CN113563242A - 一种3-(2,2,2-三氟乙基)-吡咯烷盐酸盐的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种3‑(2,2,2‑三氟乙基)‑吡咯烷盐酸盐的制备方法，包括将N‑苄基吡咯烷酮与三氟乙酸酐进行反应，得到3‑(1‑氯‑2,2,2‑三氟亚乙基)‑N‑苄基吡咯；将3‑(1‑氯‑2,2,2‑三氟亚乙基)‑N‑苄基吡咯溶于甲醇并在催化剂、氢气条件下进行取代反应，得到3‑(2,2,2‑三氟乙基)‑N‑苄基吡咯烷酮；将3‑(2,2,2‑三氟乙基)‑N‑苄基吡咯烷酮与硼烷进行反应，再向反应物中添加甲醇进行反应，得到3‑(2,2,2‑三氟乙基)‑N‑苄基吡咯烷；将3‑(2,2,2‑三氟乙基)‑N‑苄基吡咯烷溶于甲醇并在催化剂、氢气条件下进行反应，得到所述3‑(2,2,2‑三氟乙基)‑吡咯烷盐酸盐；该制备方法通过特定工艺以及参数的限定，使得制得3‑(2,2,2‑三氟乙基)‑吡咯烷具有较高的收率和纯度。
Description
技术领域
本发明涉及化合物合成技术领域，具体涉及一种3-(2,2,2-三氟乙基)-吡咯烷盐酸盐的制备方法。
背景技术
3-(2,2,2-三氟乙基)-吡咯烷作为一个重要的中间体化合物，文献Journal ofOrganic Chemistry,2019,p.16105-16115(10.1021/acs.joc.9b02596，合成路径如图2所示，其指出了比利时优时比制药公司专利中(WO2013/53725)价格昂贵的3,3,3-三氟丙醛为起始原料制备方法的缺点，同时提出了吡咯烷-3-甲酸为起始原料，四氟化硫为氟化试剂的制备方法。该方法中使用的氟化试剂四氟化硫熔点-121.5--120.5℃(lit.)、沸点-40.4℃(lit.)、140psi(21℃)有毒气体，该试剂使用过程要使用超低温四氟乙烯容器，限制了该方法的放大生产。
发明内容
本发明的目的在于提供一种3-(2,2,2-三氟乙基)-吡咯烷盐酸盐的制备方法，该制备发方法采用的原料易得，而且制备产品的纯度和收率较高。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
本发明第一方面提供一种3-(2,2,2-三氟乙基)-吡咯烷盐酸盐的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(a)将N-苄基吡咯烷酮与三氟乙酸酐进行反应，得到3-(1-氯-2,2,2-三氟亚乙基)-N-苄基吡咯；
(b)将3-(1-氯-2,2,2-三氟亚乙基)-N-苄基吡咯溶于甲醇并在催化剂、氢气条件下进行取代反应，得到3-(2,2,2-三氟乙基)-N-苄基吡咯烷酮；
(c)将3-(2,2,2-三氟乙基)-N-苄基吡咯烷酮与硼烷进行反应，再向反应物中添加甲醇进行反应，得到3-(2,2,2-三氟乙基)-N-苄基吡咯烷；
(d)将3-(2,2,2-三氟乙基)-N-苄基吡咯烷溶于甲醇并在催化剂、氢气条件下进行反应，将反应后的反应物进行过滤收集滤液，再向滤液中添加氯化氢二氧六环溶液、浓缩溶剂，得到粗产品，再将粗产品溶于水中，并采用乙酸乙酯萃取，水相冻干，得到所述3-(2,2,2-三氟乙基)-吡咯烷盐酸盐。
优选地，所述步骤(a)中，N-苄基吡咯烷酮与三氟乙酸酐进行反应具体包括：
将N-苄基吡咯烷酮溶于N,N-二甲基甲酰胺并降温至3～8℃，再依次添加三氟乙酸酐和三氯化铝进行反应。
优选地，所述步骤(a)中，N-苄基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、三氟乙酸酐和三氯化铝的质量比为1:(1～20):(1～4):(1～3)；
反应温度为55～65℃，反应时间为12～40h。
优选地，所述步骤(a)还包括，对反应后的混合物进行萃取、柱层析，所述萃取采用的溶剂为乙酸乙酯，柱层析采用的展开剂为PE和EA，且PE与EA的体积比为10∶1。
优选地，所述步骤(b)中，3-(1-氯-2,2,2-三氟亚乙基)-N-苄基吡咯、甲醇、催化剂的质量比为1:(1～20):(0.01～0.50)；
所述催化剂为10％Pd/C。
优选地，所述步骤(b)中，取代反应条件如下：
反应温度为室温，反应时间为10～15h；
优选地，所述步骤(b)还包括：对反应后的混合物进行过滤收集滤液，再将滤液浓缩后采用乙酸乙酯进行萃取2～4次，然后，采用饱和碳酸氢钠水溶液洗涤有机相至中性，再合并有机相并采用无水硫酸钠进行干燥、过滤、浓缩溶剂，得到3-(2,2,2-三氟乙基)-N-苄基吡咯烷酮。
