CN103539798A - 一种双环胍（1,5,7-三氮杂双环[5.5.0]癸-5-烯）的合成方法 - Google Patents
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Abstract
一种双环胍（1,5,7-三氮杂双环[5.5.0]癸-5-烯）的合成方法。本发明方法以双（3-氨基丙基）胺和胍盐酸盐为原料，采用溶液反应合成双环胍（1,5,7-三氮杂双环[5.5.0]癸-5-烯）。本方法原料价廉易得，溶剂低毒、不易挥发、可回收再利用，反应温度低（80-160℃），时间短（1-8h），产率高（70-80%），产物纯度高（95-97%），实验过程操作简便，易于实现工业化。
Description
技术领域
该发明属于有机合成领域，涉及一种制备双环胍（1,5,7-三氮杂双环[5.5.0]癸-5-烯）的方法。
背景技术
1,5,7-三氮杂双环[5.5.0]癸-5-烯（TBD）有着独特的物理、电子和化学特性。不论是其中性分子还是其阴阳离子，在许多化学领域都得到了应用，如作为有机催化剂或在配位化合物中做配体。目前为止已经有多种工艺方法合成TBD。例如采用二硫化碳与双（3-氨基丙基）胺反应可直接合成TBD（美国专利2009/0281314）。然而该反应存在如下缺点：原料二硫化碳挥发性高，可燃范围宽，有一定毒性，属于管制药品；反应过程长达10天；生成的硫化氢有相当的毒性；并且生成的TBD纯度不高，难以分离。有研究人员采用更高的温度和不同的溶剂（美国专利2009/0286978）进行反应，但上述缺点仍然无法克服。
有报道使用碳酸酯与双（3-氨基丙基）胺反应合成TBD（PCT专利WO2009/137728）。然而使用碳酸酯作为反应物时，需加脱水剂以促使反应向正方向进行，反应时间长（48~56h），温度高（230℃），条件比较苛刻，且产物纯度也不高，分离提纯困难。
PCT专利WO2011/079041中采用胍，氰胺与双（3-氨基丙基）胺反应合成TBD。在一定程度上提高了反应速率、降低了反应温度、产物纯度也有所提高，是合成TBD的有效途径之一。但是本体反应自身的缺点难以克服，如反应速率仍然较慢（12h），反应温度较高（160-180℃），产物后续提纯分离困难等。
综上，合成双环胍仍然需要开发反应速率快、温度低、产物纯度高的廉价合成方法。有研究表明采用溶液反应法可以有效的克服本体反应的缺点。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的上述不足，提供一种合成双环胍（1,5,7-三氮杂双环[5.5.0]癸-5-烯）的方法。
本发明提供的合成双环胍（1,5,7-三氮杂双环[5.5.0]癸-5-烯）的方法，采用溶液反应合成，以双（3-氨基丙基）胺和胍盐酸盐为原料，将反应物溶于上述惰性溶剂中，使反应可以在较低温度下快速反应，后续的提纯分离也更加简便。具体合成步骤包括：
（1）向配有回流冷凝器及搅拌设备的反应釜中加入胍盐酸盐、双（3-氨基丙基）胺及溶剂，在氩气保护下及80-160℃条件下反应1-8h；胍盐酸盐与双（3-氨基丙基）胺的摩尔比为1:0.8—1:1.2。
（2）反应完毕后，所得白色固体为双环胍盐酸盐。将白色固体用水溶解，与氢氧化钠反应，旋蒸除水后，以二氯甲烷溶解、过滤、旋蒸去除二氯甲烷、真空干燥48h后所得黄白色固体为双环胍，产率70~80%，产物纯度为95-97% 。
所述溶剂为低毒不易挥发可回收再利用的有机溶剂均三甲苯、二甲苯、环己醇、异丁基苯或对异丙基甲苯中的一种或者几种，产物提纯分离简便。
本发明的优点和有益效果：
1．反应温度低，时间短，产率高，产物纯度高。
2．原料成本低廉，溶剂低毒不易挥发，操作简便，易于工业化实施。
附图说明
