丁基硫酸氢胺2.4g，步骤(1)反应得到的2.4-二氯丁酸甲酯50g，反应15小时，冷却至20℃，离心分离得滤液，滤饼用20g甲苯淋洗，合并滤液，滤液精馏收集60℃/30mmHg馏分，得1-氯环丙基甲酸甲脂31g，收率80％。
(3)合成1-氯环丙基甲酸
向四口玻璃反应瓶中加入150g甲醇、步骤(2)合成的1-氯环丙基甲酸甲酯50g、工业氢氧化钾28g，15～30℃反应15小时，产物常压蒸馏除去溶剂，加入100g自来水，用盐酸调节PH＝1～2，加入甲基叔丁基醚萃取3次，合并油层用自来水洗涤一次，油层减压蒸馏除去溶剂，得到1-氯环丙基甲酸40g，收率90％。
(4)合成1-氯环丙基甲酰氯
向四口玻璃反应瓶中加入1-氯环丙基甲酸100g、200g氯化亚砜，30～40℃反应15小时，减压蒸馏除去过量的氯化亚砜，得到1-氯环丙基甲酰氯115g，预冷至-10℃备用，收率100％。
(5)合成1-氯环丙基甲酰胺
向四口玻璃反应瓶中加入28％(质量浓度)工业氨水350g降温至-10℃，滴加预冷后的1-氯环丙基甲酰氯115g，控制反应温度-15～-10℃，加毕保温反应1小时，过滤收集滤饼，滤饼50℃烘干，得1-氯环丙基甲酰胺60g，收率60％。
(6)合成1-氯环丙基甲氰
向四口反应瓶中加入1-氯环丙基甲酰胺30g、氯化亚砜60g，慢慢加热升温到回流状态，保温反应8小时，尾气用碱液吸收；蒸馏除去过量的氯化亚砜，降温到20℃倒入到50g冰水中，用100g二氯甲烷萃取三次，油层先常压蒸馏除去溶剂，再减压蒸馏余下的液体，收集75℃/30mmHg馏分，得1-氯环丙基甲氰15g，收率60％。
产品经过HNMR定性为1-氯环丙基甲氰；
1H NMR(400MHz，CDCl3)δ：2.21(m，2H)，1.67(m，2H)
实施例6制备环丙基甲氰
工艺路线如下：
(1)合成4-溴丁酸甲酯
在四口反应瓶中投入γ-丁内酯100g，三溴化磷64g，氮气保护下降温到-10℃，缓慢滴加溴素200g，尾气用液碱吸收，保持瓶内温度为40～50℃；加毕保温2小时，降温到-2℃，滴加甲醇80g，加毕-5～5℃保温反应1小时。
向上述产物中加入300g氯仿、50g自来水，再用10％Na2CO3水溶液调PH值＝7、静置分层，油层再用50g自来水洗涤一次，所有水层作为废水处理，油层蒸馏除去溶剂得到4-溴丁酸甲酯，185g，收率88％。
(2)合成4-溴环丙基甲酸甲脂
在四口玻璃反应瓶中加入甲苯80g、无水碳酸钾280g、四丁基硫酸氢胺10g，步骤(1)反应得到的4-溴丁酸甲酯185g，回流反应15小时，冷却至20℃，过滤分离得滤液，滤饼用40g甲苯淋洗，合并滤液，滤液精馏收集25℃/30mmHg馏分，得4-溴环丙基甲酸甲脂80g，收率78％。
(3)合成环丙基甲酸
向四口玻璃反应瓶中加入150g甲醇、步骤(2)合成的4-溴环丙基甲酸甲酯50g、82％工业氢氧化钾31g，10～20℃反应14小时，产物蒸馏除去溶剂，加入80g自来水，用盐酸调节PH＝1～2，加入甲基叔丁基醚萃取3次，合并油层用自来水洗涤一次，油层减压蒸馏出溶剂，得到环丙基甲酸43g，收率90％。
(4)合成环丙基甲酰氯
向四口玻璃反应瓶中加入50g环丙基甲酸、氯化亚砜100g，30～40℃反应15小时，减压蒸馏除去过量的氯化亚砜，得到环丙基甲酰氯62g，预冷至-10℃备用，收率100％。
(5)合成环丙基甲酰胺
