CN102584521A - 一种氯代炔烃的合成方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(一)技术领域:
本发明涉及一种医药中间体的合成方法,特别是一种氯代炔烃的合成方法。
(二)背景技术:
氯代炔烃是重要的医药中间体,主要用于天然脂肪酸、邻苯二酰亚胺脂肪酮及医药炎镇痛、氟奋乃静、优降宁等中间体的合成。随着医药工业的发展,该产品具有很大的市场潜力。因此,开发一种高效益,低成本的氯代炔烃的合成工艺具有重要意义。
现阶段,制备氯代炔烃的方法主要有以下几种:
1、以乙炔为起始原料,经2步合成,首先在液氨和氨基钠的条件下生产乙炔钠,后控温-78℃,加入正丁基锂和氯溴烃烷类化合物的六甲基磷酰三胺烷溶液,得到产品氯代炔烃,收率25%左右。此方法由于反应条件苛刻(反应温度-78℃,反应条件为无水),增加了操作的困难和设备的投入,提高了合成的费用,且反应的收率较低(25%左右),不适合规模化生产。
2、以乙炔为起始原料,加入溴乙烷制备的格式试剂和氯溴烃烷类化合物,并以乙醚作为反应溶剂合成氯代炔烃,总收率为30%左右。本方法合成路线长,不利于工业化成产;且采用乙醚作为溶剂,不适合规模化生产。
3、以乙炔为起始原料,经3步合成,首先在液氨和锂的存在下,在-50℃下加入乙炔和乙醚的混合溶液制备乙炔基锂,乙炔基锂与环氧烷在氯化铵存在下反应生成烷炔醇。烷炔醇在N,N-二甲基甲酰胺存在下与三氯化磷反应合成产品氯代炔烃,收率42%左右。此方法由于反应条件苛刻(反应温度-50℃),增加了操作的困难和设备的投入,提高了合成的费用,且由于采用乙醚作为溶剂,不适合规模化生产。
因此,为解决现有技术中存在的难题,急待找到一条成本低廉,工艺简单安全,收率较高,适合规模化生产且能创造可观经济效益的合成路线。
(三)发明内容:
本发明的目的在于提供一种氯代炔烃的合成方法,选用已经在市场上商业化的原料或者容易制备的环氧醇类(n=1~4)为初始原料,经过取代、消除及再取代三个步骤合成氯代炔烃。同时与现有合成方法不同的是:我们通过优化反应温度、反应试剂的比例及后处理条件等来提高产品的收率和稳定性,使其适合规模化生产。该方法原料易得,反应纯度收率较高,工艺条件稳定,操作简单,适用于规模化生产,为制备氯代炔烃的合成提供了一种新的思路和方法。
本发明的技术方案:一种制备氯代炔烃的方法,其特征在于具体步骤如下:
(1)取代:在酰氯类化合物存在下,控温30~60℃,加入有机碱和主原料环氧醇类n=1~4,体系升温至70~100℃,保温反应4~12h,减压蒸馏,待馏分基本稳定后,收集馏分,收集完毕后,向此馏分中加入无机碱类试剂,调节馏分PH值至6~10,压滤,得到氯甲基环氧烷
(2)消除:在液氨存在下,加入九水硝酸铁、碱金属和步骤(1)所得产品氯甲基环氧烷n=1~4,保温-20~-50℃反应3~5h,向体系中加入氯化铵,将体系回温至0~40℃,向体系中加入醚类溶剂和水,压滤,酸类试剂调节PH至6~10,分液,水相用醚类溶剂萃取,分液,浓缩,得到产品炔醇
其中,步骤(1)所得产品氯甲基环氧烷和液氨的用量比为1g/5~30mL,步骤(1)所得产品氯甲基环氧烷和九水硝酸铁的摩尔比为1∶0.001~0.02eq,步骤(1)所得产品氯甲基环氧烷和氯化铵的摩尔比为1∶3.0~6.0eq,步骤(1)所得产品氯甲基环氧烷与碱金属的摩尔比为1∶3.0~6.0eq,步骤(1)所得产品氯甲基环氧烷与回温后加入的醚类溶剂的用量比为1g/1~20mL,步骤(1)所得产品氯甲基环氧烷与水的用量比为1g/1~20mL,步骤(1)所得产品氯甲基环氧烷与萃取水相的醚类溶剂的用量比为1g/3~20mL;
(3)取代:在酰氯类化合物存在下,加入有机碱和步骤(2)所得产品炔醇n=1~4,控温20~50℃,加毕,体系升温至60~80℃反应,反应毕,减压蒸馏,用无机碱类试剂调节馏分PH值至7~11,压滤得产品氯代炔烃
