CN111675614A - 一种合成7-溴-2,2-二甲基庚酸乙酯的方法 - Google Patents

一种合成7-溴-2,2-二甲基庚酸乙酯的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种合成7‑溴‑2,2‑二甲基庚酸乙酯的方法，包括以下步骤：将异丁酸乙酯和有机碱试剂经过计量泵通入连续流反应器后，经过预冷，混合，反应，制得异丁酸乙酯锂盐溶液，再连续与1,5‑二溴戊烷在连续流反应器中反应，并经过淬灭后处理模块完成淬灭操作，最后经后处理得到取代产物7‑溴‑2,2‑二甲基庚酸乙酯。本发明具有精确控制条件，选择性好，使得产物的放大生产成为可能，且操作简便安全，收率高，反应速率快等优点，在提升生产安全性，提高7‑溴‑2,2‑二甲基庚酸乙酯的收率和产量，提高生产效率方面有巨大的实际价值。

Description

一种合成7-溴-2,2-二甲基庚酸乙酯的方法
技术领域
本发明涉及有机合成应用技术领域，具体涉及一种合成7-溴-2,2-二甲基庚酸乙酯的方法。
背景技术
贝派地酸(Bempedoic acid)，化学名为8-羟基-2，2，14，14-四甲基十五烷二酸，又名ETC-1002，结构式如下：
Figure BDA0002583261000000011
它是由美国Esperion Therapeutic公司研发的一种新型脂质调节小分子药物。作为该公司的主要候选药物之一，其作用靶点是肝脏三磷酸腺柠-檬酸裂解酶(ACL)和腺苷一磷酸活化蛋白激酶(AMPK)。目前已经对多个人群进行或者正在进行临床试验，试验人群包括高胆固醇血症、甘油三酸酯正常或升高，高胆固醇血症和2型糖尿病(DMt2)，高胆固醇血症和他汀类耐药，高胆固醇血症和高血压的患者。相对于目前临床上广泛运用的他汀类药物的优势在于其耐受性较好，且与他汀类药物联用可用于现有方法控制不住的LDL-C的治疗。
现有技术中，贝派地酸的合成路线如下：
Figure BDA0002583261000000012
可见7-溴-2,2-二甲基庚酸乙酯作为贝派地酸合成路线上的重要原料，开发其安全高效高产的生产工艺具有重要意义。但目前7-溴-2,2-二甲基庚酸乙酯的合成工艺较少，主要是WO2005068410及WO2000059855等报道的采用1,5-二溴戊烷和异丁酸乙酯，以二异丙基氨基锂做碱合成7-溴-2,2-二甲基庚酸乙酯的工艺，收率最高仅有70％。主要原因为产物结构中的溴元素也具有较高活性，如果控制不好反应条件，不可避免地产生大量双取代的副产物(如图)，而常规釜式反应工艺，在反应过程中随着反应规模的放大，滴加时间和淬灭时间操作地延长，该副产物会增加并成为主要产品。以上两篇专利都是克级规模收率仅有70％，另有CN110054562等报道该方法是合成双取代副产物的重要方法。
Figure BDA0002583261000000013
发明内容
本发明所要解决的技术问题是目前7-溴-2,2-二甲基庚酸乙酯的合成工艺收率低，会产生大量双取代的副产物，目的在于提供一种合成7-溴-2,2-二甲基庚酸乙酯的方法，解决上述问题。
本发明通过下述技术方案实现：
一种合成7-溴-2,2-二甲基庚酸乙酯的方法，包括以下步骤：
S1、将异丁酸乙酯与有机溶剂配成溶液，通过计量泵1加入进连续流预冷器1中，将有机碱试剂通过计量泵2加入连续流预冷器2中，异丁酸乙酯溶液、有机碱试剂降温至-30～10℃后进入连续流混合器1中，在连续流反应器1中反应生成异丁酸乙酯碱溶液，异丁酸乙酯碱溶液进入连续流混合器2中；
