CN102321110A - 一种炔基硅烷类衍生物的合成方法 - Google Patents

一种炔基硅烷类衍生物的合成方法 Download PDF

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洪浩
韦建
田万里
王永健
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Abstract

一种炔基硅烷类衍生物的合成方法，采用的原料是正氯丁烷
Figure DDA0000077532430000011
炔烃
Figure DDA0000077532430000012
和三烷基氯硅烷
Figure DDA0000077532430000013
其中R1为-H，C1～C2的烷基；R2为C1～C4的烷基，其特征在于具体制备步骤如下：(1)制备正丁基镁格氏试剂；(2)制备炔类格氏试剂；(3)制备炔基硅烷衍生物；(4)后处理；(5)制得产品。本发明的优越性：1、采用格氏反应进行，成本低廉，成本价是市场价格的三分之一；2、工艺简单、安全，已经放量到吨位进行大批量生产使用；3、已经应用于多个医药中间体的制备使用，使用效果反馈良好。

Description

一种炔基硅烷类衍生物的合成方法
(一)技术领域：
本发明涉及一种重要的医药中间体的合成方法，特别是一种炔基硅烷类衍生物的合成方法。
(二)背景技术：
炔基硅烷类衍生物(
Figure BDA0000077532410000011
)是一种重要的医药中间体，其中当R1，R2均为烷基基团时，亦是重要的具硅基础化工原料，也是重要的炔基化试剂，在各种单炔，多炔烃的制备中是必不可少的合成基元。在杂环化学，碳-碳偶联，药物合成，催化化学和材料工业中有很多应用。
现阶段制备炔基硅烷类衍生物的方法主要有以下几种：
1、以卤素取代的硅烷和炔为反应原料，正丁基锂为催化剂制备炔基硅烷类衍生物，此种制备方法虽产率还好，但是反应条件苛刻，成本高，大规模工业化生产时危险性高；
2、以卤素取代的硅烷和炔的金属衍生物如炔基钠，炔基锂为原料制备炔基硅烷类衍生物，此种方法原料昂贵，不适合大规模的工业化生产；
3、以卤素或氮取代的硅烷和炔为反应原料，在锌盐的催化下制备炔基硅烷衍生物，此种制备方法产率较低，不适合，工业化生产；
4、以卤素取代的硅烷，格氏试剂和炔经多步反应制备炔基硅烷类衍生物，但只限于少数实验室生产阶段，且未见大规模的工业化生产。
以上已经报道的炔基硅烷类衍生物的合成方法因为反应条件苛刻，原料昂贵或产率低等原因，不适合规模化生产。因此，为解决现有技术中存在的难题，急待找到一条切实可行的工业化生产的合成路线。
(三)发明内容：
本发明的目的在于提供一种炔基硅烷类衍生物的合成方法，此方法的优势在于采用格氏反应进行，成本低廉，工艺简单，安全，已经成功放大到吨位进行大规模生产，且已经应用于多个医药中间体的制备使用，使用效果反馈良好。
本发明所述的一种炔基硅烷类衍生物是指
本发明采用的技术方案如下：一种炔基硅烷类衍生物的合成方法，采用的原料是正氯丁烷炔烃和三烷基氯硅烷
Figure BDA0000077532410000024
其中R1为-H，C1～C2的烷基；R2为C1～C4的烷基，其特征在于具体制备步骤如下：
(1)制备正丁基镁格氏试剂：向反应釜中先加入醚类溶剂，后向体系中加入镁粉，体系升温至20～70℃时，向体系中滴加正氯丁烷
Figure BDA0000077532410000025
滴加过程中控温20～70℃；滴毕，于20～70℃下保温反应1～5h；
醚类溶剂与正氯丁烷
Figure BDA0000077532410000031
的用量比为2～8ml/1g；镁粉与正氯丁烷
Figure BDA0000077532410000032
的摩尔比为1.0～1.5∶1；
(2)制备炔类格氏试剂：向预先配制的饱和的炔烃
Figure BDA0000077532410000033
的醚类溶液中滴加步骤(1)制备的正丁基镁格氏试剂，滴毕，控温-20～0℃，继续通炔烃
Figure BDA0000077532410000034
气体3h；
其中R1为-H，C1～C2的烷基；炔烃
Figure BDA0000077532410000035
