CN107325102A - 自催化双亲混合溶剂中合成1,5,7‑三氮杂双环[5.5.0]癸‑5‑烯的工艺方法 - Google Patents
自催化双亲混合溶剂中合成1,5,7‑三氮杂双环[5.5.0]癸‑5‑烯的工艺方法 Download PDFInfo
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Abstract
自催化双亲混合溶剂中合成1,5,7‑三氮杂双环[5.5.0]癸‑5‑烯(TBD)的工艺方法。本发明以双(3‑氨基丙基)胺和胍盐酸盐为原料，在亲水—疏水性双亲混合溶剂中采用微量(0.001％‑0.005％)TBD为催化剂高产率合成TBD的工艺方法。本方法特点：工艺操作简便，目标产物产率高(≥95.0％)，产物纯度高(≥98.0％)。
Description
技术领域
本发明属于有机合成技术领域，涉及自催化双亲混合溶剂中合成(1,5,7-三氮杂双环[5.5.0]癸-5-烯)的工艺方法。
背景技术
1,5,7-三氮杂双环[5.5.0]癸-5-烯(俗称：双环胍；英文缩写：TBD)是一种有机强碱，对多种有机反应及聚合反应呈现良好的催化作用。
此前，CN 103172639A报道了一种以双(3-氨基丙基)胺和胍盐酸盐为原料，在无溶剂存在的条件下合成TBD的方法。这一方法的问题在于：由于两种反应原料极性具有较大的差异无法互溶，胍盐酸盐固体与双(3-氨基丙基)胺液体以非均相的形式进行反应，反应时间较长、副反应多、产物纯度不高、分离困难。寻找合适的双亲型反应溶剂体系，使两种反应物在均相条件下进行反应是提高产品TBD产率及纯度的有效途径之一。
发明内容
本发明的目的在于克服现有TBD合成工艺存在的问题，提供一种自催化双亲混合溶剂中合成(1,5,7-三氮杂双环[5.5.0]癸-5-烯)的工艺方法。
本发明提供的自催化双亲混合溶剂中合成(1,5,7-三氮杂双环[5.5.0]癸-5-烯)的工艺方法是以双(3-氨基丙基)胺和胍盐酸盐为原料，在亲水—疏水性双亲混合溶剂中，采用自催化法(痕量成品TBD为催化剂)合成TBD，具体步骤如下：
(1)将双(3-氨基丙基)胺和胍盐酸盐分别溶于疏水性溶剂和亲水性溶剂中，控制各溶液浓度在1.0-10.0mol/L，控制胍盐酸盐与双(3-氨基丙基)胺的摩尔比为1：(0.8-1.2)；
(2)将上述双(3-氨基丙基)胺溶液加入配有回流冷凝器及搅拌设备的反应釜中，随后加入胍盐酸盐摩尔量0.001％-0.005％的TBD作为催化剂；
(3)在氩气保护下，维持反应温度在120-145℃，将步骤(1)配制的胍盐酸盐溶液滴加进反应釜中，控制在0.5-1.0h内滴加完毕，滴加完毕后继续反应3.0-4.5h；
(4)反应完毕后，旋蒸除去双亲混合溶剂，得到白色固体即为TBD盐酸盐；
(5)将TBD盐酸盐用水溶解后，加入氢氧化钠调节水溶液至pH 10-12，加入二氯甲烷萃取，所得二氯甲烷溶液即为TBD二氯甲烷溶液；
(6)所得TBD二氯甲烷溶液，通过旋蒸除去二氯甲烷所得白色或微黄色固体经真空干燥24-48h后，即得到产品TBD，产率≥95.0％、纯度≥98.0％。
本发明所述的工艺方法所述亲水—疏水性双亲混合溶剂中，亲水性溶剂具体为二甘醇、三甘醇之一；疏水性溶剂具体为均三甲苯、均四甲苯之一。