优选地，所述步骤(c)中，将3-(2,2,2-三氟乙基)-N-苄基吡咯烷酮与硼烷进行反应具体包括：
将3-(2,2,2-三氟乙基)-N-苄基吡咯烷酮溶于无水四氢呋喃并降温至0～4℃，再添加硼烷四氢呋喃溶液进行反应，其中，3-(2,2,2-三氟乙基)-N-苄基吡咯烷酮、无水四氢呋喃、硼烷四氢呋喃溶液的质量比为1:(1～20):(2～10)；硼烷四氢呋喃溶液浓度为0.8～1.2mol/L；反应温度为30～65℃，反应时间为3.5～4.5h。
优选地，所述步骤(c)中，再向反应物中添加甲醇进行反应具体包括：
将反应物进行冷却后加入其体积0.1～10倍的甲醇进行淬灭、浓缩溶剂，再加入反应物体积的1～10倍甲醇进行反应，其中，反应温度为65～75℃，反应时间为1～8h；
优选地，所述步骤(c)还包括：将反应后的混合物进行浓缩后溶于盐酸水溶液、乙酸乙酯萃取，弃掉有机相，再将水相调至碱性，再用乙酸乙酯萃取2～4次，然后，合并有机相并用无水硫酸钠干燥、过滤、浓缩溶剂，得到3-(2,2,2-三氟乙基)-N-苄基吡咯烷；其中，盐酸水溶液的浓度为3～5mol/L。
优选地，所述步骤(d)中，3-(2,2,2-三氟乙基)-N-苄基吡咯烷、甲醇、催化剂的质量比为1:(1～20):(0.01～0.50)；
所述催化剂为10％Pd/C。
优选地，所述步骤(d)中，反应条件为：反应温度为室温，反应时间为10～30h；
优选地，氯化氢二氧六环溶液与滤液的质量比为1：0.10～2；氯化氢二氧六环溶液浓度为3.5～4.5mol/L。
与现有技术相比，本发明的有益效果至少包括：
本发明制备方法以N-苄基吡咯烷酮为原料制备3-(2,2,2-三氟乙基)-吡咯烷盐酸盐，该制备方法通过特定工艺以及参数的限定，使得制得3-(2,2,2-三氟乙基)-吡咯烷具有较高的收率和纯度，而且该制备方法操作简单，能够实现大量生产。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明实施例3-(2,2,2-三氟乙基)-吡咯烷盐酸盐的合成程序；
图2为本发明背景技术中提供的现有技术合成程序。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
实施例1
本实施例为3-(2,2,2-三氟乙基)-吡咯烷盐酸盐的制备方法，如图1所示，该制备方法包括如下步骤：
(a)将N-苄基吡咯烷酮溶于N,N-二甲基甲酰胺中并降温至4℃，再添加三氟乙酸酐，然后，缓慢加入三氯化铝并搅拌至完全溶解，得到混合液，将混合液升温至60℃进行反应20h，再将反应液冷却至室温，加入水淬灭反应，用乙酸乙酯进行萃取三次，合并有机相，用无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩溶剂，柱层析(石油醚/乙酸乙酯＝10∶1)，得到偏黑色油状产物3-(1-氯-2,2,2-三氟亚乙基)-N-苄基吡咯，
其中，N-苄基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、三氟乙酸酐和三氯化铝的质量比为1:4.49:3.60:1.14；
(b)将3-(1-氯-2,2,2-三氟亚乙基)-N-苄基吡咯溶于甲醇并加入10％Pd/C催化剂，然后，在氢气条件下室温反应12h，将反应液进行过滤收集滤液，将滤液浓缩后采用乙酸乙酯进行萃取3次，用饱和碳酸氢钠清洗产物至中性，合并有机相，用无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩溶剂，得到淡黄色油状产物3-(2,2,2-三氟乙基)-N-苄基吡咯烷酮，
其中，3-(1-氯-2,2,2-三氟亚乙基)-N-苄基吡咯、甲醇、10％Pd/C催化剂的质量比为1:5.17:0.10；
(c)将3-(2,2,2-三氟乙基)-N-苄基吡咯烷酮溶于无水四氢呋喃并降温至2℃，再添加硼烷四氢呋喃溶液并在60℃下反应4h，将反应液进行冷却至室温后，加入5倍反应液体积的甲醇进行淬灭反应，浓缩溶剂，再次加入5倍反应液体积的甲醇并在70℃下反应7h，再将反应液旋干后溶于4mol/L的盐酸水溶液中，用乙酸乙酯反萃取，弃去有机相，水相用6mol/L氢氧化钠水溶液调节至碱性，用乙酸乙酯萃取，有机相用无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩溶剂，得到淡黄色油状产物3-(2,2,2-三氟乙基)-N-苄基吡咯烷；
