CN113372245A - 一种n-苯甲酰基-o,o-对甲苯磺酰基-二乙醇胺的合成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种N‑苯甲酰基‑O,O‑对甲苯磺酰基‑二乙醇胺的合成方法：以苯甲酰氯、对甲苯磺酰氯和二乙醇胺为反应低物，通过控制两次反应的温度以高转化率、高选择性实现N‑苯甲酰基‑O,O‑对甲苯磺酰基‑二乙醇胺的一锅法合成。本发明路线具有反应条件温和、收率高、安全易控。另外，本发明路线使用安全的、不燃的二氯甲烷为溶剂，避免使用到安全风险极高的乙醚，极大地提高了工艺安全性，是工业化生产N‑苯甲酰基‑O,O‑对甲苯磺酰基‑二乙醇胺的清洁工艺。

Description

一种N-苯甲酰基-O,O-对甲苯磺酰基-二乙醇胺的合成方法
技术领域
本发明涉及一种N-苯甲酰基-O,O-对甲苯磺酰基-二乙醇胺的合成方法。
背景技术
N-苯甲酰基-O,O-对甲苯磺酰基-二乙醇胺，分子结构式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
N-苯甲酰基-O,O-对甲苯磺酰基-二乙醇胺，是重要的有机配体中间体。可以用来合成非对称取代的1,4,7-三氮环壬烷、非对称取代的1,4,7,10-四氮环十二烷等配体，广泛应用于造影剂、配位化学配体等领域。
目前N-苯甲酰基-O,O-对甲苯磺酰基-二乙醇胺公开报道的合成方法是先用二乙醇胺和苯甲酰氯反应得到N-苯甲酰基二乙醇胺，分离出产物后和对甲苯磺酰氯反应得到最终产品。美国专利US5506224公开的方法是二乙醇胺和苯甲酰氯在乙醚为溶剂的条件下，0℃反应以90%的转化率得到N-苯甲酰基二乙醇胺。US5506224特别指出反应后产物在乙醚中重结晶能得到固体产物，申请人重复US5506224所述工艺，始终只能得到油状产物，得不到结晶产物，而且收率只有65%左右。分步法传统合成路线如下：
Figure 477551DEST_PATH_IMAGE002
上述工艺使用大量的乙醚，而乙醚在我们国家即是易制毒管控化学品，其本身也是极其危险的化学原料，采用现有工艺，无论是生产成本、管理成本，还是生产过程中的本质安全，均无法满足实际的工业化生产需要。
发明内容
本发明的目的是提供一种N-苯甲酰基-O,O-对甲苯磺酰基-二乙醇胺的合成方法，该方法采用一锅法经两步反应得到N-苯甲酰基-O,O-对甲苯磺酰基-二乙醇胺。本发明仍然以苯甲酰氯、对甲苯磺酰氯和二乙醇胺为反应低物，通过控制两次反应的温度以高转化率、高选择性实现N-苯甲酰基-O,O-对甲苯磺酰基-二乙醇胺的一锅法合成。
本发明路线具有反应条件温和、收率高、安全易控。另外，本发明路线使用安全的、不燃的二氯甲烷为溶剂，避免使用到安全风险极高的乙醚，极大地提高了工艺安全性，是工业化生产N-苯甲酰基-O,O-对甲苯磺酰基-二乙醇胺的清洁工艺。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的，一种N-苯甲酰基-O,O-对甲苯磺酰基-二乙醇胺的合成方法，该化合物分子结构式为：
Figure 847221DEST_PATH_IMAGE001
所述合成方法是以苯甲酰氯、对甲苯磺酰氯和二乙醇胺为反应低物为底物，以二氯甲烷为溶剂，以三乙胺为缚酸剂，在零下80℃至零下60℃之间先反应生成N-苯甲酰基二乙醇胺，反应完成后，无需分离，直接在体系内加入对甲苯磺酰氯，再在室温下反应生成N-苯甲酰基-O,O-对甲苯磺酰基-二乙醇胺。两步反应实现一锅化。本发明的化学反应过程可由下式表达：
Figure 95800DEST_PATH_IMAGE002
反应收率取决于第一步的选择性。苯甲酰氯和二乙醇胺除了能发生上式反应之外，还可以和二乙醇胺发生羟基的酯化反应，生成如下三种杂质：
Figure DEST_PATH_IMAGE003
本发明通过控制反应温度在零下80℃至零下60℃之间，使得苯甲酰氯高选择性地和二乙醇胺分子中的N原子反应，生成N-苯甲酰基二乙醇胺，然后再与对甲苯磺酰氯在室温下完全反应得到产品。以二乙醇胺计，两步反应的总摩尔收率达到92%以上，产品纯度达到99%以上。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明实现了一锅法，操作简便，安全可控；避免了安全风险极高的乙醚，极大地提高了工艺安全性，是工业化生产N-苯甲酰基-O,O-对甲苯磺酰基-二乙醇胺的清洁工艺。本发明一锅法统一了两步反应的溶剂，减少了工业生产不同溶剂带来的风险和污染物总量和污染因子的类别，代表了清洁生产工艺的趋势。
具体实施方式
下面结合实例的具体实施方式对本发明作进一步说明。
一种N-苯甲酰基-O,O-对甲苯磺酰基-二乙醇胺，该化合物分子结构式为：
Figure 133419DEST_PATH_IMAGE001
所述合成方法是以苯甲酰氯、对甲苯磺酰氯和二乙醇胺为反应低物为底物，以二氯甲烷为溶剂，以三乙胺为缚酸剂，在零下80℃至零下60℃之间先反应生成N-苯甲酰基二乙醇胺，反应完成后，无需分离，直接在体系内加入对甲苯磺酰氯，再在室温下反应生成N-苯甲酰基-O,O-对甲苯磺酰基-二乙醇胺。两步反应实现一锅化。
苯甲酰氯、对甲苯磺酰氯和二乙醇胺的摩尔比为1:(2-2.2)：1。
三乙胺和二乙醇胺的摩尔比为(3-4):1。
溶剂二氯甲烷与二乙醇胺的质量比为（20-80）：1。
反应温度分为两段，第一段反应温度零下80℃至零下60℃之间，反应时间为10-24小时；第二段反应温度为室温，反应时间为10-24小时。
具体操作时，将二乙醇胺和三乙胺及二氯甲烷投入反应器中，降温零下80℃，将苯甲酰氯的二氯甲烷溶液滴加到反应体系中，控制滴加速度，使得反应体系温度不超过零下60℃。滴加结束后，保温反应一定时间后，升温至0-10℃，开始滴加对甲苯磺酰氯的二氯甲烷溶液，控制滴加速度，使得反应体系温度不超过30℃。滴加完毕后，室温下搅拌反应一定时间。反应完成后，直接过滤，滤饼用水打浆以洗去三乙胺盐酸盐。打浆后过滤，滤饼烘干即得到N-苯甲酰基-O,O-对甲苯磺酰基-二乙醇胺。
实施例1
在1000ml的装有电动搅拌器、温度计、滴加漏斗、干冰丙酮浴的四口烧瓶中，加入10g(0.095mol)二乙醇胺、31g(0.31mol)三乙胺, 二氯甲烷100ml后，开启搅拌，用干冰丙酮浴降温。
降温零下80℃，将150ml溶有13.4g(0.095mol)苯甲酰氯的二氯甲烷溶液滴加到反应体系中，控制滴加速度，使得反应体系温度不超过零下60℃。滴加结束后，在零下70℃到零下60℃之间保温反应24小时后，升温至0-10℃，开始滴加150ml溶有38g(0.2mol)对甲苯磺酰氯的二氯甲烷溶液，控制滴加速度，使得反应体系温度不超过30℃。滴加完毕后，室温下搅拌过夜。次日直接过滤，滤饼用水打浆以洗去三乙胺盐酸盐。打浆后过滤，滤饼烘干即得到白色粉末状N-苯甲酰基-O,O-对甲苯磺酰基-二乙醇胺。称重为46.5g。液相色谱含量为96.50%，以二乙醇胺计，摩尔收率为94.67%。
实施例2
在1000ml的装有电动搅拌器、温度计、滴加漏斗、干冰丙酮浴的四口烧瓶中，加入10g(0.095mol)二乙醇胺、38g(0.38mol)三乙胺, 二氯甲烷200ml后，开启搅拌，用干冰丙酮浴降温。
降温零下80℃，将150ml溶有13.4g(0.095mol)苯甲酰氯的二氯甲烷溶液滴加到反应体系中，控制滴加速度，使得反应体系温度不超过零下60℃。滴加结束后，在零下70℃到零下60℃之间保温反应24小时后，升温至0-10℃，开始滴加150ml溶有40g(0.21mol)对甲苯磺酰氯的二氯甲烷溶液，控制滴加速度，使得反应体系温度不超过30℃。滴加完毕后，室温下搅拌24小时。反应完成后过滤，滤饼用水打浆以洗去三乙胺盐酸盐。打浆后过滤，滤饼烘干即得到白色粉末状N-苯甲酰基-O,O-对甲苯磺酰基-二乙醇胺。称重为41g。液相色谱含量为99.11%，以二乙醇胺计，摩尔收率为83.47%。