本发明的优点和有益效果：
1.工艺操作简便；
2.目标产物产率高(≥95％)，产物纯度高(≥98％)。
具体实施方式
实施例1
将100.0g(0.762mol)双(3-氨基丙基)胺溶于均三甲苯，配制成1.0mol/L的溶液；将72.8g(0.762mol)胍盐酸盐溶于二甘醇，配制成1.0mol/L的溶液。将上述双(3-氨基丙基)胺均三甲苯溶液加入配有回流冷凝器及搅拌设备的反应釜中，随后加入1.1mg TBD。在氩气保护下，维持反应温度在120℃，将上述胍盐酸盐二甘醇溶液滴加进反应釜中，控制在0.5h内滴加完毕，滴加完毕后继续反应3.0h。反应完毕后，旋蒸除去溶剂，得到白色固体即为TBD盐酸盐。将TBD盐酸盐用水溶解后，加入氢氧化钠调节水溶液至pH 10，加入二氯甲烷萃取，所得二氯甲烷溶液即为TBD二氯甲烷溶液。所得TBD二氯甲烷溶液，通过旋蒸除去二氯甲烷所得白色或微黄色固体经真空干燥48h后，即得到产品TBD，产率95.0％、纯度98.0％。
实施例2
将100.0g(0.762mol)双(3-氨基丙基)胺溶于均四甲苯，配制成5.0mol/L的溶液；将58.2g(0.610mol)胍盐酸盐溶于三甘醇，配制成5.0mol/L的溶液。将上述双(3-氨基丙基)胺均四甲苯溶液加入配有回流冷凝器及搅拌设备的反应釜中，随后加入2.5mg TBD。在氩气保护下，维持反应温度在138℃，将上述胍盐酸盐三甘醇溶液滴加进反应釜中，控制在1.0h内滴加完毕，滴加完毕后继续反应4.0h。反应完毕后，旋蒸除去溶剂，得到白色固体即为TBD盐酸盐。将TBD盐酸盐用水溶解后，加入氢氧化钠调节水溶液至pH 11，加入二氯甲烷萃取，所得二氯甲烷溶液即为TBD二氯甲烷溶液。所得TBD二氯甲烷溶液，通过旋蒸除去二氯甲烷所得白色或微黄色固体经真空干燥48h后，即得到产品TBD，产率97.0％、纯度98.5％。
实施例3
将100.0g(0.762mol)双(3-氨基丙基)胺溶于均三甲苯，配制成10.0mol/L的溶液；将87.4g(0.914mol)胍盐酸盐溶于二甘醇，配制成10.0mol/L的溶液。将上述双(3-氨基丙基)胺均三甲苯溶液加入配有回流冷凝器及搅拌设备的反应釜中，随后加入6.4mg TBD。在氩气保护下，维持反应温度在145℃，将上述胍盐酸盐二甘醇溶液滴加进反应釜中，控制在0.5h内滴加完毕，滴加完毕后继续反应4.5h。反应完毕后，旋蒸除去溶剂，得到白色固体即为TBD盐酸盐。将TBD盐酸盐用水溶解后，加入氢氧化钠调节水溶液至pH 12，加入二氯甲烷萃取，所得二氯甲烷溶液即为TBD二氯甲烷溶液。所得TBD二氯甲烷溶液，通过旋蒸除去二氯甲烷所得白色或微黄色固体经真空干燥48h后，即得到产品TBD，产率98.0％、纯度99.0％。
实施例4