向四口玻璃反应瓶中加入250g质量浓度为28％工业氨水降温至-10℃，滴加预冷后的环丙基甲酰氯62g，控制反应温度-15～-10℃，加毕保温反应1小时，过滤收集滤饼，滤饼50℃烘干，得环丙基甲酰胺35g，收率70％。
(6)合成环丙基甲氰
向四口反应瓶中加入环丙基甲酰胺30g、氯化亚砜80g，慢慢加热升温到回流状态，保温反应8小时，尾气用碱液吸收；蒸馏除去过量的氯化亚砜，降温到20℃倒入到50g冰水中，用50g二氯甲烷萃取三次，油层先常压蒸馏除去溶剂，再减压蒸馏余下的液体，收集40℃/30mmHg馏分得环丙基甲氰14g，GC分析纯度＞99％，收率60％。
产品经过HNMR定性为1-氯环丙基甲氰；
1H NMR(400MHz，CDCl3)δ：1.36(m，1H)，0.944(m，2H)，0.943(m，2H)。
Claims (10)
1.一种如结构I所示的环丙基甲氰衍生物的制备方法，
其中，R1＝H、卤素；
包括如下步骤：
(1)合成丁酸甲酯衍生物
向反应釜中加入γ-丁内酯和催化剂，降温至-10℃，向反应釜中加入卤素单质，20℃～100℃反应2～5小时；向体系中加入醇，于-5℃～5℃反应1～2h，生成丁酸甲酯衍生物；
其中，γ-丁内酯∶催化剂∶卤素∶醇按质量比为1∶(1～3)∶(3～4)∶(0.5～1.5)；所述催化剂为三价磷的卤化物或红磷；所述醇为甲醇、乙醇、异丙醇中的一种；
(2)合成环丙基甲酸甲酯衍生物
步骤(1)合成的丁酸甲酯衍生物、有机溶剂、碱性物质及相转移催化剂按质量比1∶(0.5～10)∶(1～3)∶(0.01～1)混合，70℃～100℃反应15～25h，产物离心分离，滤液精馏提纯，得到环丙基甲酸甲酯衍生物，为无色透明液体；
其中，所述有机溶剂为甲苯、苯、氯仿、氯苯、二氯苯中的一种；所述碱性物质为氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸钾，氢氧化钙、碳酸氢钠、碳酸氢钾中的一种；所述相转移催化剂为四丁基溴化铵、四丁基硫酸氢胺、四丁基氯化铵、四丁基碘化铵、四甲基溴化胺、四甲基氯化铵中的一种；
(3)合成环丙基羧酸衍生物
步骤(2)合成的环丙基甲酸甲酯衍生物、有机溶剂及碱性物质按质量比1∶(1～10)∶(0.4～2)混合，0～50℃反应15～25h，生成环丙基羧酸衍生物；
其中，所述有机溶剂为甲醇、乙醇、甲苯、甲基叔丁基醚中的一种；所述碱性物质为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、乙醇钠、乙醇钾、氢氧化钙、甲醇钠、甲醇钾中的一种；
(4)合成环丙基甲酰氯衍生物
步骤(3)合成的环丙基羧酸衍生物、有机溶剂、酰化试剂按质量比1∶(1～10)∶(2～5)混合，30℃～60℃反应10～25h，生成环丙基甲酰氯衍生物，预冷至-15℃～0℃备用；
所述有机溶剂为二氯甲烷、氯仿、氯化亚砜中的一种；酰化试剂为氯化亚砜、草酰氯、POCl3中的一种；
(5)合成环丙基甲酰胺衍生物
取氨化试剂，降温至-15℃～0℃，向其中滴加步骤(4)合成预冷的环丙基甲酰氯衍生物，-30℃～10℃反应1～5h，过滤除去滤液得环丙基甲酰胺衍生物；
其中，所述氨化试剂为25～28wt.％工业氨水或者溶有25～30wt.％液氨的有机溶剂，所述有机溶剂为乙醚或四氢呋喃；所述氨化试剂的用量为环丙基甲酰氯衍生物质量的1～10倍；
(6)合成环丙基甲氰衍生物
向步骤(5)合成的环丙基甲酰胺衍生物中加入脱水剂、溶剂，缓慢升温至回流状态反应3～15h，生成环丙基甲氰衍生物；