S2、启动计量泵3，将1,5-二溴戊烷加入连续流预冷器3中，降温到-30～10℃后，与异丁酸乙酯碱溶液同时进入连续流混合器2，在连续流反应器2中反应生成产物7-溴-2,2-二甲基庚酸乙酯；
S3、启动计量泵4，将淬灭液加入连续流预冷器4中，降温到-30～10℃后，与步骤S2得到的含产物7-溴-2,2-二甲基庚酸乙酯的反应液同时进入连续流后处理反应器，完成淬灭，得到产物的溶液经后处理得到纯品7-溴-2,2-二甲基庚酸乙酯。
本发明提供一种在连续流反应器中制备7-溴-2,2-二甲基庚酸乙酯的工艺，利用连续流工艺具有反应条件精确控制，在极短的时间内实现异丁酸乙酯转化率高，而且单取代选择性高，避免生成双取代物，而且能够以连续安全的方式生产，为该产品的放大生产提供了可能。
本发明具体来说是一种在连续流反应器中以1,5-二溴戊烷和异丁酸乙酯为原料，金属有机碱试剂为碱，两步全连续流合成7-溴-2,2-二甲基庚酸乙酯的新工艺，包括以下步骤：将异丁酸乙酯和有机碱试剂经过计量泵通入连续流反应器后，经过预冷，混合，反应，制得异丁酸乙酯锂盐溶液，再连续与1,5-二溴戊烷在连续流反应器中反应，并经过淬灭后处理模块完成淬灭操作，最后经后处理得到取代产物7-溴-2,2-二甲基庚酸乙酯。本发明具有精确控制条件，选择性好，使得产物的放大生产成为可能，且操作简便安全，收率高，反应速率快等优点，在提升生产安全性，提高7-溴-2,2-二甲基庚酸乙酯的收率和产量，提高生产效率方面有巨大的实际价值。
进一步地，步骤S1中所述的有机溶剂为四氢呋喃、甲基四氢呋喃中的一种，异丁酸乙酯溶液的质量浓度为1～100％。
进一步地，步骤S1中所述的有机碱试剂选自二异丙基氨基锂、正丁基锂、叔丁基锂、仲丁基锂、叔丁醇锂、双三甲基硅基胺基锂双三甲基硅基胺基钠和双三甲基硅基胺基钾中的一种。
进一步地，异丁酸乙酯溶液、有机碱试剂和1,5-二溴戊烷的摩尔比为1：0.5～1.5：0.5～2.5。
进一步地，步骤S1中连续流反应器1的反应时间为60-300s；步骤S2中连续流反应器2的反应时间为60-300s；步骤S3中连续流后处理反应器的反应时间为30-150s。
进一步地，步骤S1中的计量泵1流速恒定设定为1mL/min～2L/min，计量泵2流速恒定设定为1mL/min～2L/min；计量泵1与计量泵2的流速比为1：0.5～1.5。
进一步地，步骤S2中的计量泵3流速恒定设定为1mL/min～2L/min；计量泵3与计量泵1的流速比为1:0.5～1.5。
进一步地，步骤S3中所述的淬灭液选自盐酸水溶液、硫酸水溶液、醋酸水溶液、氯化铵水溶液中的一种；步骤S3中的计量泵4流速恒定设定为1mL/min～2L/min；计量泵4与计量泵1的流速比为1:0.25～1.5；步骤S3中后处理通过分液、减压浓缩溶剂后减压精馏得到纯品。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明一种合成7-溴-2,2-二甲基庚酸乙酯的方法采用连续流反应器，反应时间在几十秒内完成，显著提高了反应效率；
2、本发明一种合成7-溴-2,2-二甲基庚酸乙酯的方法采用连续流反应器，由于连续流反应器使得物料以固定比率迅速有效混合在一起进行反应并及时连续淬灭，极大提高反应的选择，降低了副反应的发生；
3、本发明一种合成7-溴-2,2-二甲基庚酸乙酯的方法中连续流与釜式反应器比有更大的比表面积，热交换效率极大的提高；