上述步骤(1)中所说的酰氯类化合物为对甲苯磺酰氯、甲基磺酰氯、氯乙酰氯、乙酰氯、三氯氧磷、二氯亚砜、特戊酰氯或苯甲酰氯,所说的有机碱为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、三乙胺或吡啶,所说的无机碱类试剂为氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钾或碳酸钠。
上述步骤(2)中所说的碱金属为锂、钠或钾,所说的酸类试剂为盐酸、硫酸、磷酸、醋酸或氯乙酸,所说的醚类溶剂为四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、甲基叔丁基醚或1,4-二氧六环。
上述步骤(3)中所说的酰氯类化合物为对甲苯磺酰氯、甲基磺酰氯、氯乙酰氯、乙酰氯、三氯氧磷、二氯亚砜、特戊酰氯或苯甲酰氯;所说的有机碱为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、三乙胺或吡啶,所说的无机碱类试剂为氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钾或碳酸钠。
上述所说的步骤(1)中主原料环氧醇类与酰氯类化合物的摩尔比为1∶1.0~3.0eq,主原料环氧醇类与有机碱的摩尔比为1∶0.05~2.0eq;所说的步骤(2)中步骤(1)所得产品氯甲基环氧烷与液氨的用量比为1g/8~20mL,步骤(1)所得产品氯甲基环氧烷和九水硝酸铁的摩尔比为1∶0.001~0.018eq,步骤(1)所得产品氯甲基环氧烷与氯化铵的摩尔比为1∶3.0~5.0eq,步骤(1)所得产品氯甲基环氧烷与碱金属的摩尔比为1∶3.0~5.0eq,步骤(1)所得产品氯甲基环氧烷与回温后加入的醚类溶剂的用量比为1g/3~15mL,步骤(1)所得产品氯甲基环氧烷与水的用量比为1g/3~15mL,步骤(1)所得产品氯甲基环氧烷与水相萃取剂醚类溶剂的用量比为1g/5~15mL;所说的步骤(3)中步骤(2)所得产品炔醇与酰氯类化合物的摩尔比为1∶1.0~3.0eq,步骤(2)所得产品炔醇与有机碱的摩尔比为1∶0.05~2.0eq。
上述步骤(1)中所说的酰氯类化合物为对甲苯磺酰氯、氯乙酰氯、乙酰氯或苯甲酰氯,所说的有机碱为N,N-二甲基甲酰胺或N,N-二甲基乙酰胺,所说的无机碱类试剂为氢氧化钾或氢氧化钠。
上述步骤(2)中所说的碱金属为锂或钾,所说的酸类试剂为醋酸或氯乙酸,所说的醚类溶剂为四氢呋喃或2-甲基四氢呋喃。
上述步骤(3)中所说的酰氯类化合物为对甲苯磺酰氯、氯乙酰氯、乙酰氯或苯甲酰氯,所说的有机碱为N,N-二甲基甲酰胺或N,N-二甲基乙酰胺,所说的无机碱类试剂为氢氧化钾或氢氧化钠。
上述所说的步骤(1)中主原料环氧醇类与酰氯类化合物的摩尔比为1∶1.0~2.5,主原料环氧醇类与有机碱的摩尔比为1∶0.1~1.5eq;所说的步骤(2)中步骤(1)所得产品氯甲基环氧烷和液氨的用量比为1g/8~15mL,步骤(1)所得产品氯甲基环氧烷和九水硝酸铁的摩尔比为1∶0.001~0.015eq,步骤(1)所得产品氯甲基环氧烷和氯化铵的摩尔比为1∶3.5~4.5eq,步骤(1)所得产品氯甲基环氧烷与碱金属的摩尔比为1∶3.5~4.5eq,步骤(1)所得产品氯甲基环氧烷与回温后加入的醚类溶剂的用量比为1g/5~12mL,步骤(1)所得产品氯甲基环氧烷与水的用量比为1g/5~12mL,步骤(1)所得产品氯甲基环氧烷与水相萃取剂醚类溶剂的用量比为1g/5~12mL;所说的步骤(3)中步骤(2)所得产品炔醇与酰氯类化合物的摩尔比为1∶1.0~2.5eq,步骤(2)所得产品炔醇和有机碱的摩尔比为1∶0.1~1.5eq。
上述步骤(1)中所说的酰氯类化合物为氯乙酰氯或乙酰氯,所说的有机碱为N,N-二甲基甲酰胺,所说的无机碱类试剂为氢氧化钾;步骤(2)中所说的碱金属为钾,所说的酸类试剂为醋酸,所说的醚类溶剂为四氢呋喃;步骤(3)中所说的酰氯类化合物为氯乙酰氯或乙酰氯;所说的有机碱为N,N-二甲基甲酰胺,所说的无机碱类试剂为氢氧化钾。