气体与正氯丁烷
Figure BDA0000077532410000036
的摩尔比为：1.5～5.0∶1；
(3)制备炔基硅烷衍生物：向步骤(2)制备的炔类格氏试剂中滴加三烷基氯硅烷滴毕，保温0～40℃，继续搅拌1h～5h；控温0～40℃，向体系中滴入配制好的1％～40％稀酸溶液终止反应，直至体系pH＝6～7；
其中R2为C1～C4的烷基；三烷基氯硅烷
Figure BDA0000077532410000038
与正氯丁烷
Figure BDA0000077532410000039
的摩尔比为0.7～1.5∶1；
(4)后处理：分液洗涤，有机相进行干燥、过滤、精馏；
(5)制得产品：得到炔基硅烷类衍生物的纯品。
上述所说的步骤(1)中醚类溶剂为四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃或甲基叔丁基醚；所说的步骤(3)中稀酸为盐酸、硫酸、柠檬酸、乙酸或氯化铵。
上述所说的步骤(1)中醚类溶剂与正氯丁烷
Figure BDA00000775324100000310
的用量比优选为2～7ml/1g；镁粉与正氯丁烷
Figure BDA00000775324100000311
的摩尔比优选为1.0～1.3∶1；所说的步骤(2)中炔烃气体与正氯丁烷
Figure BDA0000077532410000042
的摩尔比优选为2.0～4.5∶1；所说的步骤(3)中三烷基氯硅烷
Figure BDA0000077532410000043
与正氯丁烷
Figure BDA0000077532410000044
的摩尔比优选为0.8～1.3∶1。
上述所说的步骤(1)中的醚类溶剂优选为四氢呋喃，2-甲基四氢呋喃；所说的步骤(3)中的稀酸优选为盐酸，硫酸，柠檬酸。
上述所说的步骤(1)中醚类溶剂与正氯丁烷
Figure BDA0000077532410000045
的用量比优选为3～6ml/1g；镁粉与正氯丁烷
Figure BDA0000077532410000046
的摩尔比优选为1.0～1.2∶1；上述所说的步骤(2)中炔烃
Figure BDA0000077532410000047
气体与正氯丁烷
Figure BDA0000077532410000048
的摩尔比优选为：2.0～4.0∶1.0；上述所说的步骤(3)中三烷基氯硅烷与正氯丁烷
Figure BDA00000775324100000410
的摩尔比优选为0.8～1.2∶1。
上述所说的步骤(1)中醚类溶剂优选为四氢呋喃。
上述所说的步骤(3)中稀酸优选为柠檬酸。
本发明的优越性：1、采用格氏反应进行，成本低廉，成本价是市场价格的三分之一；2、工艺简单、安全，已经放量到吨位进行大批量生产使用；3、已经应用于多个医药中间体的制备使用，使用效果反馈良好。
(四)附图说明：
图1为本发明所涉一种炔基硅烷类衍生物的合成方法反应步骤流程图。
图2为本发明所涉一种炔基硅烷类衍生物的合成方法的化学反应过程流程图。
(五)具体实施方式：
对于实施方式中出现的区间范围，是由于在一次试验中温度，pH随反应过程的进行会出现一定的浮动。
实施例1：制备三甲基硅基乙炔
Figure BDA0000077532410000051
(即
Figure BDA0000077532410000052
中R1＝H，R2＝-CH3)
(1)制备正丁基格氏试剂：向2000L搪瓷釜中加入四氢呋喃778.8kg(与正氯丁烷
Figure BDA0000077532410000053
的用量比为5mL/1g)，后加入镁粉55.1kg(与正氯丁烷
Figure BDA0000077532410000054
的用量比为1.2∶1)。将体系升温至40±5℃，向体系中加入正氯丁烷
Figure BDA0000077532410000055
175kg，滴加过程中，控温40±5℃。滴毕，于40±5℃℃下保温反应3.5h；
(2)制备炔类格氏试剂：向预先配制的饱和乙炔溶液中滴加上述步骤制备的正丁基氯格氏试剂，滴毕，控温-10±5℃，继续通乙炔气体3h，共用乙炔气体147.7kg(与正氯丁烷
Figure BDA0000077532410000056
的用量比为3.0∶1)；