4、本发明一种合成7-溴-2,2-二甲基庚酸乙酯的方法在连续流反应器中，从进料、预冷、混合以及反应过程全程为连续流反应，避免了常规间歇反应中需要额外配置装置和转移中出现的累积、泄露，环保安全，生产效率高。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明反应方程式；
图2为本发明反应流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
如图1、图2所示，本发明一种合成7-溴-2,2-二甲基庚酸乙酯的方法，包括以下步骤：
S1、将异丁酸乙酯溶液通过计量泵1加入进连续流预冷器1中，将有机碱试剂通过计量泵2加入连续流预冷器2中，异丁酸乙酯溶液、有机碱试剂降温至-30～10℃后进入连续流混合器1中，在连续流反应器1中反应生成异丁酸乙酯碱溶液，异丁酸乙酯碱溶液进入连续流混合器2中；
S2、启动计量泵3，将1,5-二溴戊烷加入连续流预冷器3中，降温到-30～10℃后，与异丁酸乙酯碱溶液同时进入连续流混合器2，在连续流反应器2中反应生成产物7-溴-2,2-二甲基庚酸乙酯；
S3、启动计量泵4，将淬灭液加入连续流预冷器4中，降温到-30～10℃后，与步骤S2得到的含产物7-溴-2,2-二甲基庚酸乙酯的反应液同时进入连续流后处理反应器，完成淬灭，得到产物的溶液经后处理得到纯品7-溴-2,2-二甲基庚酸乙酯。
本发明反应方程式如图1所示，本发明反应流程图如图2所示，本发明将异丁酸乙酯和有机碱试剂经过计量泵通入连续流反应器后，经过预冷，混合，反应，制得异丁酸乙酯锂盐溶液，再连续与1,5-二溴戊烷在连续流反应器中反应，并经过淬灭后处理模块完成淬灭操作，最后经后处理得到取代产物7-溴-2,2-二甲基庚酸乙酯。本发明具有精确控制条件，选择性好，使得产物的放大生产成为可能。且操作简便安全，收率高，反应速率快等优点。在提升生产安全性，提高7-溴-2,2-二甲基庚酸乙酯的收率和产量，提高生产效率方面有巨大的实际价值。
实施例2
本发明具体实施方式为：配置异丁酸乙酯19.4g(167mmol)的四氢呋喃216mL溶液，质量浓度为10％，连接计量泵1；准备2.0M的LDA溶液84mL(168mmol)，连接计量泵2；配置1，5-二溴戊烷80.0g(348mmol)的四氢呋喃100mL溶液，质量浓度为63％，连接计量泵3。配置1N盐酸溶液300mL，连接计量泵4。
设定连续流预冷器1，循环温度为0℃，并达到稳定；设定连续流预冷器2，循环温度为0℃，并达到稳定；设定连续流预冷器3，循环温度为0℃，并达到稳定；设定连续流预冷器4，循环温度为0℃，并达到稳定；
设定计量泵1流速为13.0ml/min，设定计量泵2流速为5.0ml/min，设定计量泵3流速为6.0ml/min，设定计量泵4流速为18.0ml/min。
同时开启计量泵1和计量泵2，运行300s后，开启计量泵3，运行300s后，开启计量泵4，于储罐中收集流出的反应液。
运行完毕后，分液，收集上层有机相，于P＝-0.08MPa、T＝45℃下减压浓缩除掉低沸点溶剂，再于P＝5mmHg，T＝70℃减压精馏，得到37.5g。
所得到的产物为无色液体，GC纯度98.9％，收率85％。
产物结构表征：
1H NMR(CDCl3)：δ1.46(s,6H),1.24(m,5H),1.41(m,2H),1.51(m,2H),1.84(m,2H),3.83(t,2H),4.10(q,2H).