图1是反应产物双环胍的核磁共振氢谱图。
具体实施方式
实施例1
向配有回流冷凝器及搅拌设备的100ml反应釜中加入胍盐酸盐9.5g（0.1mol）,双（3-氨基丙基）胺11.44ml（0.08mol），均三甲苯20ml，在氩气保护下及80℃条件下反应8h。反应完毕后，所得白色固体为双环胍盐酸盐。将白色固体用水溶解，与氢氧化钠反应，旋蒸除水 ，取30mL二氯甲烷溶解，过滤，旋蒸去除二氯甲烷得无色油状液体，置冰箱冷冻10h,室温放置至液体变为黄白色固体。1H NMR(500MHz,D2O) δ3.27(s,1H),3.20(s,1H),1.91(s,1H)。固体经室温真空干燥48h得TBD，产率72%，纯度95%。
实施例2
向配有回流冷凝器及搅拌设备的100ml反应釜中加入胍盐酸盐9.5g（0.1mol）,双（3-氨基丙基）胺14.3ml（0.1mol），均三甲苯30ml,在氩气保护下及160℃条件下反应1h。反应完毕后，所得白色固体为双环胍盐酸盐。将白色固体用水溶解，与氢氧化钠反应，旋蒸除水 ，取30mL二氯甲烷溶解，过滤，旋蒸去除二氯甲烷得无色油状液体，置冰箱冷冻10h,室温放置至液体变为黄白色固体。1H NMR(500MHz,D2O) δ3.27(s,1H),3.20(s,1H),1.91(s,1H)。固体经室温真空干燥48h得TBD，产率74%，纯度96%。
实施例3
向配有回流冷凝器及搅拌设备的100ml反应釜中加入胍盐酸盐9.5g（0.1mol）,双（3-氨基丙基）胺17.16ml（0.12mol），均三甲苯20ml, 二甲苯20ml,在氩气保护下及120℃条件下反应4h。反应完毕后，所得白色固体为双环胍盐酸盐。将白色固体用水溶解，与氢氧化钠反应，旋蒸除水 ，取30mL二氯甲烷溶解，过滤，旋蒸去除二氯甲烷得无色油状液体，置冰箱冷冻10h,室温放置至液体变为黄白色固体。1H NMR(500MHz,D2O) δ3.27(s,1H),3.20(s,1H),1.91(s,1H)。固体经室温真空干燥48h得TBD，产率76%，纯度97%。
实施例4
向配有回流冷凝器及搅拌设备的100ml反应釜中加入胍盐酸盐9.5g（0.1mol）,双（3-氨基丙基）胺11.44ml（0.08mol），二甲苯20ml,在氩气保护下及160℃条件下反应1h。反应完毕后，所得白色固体为双环胍盐酸盐。将白色固体用水溶解，与氢氧化钠反应，旋蒸除水 ，取30mL二氯甲烷溶解，过滤，旋蒸去除二氯甲烷得无色油状液体，置冰箱冷冻10h,室温放置至液体变为黄白色固体。1H NMR(500MHz,D2O) δ3.27(s,1H),3.20(s,1H),1.91(s,1H)。固体经室温真空干燥48h得TBD，产率75%，纯度95%。
实施例5
向配有回流冷凝器及搅拌设备的100ml反应釜中加入胍盐酸盐9.5g（0.1mol）,双（3-氨基丙基）胺14.3ml（0.1mol），二甲苯30ml,在氩气保护下及80℃条件下反应8h。反应完毕后，所得白色固体为双环胍盐酸盐。将白色固体用水溶解，与氢氧化钠反应，旋蒸除水 ，取30mL二氯甲烷溶解，过滤，旋蒸去除二氯甲烷得无色油状液体，置冰箱冷冻10h,室温放置至液体变为黄白色固体。1H NMR(500MHz,D2O) δ3.27(s,1H),3.20(s,1H),1.91(s,1H)。固体经室温真空干燥48h得TBD，产率73%，纯度96%。
实施例6
向配有回流冷凝器及搅拌设备的100ml反应釜中加入胍盐酸盐9.5g（0.1mol）,双（3-氨基丙基）胺17.16ml（0.12mol），二甲苯20ml, 环己醇20ml在氩气保护下及140℃条件下反应4h。反应完毕后，所得白色固体为双环胍盐酸盐。将白色固体用水溶解，与氢氧化钠反应，旋蒸除水 ，取30mL二氯甲烷溶解，过滤，旋蒸去除二氯甲烷得无色油状液体，置冰箱冷冻10h,室温放置至液体变为黄白色固体。1H NMR(500MHz,D2O) δ3.27(s,1H),3.20(s,1H),1.91(s,1H)。固体经室温真空干燥48h得TBD，产率77%，纯度97%。