本发明的优越性:1、通过调节反应温度,优化滴加速度,调节PH值,使产品的收率提高,总收率为44.5%~72.7%,纯度稳定在95%以上,适合放大生产;2、通过优化反应试剂的比例,使得产品稳定性大大提高,便于储存;3、优化了反应温度,使得反应的安全性大大提高。
(四)附图说明:
图1:合成氯代炔烃的合成方法的化学反应步骤流程图。
图2:合成氯代炔烃的合成方法的化学反应过程流程图。
结合图1和/或图2可以更加直观的理解上述发明的技术方案。
(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随反应过程的进行会出现一定的浮动;PH值测试结果的表述也是化工合成领域的常规表述。
(1)取代:在1000L反应釜中,263.3kg(2.0eq)乙酰氯存在下,控温45±5℃,加入170.0kg(1.0eq)四氢糠醇和103.5kg(0.85eq)N,N-二甲基甲酰胺,将体系升温至80±5℃,保温反应8h,减压蒸馏,待馏分基本稳定后,收集馏分,收集完毕后,向此馏分中加入无水氢氧化钾,调节馏分PH值至7.5±0.5,压滤,得到产品2-氯甲基四氢呋喃收率为90.7%;
(2)消除:在3000L反应釜中,2160L(1g/12ml)液氨存在下,加入4.8kg(0.008eq)九水硝酸铁、234.6kg(4.0eq)金属钾,180.0kg(1.0eq)步骤(1)所得产品保温于-35~±-5℃反应4h,向体系中加入321.0kg(4.0eq)氯化铵,将体系回温至25±5℃,向体系中加入1441.8kg(1g/9ml)四氢呋喃和1620.0kg(1g/9ml)水,压滤,醋酸调节PH至7.5±0.5,分液,水相用1441.8kg(1g/9ml)四氢呋喃萃取,浓缩,得到产品4-戊炔-1-醇收率为95.6%;
(3)取代:在1000L反应釜中,225.4kg(2.0eq)乙酰氯存在下,加入120kg(1.0eq)步骤(2)所得产品和88.8kg(0.85eq)N,N-二甲基甲酰胺,控温35±5℃,加毕,体系升温至70±5℃反应,反应毕,减压蒸馏,氢氧化钾调节馏分PH值至8.5±0.5,压滤得产品5-氯戊炔收率为83.8%。
(1)取代:在1000L反应釜中,388.9kg(4.0eq)氯乙酰氯存在下,控温55±5℃,加入100.0kg(1.0eq)四氢吡喃-2-甲醇和150.0kg(2.0eq)N,N-二甲基乙酰胺,将体系升温至95±5℃,保温反应12h,减压蒸馏,待馏分基本稳定后,收集馏分,收集完毕后,向此馏分中加入无水氢氧化钠(用量以PH值为准),调节馏分PH值至9.5±0.5,压滤,得到产品2-氯甲基四氢吡喃收率收率为80.9%;
(2)消除:在3500L反应釜中,2760L(1g/30ml)液氨存在下,加入5.5kg(0.02eq)九水硝酸铁、28.4kg(6.0eq)金属锂,92.0kg(1.0eq)步骤(1)所得产品保温于-25~±5℃反应5h,向体系中加入219.3kg(6.0eq)氯化铵,将体系回温至35±5℃,向体系中加入1582.3kg(1g/20ml)2-甲基四氢呋喃和1840.0kg(1g/20ml)水,压滤,试剂氯乙酸调节PH至9.5±0.5,分液,水相用1582.3kg(1g/20ml)2-甲基四氢呋喃萃取,浓缩,得到产品5-己炔-1-醇收率为89.4%;
(3)取代:在500L反应釜中,267.0kg(4.0eq)氯乙酰氯存在下,加入58.0kg(1.0eq)步骤(2)所得产品和102.9kg(2.0eq)N,N-二甲基乙酰胺,控温45±5℃,加毕,体系升温至75±5℃反应,反应毕,减压蒸馏,氢氧化钠调节馏分PH值至10.5±0.5,压滤得产品6-氯己炔收率为79.7%。