实施例3
本发明具体实施方式为：配置异丁酸乙酯19.4g(167mmol)的四氢呋喃216mL溶液，质量浓度为10％，连接计量泵1；准备2.0M的LDA溶液84mL(168mmol)，连接计量泵2；配置1，5-二溴戊烷80.0g(348mmol)的四氢呋喃100mL溶液，质量浓度为63％，连接计量泵3。配置1N盐酸溶液300mL，连接计量泵4。
设定连续流预冷器1，循环温度为0℃，并达到稳定；设定连续流预冷器2，循环温度为0℃，并达到稳定；设定连续流预冷器3，循环温度为0℃，并达到稳定；设定连续流预冷器4，循环温度为0℃，并达到稳定；
设定计量泵1流速为65.0ml/min，设定计量泵2流速为25.0ml/min，设定计量泵3流速为30.0ml/min，设定计量泵4流速为90.0ml/min。
同时开启计量泵1和计量泵2，运行60s后，开启计量泵3，运行60s后，开启计量泵4，于储罐中收集流出的反应液。
运行完毕后，分液，收集上层有机相，于P＝-0.08MPa，45℃减压浓缩除掉低沸点溶剂，再于P＝5mmHg,T＝70℃减压精馏，得到35.3g。
所得到的产物为无色液体，GC纯度98.7％，收率80％。
实施例4
本发明具体实施方式为：配置异丁酸乙酯19.4g(167mmol)的四氢呋喃108mL溶液，质量浓度为20％，连接计量泵1；准备2.0M的LDA溶液84mL(168mmol)，连接计量泵2；配置1，5-二溴戊烷80.0g(348mmol)的四氢呋喃100mL溶液，质量浓度为63％，连接计量泵3。配置1N盐酸溶液300mL，连接计量泵4。
设定连续流预冷器1，循环温度为0℃，并达到稳定；设定连续流预冷器2，循环温度为0℃，并达到稳定；设定连续流预冷器3，循环温度为0℃，并达到稳定；设定连续流预冷器4，循环温度为0℃，并达到稳定；
设定计量泵1流速为32.5ml/min，设定计量泵2流速为25.0ml/min，设定计量泵3流速为30.0ml/min，设定计量泵4流速为90.0ml/min。
同时开启计量泵1和计量泵2，运行94s后，开启计量泵3，运行82s后，开启计量泵4，于储罐中收集流出的反应液。
运行完毕后，分液，收集上层有机相，于P＝-0.08MPa，T＝45℃下减压浓缩除掉低沸点溶剂，再于P＝5mmHg，T＝70℃减压精馏，得到38.0g。
所得到的产物为无色液体，GC纯度98.9％，收率86％。
实施例5
本发明具体实施方式为：配置异丁酸乙酯19.4g(167mmol)的四氢呋喃216mL溶液，质量浓度为10％，连接计量泵1；准备2.0M的LDA溶液84mL(168mmol)，连接计量泵2；配置1，5-二溴戊烷40.0g(174mmol)的四氢呋喃50mL溶液，质量浓度为63％，连接计量泵3。配置1N盐酸溶液300mL，连接计量泵4。
设定连续流预冷器1，循环温度为0℃，并达到稳定；设定连续流预冷器2，循环温度为0℃，并达到稳定；设定连续流预冷器3，循环温度为0℃，并达到稳定；设定连续流预冷器4，循环温度为0℃，并达到稳定；
设定计量泵1流速为65.0ml/min，设定计量泵2流速为25.0ml/min，设定计量泵3流速为15.0ml/min，设定计量泵4流速为90.0ml/min。
同时开启计量泵1和计量泵2，运行60s后，开启计量泵3，运行69s后，开启计量泵4，于储罐中收集流出的反应液。
运行完毕后，分液，收集上层有机相，于P＝-0.08MPa，T＝45℃下减压浓缩除掉低沸点溶剂，再于P＝5mmHg,T＝70℃减压精馏，得到33g。
所得到的产物为无色液体，GC纯度99.0％，收率75％。
实施例6
本发明具体实施方式为：配置异丁酸乙酯19.4g(167mmol)的四氢呋喃216mL溶液，质量浓度为10％，连接计量泵1；准备2.0M的正丁基锂溶液84mL(168mmol)，连接计量泵2；配置1，5-二溴戊烷80.0g(348mmol)的四氢呋喃100mL溶液，质量浓度为63％，连接计量泵3。配置1N盐酸溶液300mL，连接计量泵4。