Claims (5)

1.一种N-苯甲酰基-O,O-对甲苯磺酰基-二乙醇胺的合成方法，该化合物分子结构式为：
Figure 46882DEST_PATH_IMAGE001
其特征在于，所述合成方法是以苯甲酰氯、对甲苯磺酰氯和二乙醇胺为反应低物，以二氯甲烷为溶剂，以三乙胺为缚酸剂，一锅法经两步反应生成N-苯甲酰基-O,O-对甲苯磺酰基-二乙醇胺；
所述合成方法的反应方程式为：
Figure 666082DEST_PATH_IMAGE002
。
2.根据权利要求1所述的一种N-苯甲酰基-O,O-对甲苯磺酰基-二乙醇胺的合成方法，其特征在于，苯甲酰氯、对甲苯磺酰氯和二乙醇胺的摩尔比为1:(2-2.2)：1。
3.根据权利要求1所述的一种N-苯甲酰基-O,O-对甲苯磺酰基-二乙醇胺的合成方法，其特征在于，三乙胺和二乙醇胺的摩尔比为(3-4):1。
4.根据权利要求1所述的一种N-苯甲酰基-O,O-对甲苯磺酰基-二乙醇胺的合成方法，其特征在于，溶剂二氯甲烷与二乙醇胺的质量比为（20-80）：1。
5.根据权利要求1所述的一种N-苯甲酰基-O,O-对甲苯磺酰基-二乙醇胺的合成方法，其特征在于，反应温度分为两段，第一段反应温度零下80℃至零下60℃之间，反应时间为10-24小时；第二段反应温度为室温，反应时间为10-24小时。
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