将200.0g(1.524mol)双(3-氨基丙基)胺溶于均四甲苯，配制成1.0mol/L的溶液；将116.5g(1.219mol)胍盐酸盐溶于三甘醇，配制成1.0mol/L的溶液。将上述双(3-氨基丙基)胺均四甲苯溶液加入配有回流冷凝器及搅拌设备的反应釜中，随后加入8.5mg TBD。在氩气保护下，维持反应温度在145℃，将上述胍盐酸盐三甘醇溶液滴加进反应釜中，控制在1.0h内滴加完毕，滴加完毕后继续反应4.0h。反应完毕后，旋蒸除去溶剂，得到白色固体即为TBD盐酸盐。将TBD盐酸盐用水溶解后，加入氢氧化钠调节水溶液至pH 11，加入二氯甲烷萃取，所得二氯甲烷溶液即为TBD二氯甲烷溶液。所得TBD二氯甲烷溶液，通过旋蒸除去二氯甲烷所得白色或微黄色固体经真空干燥48h后，即得到产品TBD，产率98.5％、纯度99.5％。
实施例5
将200.0g(1.524mol)双(3-氨基丙基)胺溶于均三甲苯，配制成5.0mol/L的溶液；将145.6g(1.524mol)胍盐酸盐溶于二甘醇，配制成5.0mol/L的溶液。将上述双(3-氨基丙基)胺均三甲苯溶液加入配有回流冷凝器及搅拌设备的反应釜中，随后加入6.4mg TBD。在氩气保护下，维持反应温度在138℃，将上述胍盐酸盐二甘醇溶液滴加进反应釜中，控制在0.5h内滴加完毕，滴加完毕后继续反应4.5h。反应完毕后，旋蒸除去溶剂，得到白色固体即为TBD盐酸盐。将TBD盐酸盐用水溶解后，加入氢氧化钠调节水溶液至pH 10，加入二氯甲烷萃取，所得二氯甲烷溶液即为TBD二氯甲烷溶液。所得TBD二氯甲烷溶液，通过旋蒸除去二氯甲烷所得白色或微黄色固体经真空干燥48h后，即得到产品TBD，产率97.6％、纯度98.7％。
实施例6
将200.0g(1.524mol)双(3-氨基丙基)胺溶于均四甲苯，配制成10.0mol/L的溶液；将174.7g(1.829mol)胍盐酸盐溶于三甘醇，配制成10.0mol/L的溶液。将上述双(3-氨基丙基)胺均四甲苯溶液加入配有回流冷凝器及搅拌设备的反应釜中，随后加入2.5mg TBD。在氩气保护下，维持反应温度在120℃，将上述胍盐酸盐三甘醇溶液滴加进反应釜中，控制在1.0h内滴加完毕，滴加完毕后继续反应3.0h。反应完毕后，旋蒸除去溶剂，得到白色固体即为TBD盐酸盐。将TBD盐酸盐用水溶解后，加入氢氧化钠调节水溶液至pH 12，加入二氯甲烷萃取，所得二氯甲烷溶液即为TBD二氯甲烷溶液。所得TBD二氯甲烷溶液，通过旋蒸除去二氯甲烷所得白色或微黄色固体经真空干燥24h后，即得到产品TBD，产率95.6％、纯度98.9％。
实施例7
将500.0g(3.810mol)双(3-氨基丙基)胺溶于均三甲苯，配制成1.0mol/L的溶液；将436.8g(4.572mol)胍盐酸盐溶于二甘醇，配制成1.0mol/L的溶液。将上述双(3-氨基丙基)胺均三甲苯溶液加入配有回流冷凝器及搅拌设备的反应釜中，随后加入19.1mg TBD。在氩气保护下，维持反应温度在138℃，将上述胍盐酸盐二甘醇溶液滴加进反应釜中，控制在0.5h内滴加完毕，滴加完毕后继续反应4.5h。反应完毕后，旋蒸除去溶剂，得到白色固体即为TBD盐酸盐。将TBD盐酸盐用水溶解后，加入氢氧化钠调节水溶液至pH 12，加入二氯甲烷萃取，所得二氯甲烷溶液即为TBD二氯甲烷溶液。所得TBD二氯甲烷溶液，通过旋蒸除去二氯甲烷所得白色或微黄色固体经真空干燥24h后，即得到产品TBD，产率98.7％、纯度99.1％。
实施例8