(3)制备炔基硅烷衍生物：向步骤(2)制备的炔类格氏试剂中滴加三甲基氯硅烷226.0kg(与正氯丁烷的用量比为1.1∶1)。滴毕，控温25±5℃，继续搅拌2h。控温25±5℃，向体系中滴入配制好的5％的柠檬酸溶液终止反应，直到体系pH＝6～7；
(4)后处理：分液洗涤，有机相进行干燥、过滤、精馏；
(5)制得产品：得到三甲基硅乙炔的纯品，得130.0kg，收率70％，气相色谱纯度：98.5％。
所得产品的核磁数据如下：1H-NMR(CDCl3)：2.39(s，1H，)；0.20(s，9H，)。
实施例2：制备三甲基硅基丙炔
Figure BDA0000077532410000061
(即
Figure BDA0000077532410000062
中R1＝-CH3，R2＝-CH3)
(1)制备正丁基格氏试剂：向500L搪瓷釜中加入2-甲基四氢呋喃71.2kg(与正氯丁烷
Figure BDA0000077532410000063
的用量比为2mL/1g)，后加入镁粉10.5kg(与正氯丁烷
Figure BDA0000077532410000064
的摩尔比为1.0∶1)。将体系升温至25±5℃，向体系中加入正氯丁烷
Figure BDA0000077532410000065
40kg，滴加过程中，控温25±5℃。滴毕，于25±5℃下保温反应1h；
(2)制备炔类格氏试剂：向预先配制的饱和1-丙炔溶液中滴加上述步骤制备的正丁基氯格氏试剂，滴毕，控温-15±5℃，继续通1-丙炔3h。1-丙炔用量为30kg(与正氯丁烷
Figure BDA0000077532410000066
的摩尔比为1.5∶1)。
(3)制备炔基硅烷衍生物：向体系中滴加三甲基氯硅烷32.9kg，(与正氯丁烷的摩尔比为0.7∶1)滴毕，控温5±5℃，继续搅拌1h。控温5±5℃，向体系中滴入配制好的1％的稀盐酸溶液终止反应，直到体系pH＝6～7。
(4)后处理：分液洗涤，有机相进行干燥、过滤、精馏；
(5)制得产品：得到三甲基硅基丁炔的纯品，得33.0kg，收率68.0％，，气相色谱纯度：97.8％。
所得产品的核磁数据如下：1H-NMR(CDCl3)：1.87(s，3H，)；0.14(s，9H，)。
实施例3：制备三乙基硅基乙炔
Figure BDA0000077532410000071
(即
Figure BDA0000077532410000072
中R1＝H，R2＝-C2H5)
(1)制备正丁基格氏试剂：向500L搪瓷釜中加入甲基叔丁基醚207.2kg(与正氯丁烷
Figure BDA0000077532410000073
的用量比为8mL/1g)，后加入镁粉13.8kg(与正氯丁烷
Figure BDA0000077532410000074
的摩尔比为1.5∶1)。将体系升温至40～45℃，向体系中加入正氯丁烷
Figure BDA0000077532410000075
35kg，滴加过程中，控温65±5℃。滴毕，于65±5℃下保温反应5h；
(2)制备炔类格氏试剂：向预先配制的饱和乙炔溶液中滴加上述步骤制备的正丁基氯格氏试剂，滴毕，控温-5±5℃，继续通乙炔气体3h。乙炔气体的用量为49.2kg(与正氯丁烷的摩尔比为5.0∶1)；
(3)制备炔基硅烷衍生物：向体系中滴加三乙基氯硅烷85.5kg(与正氯丁烷的摩尔比为1.5∶1)，滴毕，控温35±5℃，继续搅拌5h。控温35±5℃，向体系中滴入配制好的40％的氯化铵溶液终止反应，直到体系pH＝6～7；
(4)后处理：分液洗涤，有机相进行干燥、过滤、精馏
(5)制得产品：得到三异丙基硅基乙炔的纯品，得产品34.0kg，收率64.1％，，气相色谱纯度：98.0％。
所得产品的核磁数据如下：1H-NMR(CDCl3)：2.36(s，1H，)；1.01(t，9H，)；0.63(q，6H，)。
由此可见，本发明中公开的炔基硅烷类衍生物的合成方法可以得到纯度＞97.5％的目标产物，合成方法采用的原料易得，使用的试剂都是常见试剂，价格较低，成本低廉，无高温高压反应，工艺条件温和，整个生产过程中操作简单、污染较低，通过说明书能看出本发明使用的试剂均为普通试剂，毒性较小，对环境污染低，为炔基硅烷类衍生物的工业化生产提供了可能。