(1)取代:在1000L反应釜中,319.1kg(1.0eq)苯甲酰氯存在下,控温35±5℃,加入200.0kg(1.0eq)2-羟甲基氧杂环丁烷和2.3kg(0.01eq)三乙胺,将体系升温至75±5℃,保温反应4h,减压蒸馏,待馏分基本稳定后,收集馏分,收集完毕后,向此馏分中加入无水碳酸钠(用量以PH值为准),调节馏分PH值6.5±0.5,压滤,得到产品2-氯甲基氧杂环丁烷收率为71.3%;
(2)消除:在1500L反应釜中,850L(1g/5ml)液氨存在下,加入0.64kg(0.001eq)九水硝酸铁、110.1kg(3.0eq)金属钠,170.0kg(1.0eq)步骤(1)所得产品保温于-45~±5℃反应3h,向体系中加入256.1kg(3.0eq)氯化铵,将体系回温至5±5℃,向体系中加入241.4kg(1g/1ml)1,4-二氧六环和170.0kg(1g/1ml)水,压滤,试剂硫酸调节PH至6.5±0.5,分液,水相用724.2kg(1g/3ml)1,4-二氧六环萃取,浓缩,得到产品4-丁炔-1-醇收率为83.7%;
(3)取代:在500L反应瓶中,180.5kg(1.0eq)苯甲酰氯存在下,加入90kg(1.0eq)步骤(2)所得产品和1.3kg(0.01eq)三乙胺,控温25±5℃,加毕,体系升温至65±5℃反应,反应毕,减压蒸馏,碳酸钠调节馏分PH值至7.5±0.5,压滤得产品7-氯庚炔收率为74.5%。
由此可见,本发明中公开的制备氯代炔烃的方法可以得到纯度较高的目标产物,纯度稳定在95%以上,合成方法采用的原料易得,工艺条件稳定,化学反应条件温和,总收率为44.5%~72.7%,整个生产过程中操作简单、污染较低,为制备氯代炔烃的合成提供了一种新的思路和方法。
Claims (10)
1.一种制备氯代炔烃的方法,其特征在于具体步骤如下:
(1)取代:在酰氯类化合物存在下,控温30~60℃,加入有机碱和主原料环氧醇类n=1~4,体系升温至70~100℃,保温反应4~12h,减压蒸馏,待馏分基本稳定后,收集馏分,收集完毕后,向此馏分中加入无机碱类试剂,调节馏分PH值至6~10,压滤,得到氯甲基环氧烷
(2)消除:在液氨存在下,加入九水硝酸铁、碱金属和步骤(1)所得产品氯甲基环氧烷n=1~4,保温-20~-50℃反应3~5h,向体系中加入氯化铵,将体系回温至0~40℃,向体系中加入醚类溶剂和水,压滤,酸类试剂调节PH至6~10,分液,水相用醚类溶剂萃取,分液,浓缩,得到产品炔醇
其中,步骤(1)所得产品氯甲基环氧烷和液氨的用量比为1g/5~30mL,步骤(1)所得产品氯甲基环氧烷和九水硝酸铁的摩尔比为1∶0.001~0.02eq,步骤(1)所得产品氯甲基环氧烷和氯化铵的摩尔比为1∶3.0~6.0eq,步骤(1)所得产品氯甲基环氧烷与碱金属的摩尔比为1∶3.0~6.0eq,步骤(1)所得产品氯甲基环氧烷与回温后加入的醚类溶剂的用量比为1g/1~20mL,步骤(1)所得产品氯甲基环氧烷与水的用量比为1g/1~20mL,步骤(1)所得产品氯甲基环氧烷与萃取水相的醚类溶剂的用量比为1g/3~20mL;
(3)取代:在酰氯类化合物存在下,加入有机碱和步骤(2)所得产品炔醇n=1~4,控温20~50℃,加毕,体系升温至60~80℃反应,反应毕,减压蒸馏,用无机碱类试剂调节馏分PH值至7~11,压滤得产品氯代炔烃
2.根据权利要求1所说的一种制备氯代炔烃的方法,其特征在于步骤(1)中所说的酰氯类化合物为对甲苯磺酰氯、甲基磺酰氯、氯乙酰氯、乙酰氯、三氯氧磷、二氯亚砜、特戊酰氯或苯甲酰氯,所说的有机碱为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、三乙胺或吡啶,所说的无机碱类试剂为氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钾或碳酸钠。
3.根据权利要求1所说的一种制备氯代炔烃的方法,其特征在于步骤(2)中所说的碱金属为锂、钠或钾,所说的酸类试剂为盐酸、硫酸、磷酸、醋酸或氯乙酸,所说的醚类溶剂为四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、甲基叔丁基醚或1,4-二氧六环。