实施例7
向配有回流冷凝器及搅拌设备的100ml反应釜中加入胍盐酸盐9.5g（0.1mol）,双（3-氨基丙基）胺11.44ml（0.08mol），环己醇20ml,在氩气保护下及80℃条件下反应8h。反应完毕后，所得白色固体为双环胍盐酸盐。将白色固体用水溶解，与氢氧化钠反应，旋蒸除水 ，取30mL二氯甲烷溶解，过滤，旋蒸去除二氯甲烷得无色油状液体，置冰箱冷冻10h,室温放置至液体变为黄白色固体。1H NMR(500MHz,D2O) δ3.27(s,1H),3.20(s,1H),1.91(s,1H)。固体经室温真空干燥48h得TBD，产率75%，纯度95%。
实施例8
向配有回流冷凝器及搅拌设备的100ml反应釜中加入胍盐酸盐9.5g（0.1mol）,双（3-氨基丙基）胺14.3ml（0.1mol），环己醇30ml,在氩气保护下及160℃条件下反应2h。反应完毕后，所得白色固体为双环胍盐酸盐。将白色固体用水溶解，与氢氧化钠反应，旋蒸除水 ，取30mL二氯甲烷溶解，过滤，旋蒸去除二氯甲烷得无色油状液体，置冰箱冷冻10h,室温放置至液体变为黄白色固体。1H NMR(500MHz,D2O) δ3.27(s,1H),3.20(s,1H),1.91(s,1H)。固体经室温真空干燥48h得TBD，产率73%，纯度96%。
实施例9
向配有回流冷凝器及搅拌设备的100ml反应釜中加入胍盐酸盐9.5g（0.1mol）,双（3-氨基丙基）胺17.16ml（0.12mol），环己醇20ml, 对异丙基甲苯20ml，在氩气保护下及130℃条件下反应5h。反应完毕后，所得白色固体为双环胍盐酸盐。将白色固体用水溶解，与氢氧化钠反应，旋蒸除水 ，取30mL二氯甲烷溶解，过滤，旋蒸去除二氯甲烷得无色油状液体，置冰箱冷冻10h,室温放置至液体变为黄白色固体。1H NMR(500MHz,D2O) δ3.27(s,1H),3.20(s,1H),1.91(s,1H)。固体经室温真空干燥48h得TBD，产率74%，纯度97%。
实施例10
向配有回流冷凝器及搅拌设备的100ml反应釜中加入胍盐酸盐9.5g（0.1mol）,双（3-氨基丙基）胺11.44ml（0.08mol），对异丙基甲苯20ml,在氩气保护下及80℃条件下反应8h。反应完毕后，所得白色固体为双环胍盐酸盐。将白色固体用水溶解，与氢氧化钠反应，旋蒸除水 ，取30mL二氯甲烷溶解，过滤，旋蒸去除二氯甲烷得无色油状液体，置冰箱冷冻10h,室温放置至液体变为黄白色固体。1H NMR(500MHz,D2O) δ3.27(s,1H),3.20(s,1H),1.91(s,1H)。固体经室温真空干燥48h得TBD，产率70%，纯度95%。
实施例11
向配有回流冷凝器及搅拌设备的100ml反应釜中加入胍盐酸盐9.5g（0.1mol）,双（3-氨基丙基）胺14.3ml（0.1mol），对异丙基甲苯30ml,在氩气保护下及160℃条件下反应1h。反应完毕后，所得白色固体为双环胍盐酸盐。将白色固体用水溶解，与氢氧化钠反应，旋蒸除水 ，取30mL二氯甲烷溶解，过滤，旋蒸去除二氯甲烷得无色油状液体，置冰箱冷冻10h,室温放置至液体变为黄白色固体。1H NMR(500MHz,D2O) δ3.27(s,1H),3.20(s,1H),1.91(s,1H)。固体经室温真空干燥48h得TBD，产率71%，纯度96%。
实施例12