Claims (7)

1.一种炔基硅烷类衍生物的合成方法，采用的原料是正氯丁烷
Figure FDA0000077532400000011
炔烃和三烷基氯硅烷
Figure FDA0000077532400000013
其中R1为-H，C1～C2的烷基；R2为C1～C4的烷基，其特征在于具体制备步骤如下：
(1)制备正丁基镁格氏试剂：向反应釜中先加入醚类溶剂，后向体系中加入镁粉，体系升温至20～70℃时，向体系中滴加正氯丁烷
Figure FDA0000077532400000014
滴加过程中控温20～70℃；滴毕，于20～70℃下保温反应1～5h；
醚类溶剂与正氯丁烷
Figure FDA0000077532400000015
的用量比为2～8ml/1g；镁粉与正氯丁烷
Figure FDA0000077532400000016
的摩尔比为1.0～1.5∶1；
(2)制备炔类格氏试剂：向预先配制的饱和的炔烃
Figure FDA0000077532400000017
的醚类溶液中滴加步骤(1)制备的正丁基镁格氏试剂，滴毕，控温-20～0℃，继续通炔烃
Figure FDA0000077532400000018
气体3h；
其中R1为-H，C1～C2的烷基；炔烃
Figure FDA0000077532400000019
气体与正氯丁烷
Figure FDA00000775324000000110
的摩尔比为：1.5～5.0∶1
(3)制备炔基硅烷衍生物：向步骤(2)制备的炔类格氏试剂中滴加三烷基氯硅烷
Figure FDA00000775324000000111
滴毕，保温0～40℃，继续搅拌1h～5h；控温0～40℃，向体系中滴入配制好的1％～40％稀酸溶液终止反应，直至体系pH＝6～7；
其中R2为C1～C4的烷基；三烷基氯硅烷
Figure FDA0000077532400000021
与正氯丁烷
Figure FDA0000077532400000022
的摩尔比为0.7～1.5∶1；
(4)后处理：分液洗涤，有机相进行干燥、过滤、精馏；
(5)制得产品：得到炔基硅烷类衍生物的纯品。
2.根据权利要求1所说的一种炔基硅烷类衍生物的合成方法，其特征在于所说的步骤(1)中醚类溶剂为四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃或甲基叔丁基醚；所说的步骤(3)中稀酸为盐酸、硫酸、柠檬酸、乙酸或氯化铵。
3.根据权利要求1所说的一种炔基硅烷类衍生物的合成方法，其特征在于所说的步骤(1)中醚类溶剂与正氯丁烷的用量比优选为2～7ml/1g；镁粉与正氯丁烷的摩尔比优选为1.0～1.3∶1；所说的步骤(2)中炔烃
Figure FDA0000077532400000025
气体与正氯丁烷
Figure FDA0000077532400000026
的摩尔比优选为2.0～4.5∶1；所说的步骤(3)中三烷基氯硅烷
Figure FDA0000077532400000027
与正氯丁烷
Figure FDA0000077532400000028
的摩尔比优选为0.8～1.3∶1。
4.根据权利要求2所说的一种炔基硅烷类衍生物的合成方法，其特征在于所说的步骤(1)中的醚类溶剂优选为四氢呋喃，2-甲基四氢呋喃；所说的步骤(3)中的稀酸优选为盐酸，硫酸，柠檬酸。
5.根据权利要求3所说的一种炔基硅烷类衍生物的合成方法，其特征在于所说的步骤(1)中醚类溶剂与正氯丁烷
Figure FDA0000077532400000029
的用量比优选为3～6ml/1g；镁粉与正氯丁烷
Figure FDA00000775324000000210
的摩尔比优选为1.0～1.2∶1；所说的步骤(2)中炔烃气体与正氯丁烷
Figure FDA0000077532400000032
的摩尔比优选为：2.0～4.0∶1.0；所说的步骤(3)中三烷基氯硅烷
Figure FDA0000077532400000033
与正氯丁烷
Figure FDA0000077532400000034
的摩尔比优选为0.8～1.2∶1。
6.根据权利要求4所说的一种炔基硅烷类衍生物的合成方法，其特征在于所说的步骤(1)中醚类溶剂优选为四氢呋喃。
7.根据权利要求4所说的一种炔基硅烷类衍生物的合成方法，其特征在于所说的步骤(3)中稀酸优选为柠檬酸。
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