4.根据权利要求1所说的一种制备氯代炔烃的方法,其特征在于步骤(3)中所说的酰氯类化合物为对甲苯磺酰氯、甲基磺酰氯、氯乙酰氯、乙酰氯、三氯氧磷、二氯亚砜、特戊酰氯或苯甲酰氯;所说的有机碱为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、三乙胺或吡啶,所说的无机碱类试剂为氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钾或碳酸钠。
5.根据权利要求1所说的一种制备氯代炔烃的方法,其特征在于所说的步骤(1)中主原料环氧醇类与酰氯类化合物的摩尔比为1∶1.0~3.0eq,主原料环氧醇类与有机碱的摩尔比为1∶0.05~2.0eq;所说的步骤(2)中步骤(1)所得产品氯甲基环氧烷与液氨的用量比为1g/8~20mL,步骤(1)所得产品氯甲基环氧烷和九水硝酸铁的摩尔比为1∶0.001~0.018eq,步骤(1)所得产品氯甲基环氧烷与氯化铵的摩尔比为1∶3.0~5.0eq,步骤(1)所得产品氯甲基环氧烷与碱金属的摩尔比为1∶3.0~5.0eq,步骤(1)所得产品氯甲基环氧烷与回温后加入的醚类溶剂的用量比为1g/3~15mL,步骤(1)所得产品氯甲基环氧烷与水的用量比为1g/3~15mL,步骤(1)所得产品氯甲基环氧烷与水相萃取剂醚类溶剂的用量比为1g/5~15mL;所说的步骤(3)中步骤(2)所得产品炔醇与酰氯类化合物的摩尔比为1∶1.0~3.0eq,步骤(2)所得产品炔醇与有机碱的摩尔比为1∶0.05~2.0eq。
6.根据权利要求1或2所说的一种制备氯代炔烃的方法,其特征在于步骤(1)中所说的酰氯类化合物为对甲苯磺酰氯、氯乙酰氯、乙酰氯或苯甲酰氯,所说的有机碱为N,N-二甲基甲酰胺或N,N-二甲基乙酰胺,所说的无机碱类试剂为氢氧化钾或氢氧化钠。
7.根据权利要求1或3所说的一种制备氯代炔烃的方法,其特征在于步骤(2)中所说的碱金属为锂或钾,所说的酸类试剂为醋酸或氯乙酸,所说的醚类溶剂为四氢呋喃或2-甲基四氢呋喃。
8.根据权利要求1或4所说的一种制备氯代炔烃的方法,其特征在于步骤(3)中所说的酰氯类化合物为对甲苯磺酰氯、氯乙酰氯、乙酰氯或苯甲酰氯,所说的有机碱为N,N-二甲基甲酰胺或N,N-二甲基乙酰胺,所说的无机碱类试剂为氢氧化钾或氢氧化钠。
9.根据权利要求1或5所说的一种制备氯代炔烃的方法,其特征在于所说的步骤(1)中主原料环氧醇类与酰氯类化合物的摩尔比为1∶1.0~2.5,主原料环氧醇类与有机碱的摩尔比为1∶0.1~1.5eq;所说的步骤(2)中步骤(1)所得产品氯甲基环氧烷和液氨的用量比为1g/8~15mL,步骤(1)所得产品氯甲基环氧烷和九水硝酸铁的摩尔比为1∶0.001~0.015eq,步骤(1)所得产品氯甲基环氧烷和氯化铵的摩尔比为1∶3.5~4.5eq,步骤(1)所得产品氯甲基环氧烷与碱金属的摩尔比为1∶3.5~4.5eq,步骤(1)所得产品氯甲基环氧烷与回温后加入的醚类溶剂的用量比为1g/5~12mL,步骤(1)所得产品氯甲基环氧烷与水的用量比为1g/5~12mL,步骤(1)所得产品氯甲基环氧烷与水相萃取剂醚类溶剂的用量比为1g/5~12mL;所说的步骤(3)中步骤(2)所得产品炔醇与酰氯类化合物的摩尔比为1∶1.0~2.5eq,步骤(2)所得产品炔醇和有机碱的摩尔比为1∶0.1~1.5eq。
10.根据权利要求1所说的一种制备氯代炔烃的方法,其特征在于步骤(1)中所说的酰氯类化合物为氯乙酰氯或乙酰氯,所说的有机碱为N,N-二甲基甲酰胺,所说的无机碱类试剂为氢氧化钾;步骤(2)中所说的碱金属为钾,所说的酸类试剂为醋酸,所说的醚类溶剂为四氢呋喃;步骤(3)中所说的酰氯类化合物为氯乙酰氯或乙酰氯;所说的有机碱为N,N-二甲基甲酰胺,所说的无机碱类试剂为氢氧化钾。
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