向配有回流冷凝器及搅拌设备的100ml反应釜中加入胍盐酸盐9.5g（0.1mol）,双（3-氨基丙基）胺17.16ml（0.12mol），对异丙基甲苯20ml, 异丁基苯20ml,在氩气保护下及120℃条件下反应6h。反应完毕后，所得白色固体为双环胍盐酸盐。将白色固体用水溶解，与氢氧化钠反应，旋蒸除水 ，取30mL二氯甲烷溶解，过滤，旋蒸去除二氯甲烷得无色油状液体，置冰箱冷冻10h,室温放置至液体变为黄白色固体。1H NMR(500MHz,D2O) δ3.27(s,1H),3.20(s,1H),1.91(s,1H)。固体经室温真空干燥48h得TBD，产率76%，纯度97%。
实施例13
向配有回流冷凝器及搅拌设备的100ml反应釜中加入胍盐酸盐9.5g（0.1mol）,双（3-氨基丙基）胺11.44ml（0.08mol），异丁基苯20ml,在氩气保护下及80℃条件下反应8h。反应完毕后，所得白色固体为双环胍盐酸盐。将白色固体用水溶解，与氢氧化钠反应，旋蒸除水 ，取30mL二氯甲烷溶解，过滤，旋蒸去除二氯甲烷得无色油状液体，置冰箱冷冻10h,室温放置至液体变为黄白色固体。1H NMR(500MHz,D2O) δ3.27(s,1H),3.20(s,1H),1.91(s,1H)。固体经室温真空干燥48h得TBD，产率70%，纯度95%。
实施例14
向配有回流冷凝器及搅拌设备的100ml反应釜中加入胍盐酸盐9.5g（0.1mol）,双（3-氨基丙基）胺14.3ml（0.1mol），异丁基苯30ml,在氩气保护下及160℃条件下反应1h。反应完毕后，所得白色固体为双环胍盐酸盐。将白色固体用水溶解，与氢氧化钠反应，旋蒸除水 ，取30mL二氯甲烷溶解，过滤，旋蒸去除二氯甲烷得无色油状液体，置冰箱冷冻10h,室温放置至液体变为黄白色固体。1H NMR(500MHz,D2O) δ3.27(s,1H),3.20(s,1H),1.91(s,1H)。固体经室温真空干燥48h得TBD，产率76%，纯度96%。
实施例15
向配有回流冷凝器及搅拌设备的100ml反应釜中加入胍盐酸盐9.5g（0.1mol）,双（3-氨基丙基）胺17.16ml（0.12mol），异丁基苯20ml,均三甲苯20ml,在氩气保护下及150℃条件下反应7h。反应完毕后，所得白色固体为双环胍盐酸盐。将白色固体用水溶解，与氢氧化钠反应，旋蒸除水 ，取30mL二氯甲烷溶解，过滤，旋蒸去除二氯甲烷得无色油状液体，置冰箱冷冻10h,室温放置至液体变为黄白色固体。1H NMR(500MHz,D2O) δ3.27(s,1H),3.20(s,1H),1.91(s,1H)。固体经室温真空干燥48h得TBD，产率79%，纯度97%。
Claims (2)
1.一种双环胍（1,5,7-三氮杂双环[5.5.0]癸-5-烯）的合成方法，该方法采用溶液反应合成，以双（3-氨基丙基）胺和胍盐酸盐为原料，将反应物分别溶于溶剂中，使反应能够在较低温度下快速反应，后续的提纯分离也更加简便；具体合成步骤包括：
（1）向配有回流冷凝器及搅拌设备的反应釜中加入胍盐酸盐、双（3-氨基丙基）胺及溶剂，在氩气保护下，在80-160℃的条件下反应1-8h；胍盐酸盐与双（3-氨基丙基）胺的摩尔比为1:0.8—1:1.2；
（2）反应完毕后，所得白色固体为双环胍盐酸盐；将白色固体用水溶解，与氢氧化钠反应，旋蒸除水后溶于二氯甲烷、并过滤，真空干燥48h后所得黄白色固体为双环胍，产率70%-80%，产物纯度95-97%。
2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于所述溶剂为低毒不易挥发可回收再利用的有机溶剂均三甲苯、二甲苯、环己醇、异丁基苯或对异丙基甲苯中的一种或者几种，产物提纯分离简便。
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