设定连续流预冷器1，循环温度为0℃，并达到稳定；设定连续流预冷器2，循环温度为0℃，并达到稳定；设定连续流预冷器3，循环温度为0℃，并达到稳定；设定连续流预冷器4，循环温度为0℃，并达到稳定；
设定计量泵1流速为65.0ml/min，设定计量泵2流速为25.0ml/min，设定计量泵3流速为30.0ml/min，设定计量泵4流速为90.0ml/min。
同时开启计量泵1和计量泵2，运行60s后，开启计量泵3，运行60s后，开启计量泵4，于储罐中收集流出的反应液。
运行完毕后，分液，收集上层有机相，于P＝-0.08MPa，T＝45℃下减压浓缩除掉低沸点溶剂，再于P＝5mmHg，T＝70℃减压精馏，得到38.4g。
所得到的产物为无色液体，GC纯度98.6％，收率87％。
结合实施例2-6可知，计量泵1-4的流速、异丁酸乙酯溶液的质量浓度、计量泵1-4的运行时间会明显影响产物的收率与纯度，实施例2-6生产得到的产品纯度均在98.5％以上而且收率均高于现有技术70％的收率，实施例2、4、6的工艺条件优选为最佳。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种合成7-溴-2,2-二甲基庚酸乙酯的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将异丁酸乙酯与有机溶剂配成溶液通过计量泵1加入进连续流预冷器1中，将有机碱试剂通过计量泵2加入连续流预冷器2中，异丁酸乙酯溶液、有机碱试剂降温至-30～10℃后进入连续流混合器1中，在连续流反应器1中反应生成异丁酸乙酯碱溶液，异丁酸乙酯碱溶液进入连续流混合器2中；
S2、启动计量泵3，将1,5-二溴戊烷加入连续流预冷器3中，降温到-30～10℃后，与异丁酸乙酯碱溶液同时进入连续流混合器2，在连续流反应器2中反应生成产物7-溴-2,2-二甲基庚酸乙酯；
S3、启动计量泵4，将淬灭液加入连续流预冷器4中，降温到-30～10℃后，与步骤S2得到的含产物7-溴-2,2-二甲基庚酸乙酯的反应液同时进入连续流后处理反应器，完成淬灭，得到产物的溶液经后处理得到纯品7-溴-2,2-二甲基庚酸乙酯。
2.根据权利要求1所述的一种合成7-溴-2,2-二甲基庚酸乙酯的方法，其特征在于，步骤S1中所述的有机溶剂为四氢呋喃、甲基四氢呋喃中的一种，异丁酸乙酯溶液的质量浓度为1～100％。
3.根据权利要求1所述的一种合成7-溴-2,2-二甲基庚酸乙酯的方法，其特征在于，步骤S1中所述的有机碱试剂选自二异丙基氨基锂、正丁基锂、叔丁基锂、仲丁基锂、叔丁醇锂、双三甲基硅基胺基锂双三甲基硅基胺基钠和双三甲基硅基胺基钾中的一种。
4.根据权利要求1-3中任意一条权利要求所述的一种合成7-溴-2,2-二甲基庚酸乙酯的方法，其特征在于，异丁酸乙酯溶液、有机碱试剂和1,5-二溴戊烷的摩尔比为1：0.5～1.5：0.5～2.5。
5.根据权利要求1所述的一种合成7-溴-2,2-二甲基庚酸乙酯的方法，其特征在于，步骤S1中连续流反应器1的反应时间为60-300s；步骤S2中连续流反应器2的反应时间为60-300s；步骤S3中连续流后处理反应器的反应时间为30-150s。
6.根据权利要求1所述的一种合成7-溴-2,2-二甲基庚酸乙酯的方法，其特征在于，步骤S1中的计量泵1流速恒定设定为1mL/min～2L/min，计量泵2流速恒定设定为1mL/min～2L/min；计量泵1与计量泵2的流速比为1：0.5～1.5。
7.根据权利要求1所述的一种合成7-溴-2,2-二甲基庚酸乙酯的方法，其特征在于，步骤S2中的计量泵3流速恒定设定为1mL/min～2L/min；计量泵3与计量泵1的流速比为1:0.5～1.5。
8.根据权利要求1所述的一种合成7-溴-2,2-二甲基庚酸乙酯的方法，其特征在于，步骤S3中所述的淬灭液选自盐酸水溶液、硫酸水溶液、醋酸水溶液、氯化铵水溶液中的一种；步骤S3中的计量泵4流速恒定设定为1mL/min～2L/min；计量泵4与计量泵1的流速比为1:0.25～1.5；步骤S3中后处理通过分液、减压浓缩溶剂后减压精馏得到纯品。
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