其中，环丙基甲酰胺衍生物∶脱水剂∶溶剂按质量比为1∶(1～10)∶(1～8)反应；所述脱水剂为氯化亚砜、液体光气、五氧化二磷、对甲苯磺酰氯中的一种；所述溶剂为氯仿、二氯甲烷、氯化亚砜、乙腈中的一种。
2.根据权利要求1所述环丙基甲氰衍生物的制备方法，其特征在于：
步骤(1)合成丁酸甲酯衍生物过程中，γ-丁内酯在催化剂作用下与卤素单质的反应先于40℃～50℃反应1h，再升温至80℃反应1～3h，进入后续步骤。
3.根据权利要求2所述环丙基甲氰衍生物的制备方法，其特征在于：
步骤(2)合成环丙基甲酸甲酯衍生物过程中，丁酸甲酯衍生物、有机溶剂、碱性物质及相转移催化剂按质量比1∶(2～3)∶(1～2)∶(0.05～1)混合，80～90℃反应15h～20h，产物离心分离后，滤液精馏提纯，收集25℃/30mmHg～135℃/30mmHg馏分，进入后续步骤；
其中，所述碱性物质为碳酸钾或碳酸钠。
4.根据权利要求2所述环丙基甲氰衍生物的制备方法，其特征在于：
步骤(3)合成环丙基羧酸衍生物过程中，环丙基甲酸甲酯衍生物、有机溶剂及碱性物质按质量比1∶(2～3)∶(0.4～1)反应，0～10℃反应20h～25h，进入后续步骤；
其中，所述有机溶剂为甲醇；所述碱性物质为氢氧化钾或乙醇钾。
5.根据权利要求2所述环丙基甲氰衍生物的制备方法，其特征在于：
步骤(4)合成环丙基甲酰氯衍生物过程中，按比例向环丙基羧酸衍生物中加入有机溶剂和酰化试剂，30℃～60℃反应15h～20h，产物减压蒸馏除去溶剂后预冷备用；
其中，所述酰化试剂为氯化亚砜，溶剂同为氯化亚砜。
6.根据权利要求2所述环丙基甲氰衍生物的制备方法，其特征在于：
步骤(5)合成环丙基甲酰胺衍生物的过程中，氨化试剂与环丙基甲酰氯衍生物于-15～-5℃反应1h～3h，进入后续步骤；
其中，所述氨化试剂的用量为环丙基甲酰氯衍生物质量的6～8倍。
7.根据权利要求2所述环丙基甲氰衍生物的制备方法，其特征在于：
步骤(6)合成环丙基甲氰衍生物的过程中，环丙基甲酰胺衍生物∶脱水剂∶溶剂按质量比为1∶(1～3)∶(1～3)反应；
其中，所述脱水剂为液体光气，溶剂为乙腈。
8.根据权利要求1～7中任一项权利要求所述环丙基甲氰衍生物的制备方法，其特征在于：步骤(1)所得产物经精制后进入下一步骤，所述精制步骤为：向步骤(1)所得产物中加入萃取剂和水，并调节体系pH＝7，静置分层，油层经蒸馏除去溶剂得丁酸甲酯衍生物；
所述萃取剂为苯、甲苯、二甲苯四氢呋喃、乙醚、乙酸乙酯、氯仿、二氯甲烷中的一种。
9.根据权利要求1～7中任一项权利要求所述环丙基甲氰衍生物的制备方法，其特征在于：步骤(3)所得产物经精制后进入下一步骤，所述精制步骤为：步骤(3)所得产物经蒸馏除去溶剂，向余下固体中加入自来水，用浓盐酸调节pH＝1～2，再加入萃取剂萃取，油层减压蒸馏除去溶剂，得环丙基羧酸衍生物；
所述萃取剂为二氯甲烷、氯仿、甲基叔丁基醚、乙醚、乙酸乙酯、乙酸甲酯中的一种。
10.根据权利要求1～7中任一项权利要求所述环丙基甲氰衍生物的制备方法，其特征在于：步骤(6)所得产物经精制后进入下一步骤，所述精制步骤为：步骤(6)所得产物经蒸馏除去溶剂和过量的脱水试剂，降温至10～25℃，倒进冰水中，调节pH＝7，加入萃取剂萃取，油层先常压蒸馏除去溶剂，再对余下液体减压蒸馏，收集40℃/30mmHg～100℃/30mmHg馏分；
所述萃取剂为乙酸乙酯、甲基叔丁基醚、氯仿、二氯甲烷、乙醚中的一种。
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