将500.0g(3.810mol)双(3-氨基丙基)胺溶于均四甲苯，配制成5.0mol/L的溶液；将364.0g(3.810mol)胍盐酸盐溶于三甘醇，配制成5.0mol/L的溶液。将上述双(3-氨基丙基)胺均四甲苯溶液加入配有回流冷凝器及搅拌设备的反应釜中，随后加入26.5mg TBD。在氩气保护下，维持反应温度在120℃，将上述胍盐酸盐三甘醇溶液滴加进反应釜中，控制在1.0h内滴加完毕，滴加完毕后继续反应4.0h。反应完毕后，旋蒸除去溶剂，得到白色固体即为TBD盐酸盐。将TBD盐酸盐用水溶解后，加入氢氧化钠调节水溶液至pH 11，加入二氯甲烷萃取，所得二氯甲烷溶液即为TBD二氯甲烷溶液。所得TBD二氯甲烷溶液，通过旋蒸除去二氯甲烷所得白色或微黄色固体经真空干燥24h后，即得到产品TBD，产率97.3％、纯度99.4％。
实施例9
将500.0g(3.810mol)双(3-氨基丙基)胺溶于均三甲苯，配制成10.0mol/L的溶液；将291.2g(3.048mol)胍盐酸盐溶于三甘醇，配制成10.0mol/L的溶液。将上述双(3-氨基丙基)胺均三甲苯溶液加入配有回流冷凝器及搅拌设备的反应釜中，随后加入4.2mg TBD。在氩气保护下，维持反应温度在145℃，将上述胍盐酸盐三甘醇溶液滴加进反应釜中，控制在0.5h内滴加完毕，滴加完毕后继续反应3.0h。反应完毕后，旋蒸除去溶剂，得到白色固体即为TBD盐酸盐。将TBD盐酸盐用水溶解后，加入氢氧化钠调节水溶液至pH 10，加入二氯甲烷萃取，所得二氯甲烷溶液即为TBD二氯甲烷溶液。所得TBD二氯甲烷溶液，通过旋蒸除去二氯甲烷所得白色或微黄色固体经真空干燥24h后，即得到产品TBD，产率99.2％、纯度98.2％。
Claims (2)
1.自催化双亲混合溶剂中合成1,5,7-三氮杂双环[5.5.0]癸-5-烯(TBD)的工艺方法，以双(3-氨基丙基)胺和胍盐酸盐为原料，在亲水—疏水性双亲混合溶剂中，采用自催化法合成TBD，具体步骤如下：
(1)将双(3-氨基丙基)胺和胍盐酸盐分别溶于疏水性溶剂和亲水性溶剂，控制各溶液浓度在1.0-10.0mol/L，控制胍盐酸盐与双(3-氨基丙基)胺的摩尔比为1：(0.8-1.2)；
(2)将上述双(3-氨基丙基)胺溶液加入配有回流冷凝器及搅拌设备的反应釜中，随后加入胍盐酸盐摩尔量0.001％-0.005％的TBD作为催化剂；
(3)在氩气保护下，维持反应温度在120-145℃，将步骤(1)配制的胍盐酸盐溶液滴加进反应釜中，控制在0.5-1.0h内滴加完毕，滴加完毕后继续反应3.0-4.5h；
(4)反应完毕后，旋蒸除去双亲混合溶剂，得到白色固体即为TBD盐酸盐；
(5)将TBD盐酸盐用水溶解后，加入氢氧化钠调节水溶液至pH 10-12，加入二氯甲烷萃取，所得二氯甲烷溶液即为TBD二氯甲烷溶液；
(6)所得TBD二氯甲烷溶液，通过旋蒸除去二氯甲烷所得白色或微黄色固体经真空干燥24-48h后，即得到产品TBD，产率≥95.0％、纯度≥98.0％。
2.根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于所述亲水—疏水性双亲混合溶剂中，亲水性溶剂具体为二甘醇、三甘醇之一；疏水性溶剂具体为均三甲苯、均四甲苯之一。
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