其中，3-(2,2,2-三氟乙基)-N-苄基吡咯烷酮、无水四氢呋喃、硼烷四氢呋喃溶液的质量比为1:1.40:6.99；硼烷四氢呋喃溶液浓度为1mol/L；
(d)将3-(2,2,2-三氟乙基)-N-苄基吡咯烷溶于甲醇并加入10％Pd/C催化剂，然后，在氢气条件下室温反应12h，将反应液进行过滤收集滤液，向滤液中加入4mol/L氯化氢二氧六环溶液后，浓缩溶剂，得到粗产品，再将粗产品溶于水中，用乙酸乙酯萃取，弃去有机相，水相冻干，即得3-(2,2,2-三氟乙基)-吡咯烷盐酸盐；
其中，3-(2,2,2-三氟乙基)-N-苄基吡咯烷、甲醇、10％Pd/C催化剂的质量比是1:10.8:0.11。
实施例2
本实施例为3-(2,2,2-三氟乙基)-吡咯烷盐酸盐的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
(a)将N-苄基吡咯烷酮溶于N,N-二甲基甲酰胺中并降温至4℃，再添加三氟乙酸酐，然后，缓慢加入三氯化铝并搅拌至完全溶解，得到混合液，将混合液升温至60℃进行反应12h，再将反应液冷却至室温，加入水淬灭反应，用乙酸乙酯进行萃取三次，合并有机相，用无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩溶剂，柱层析(石油醚/乙酸乙酯＝10∶1)，得到偏黑色油状产物3-(1-氯-2,2,2-三氟亚乙基)-N-苄基吡咯，
其中，N-苄基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、三氟乙酸酐和三氯化铝的质量比为1:1.43:1.06:2.7；
(b)将3-(1-氯-2,2,2-三氟亚乙基)-N-苄基吡咯溶于甲醇并加入10％Pd/C催化剂，然后，在氢气条件下室温反应8h，将反应液进行过滤收集滤液，将滤液浓缩后溶于乙酸乙酯，用饱和碳酸氢钠清洗产物至中性，合并有机相，用无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩溶剂，得到淡黄色油状产物3-(2,2,2-三氟乙基)-N-苄基吡咯烷酮，
其中，3-(1-氯-2,2,2-三氟亚乙基)-N-苄基吡咯、甲醇、10％Pd/C催化剂的质量比为1:16.38:0.50；
(c)将3-(2,2,2-三氟乙基)-N-苄基吡咯烷酮溶于无水四氢呋喃并降温至2℃，再添加硼烷四氢呋喃溶液并在30℃反应4h，将反应液进行冷却至室温后，加入5倍反应液体积的甲醇进行淬灭反应，浓缩溶剂，再次加入5倍反应液体积的甲醇并在70℃下反应2h，再将反应液旋干后溶于4mol/L的盐酸水溶液中，用乙酸乙酯反萃取，弃去有机相，水相用6mol/L氢氧化钠水溶液调节至碱性，再次用乙酸乙酯萃取三次，合并有机相，用无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩溶剂，得到淡黄色油状产物3-(2,2,2-三氟乙基)-N-苄基吡咯烷，
其中，3-(2,2,2-三氟乙基)-N-苄基吡咯烷酮、无水四氢呋喃、硼烷四氢呋喃溶液的质量比为1:10.20:2.85；硼烷四氢呋喃溶液浓度为1mol/L；
(d)将3-(2,2,2-三氟乙基)-N-苄基吡咯烷溶于甲醇并加入10％Pd/C催化剂，然后，在氢气条件下室温反应30h，将反应液进行过滤收集滤液，向滤液中加入4mol/L氯化氢二氧六环溶液后，浓缩溶剂，再将粗产品溶于水中，用乙酸乙酯萃取，弃去有机相，水相冻干，即得所述3-(2,2,2-三氟乙基)-吡咯烷盐酸盐；
其中，3-(2,2,2-三氟乙基)-N-苄基吡咯烷、甲醇、10％Pd/C催化剂的质量比是1:5.4:0.32。
实施例3
本实施例为3-(2,2,2-三氟乙基)-吡咯烷的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
(a)将N-苄基吡咯烷酮溶于N,N-二甲基甲酰胺中并降温至4℃，再添加三氟乙酸酐，然后，缓慢加入三氯化铝并搅拌至完全溶解，得到混合液，将混合液升温至60℃进行反应20h，再将反应液冷却至室温，加入水淬灭反应，用乙酸乙酯进行萃取三次，合并有机相，用无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩溶剂，柱层析(石油醚/乙酸乙酯＝10∶1)，得到偏黑色油状产物3-(1-氯-2,2,2-三氟亚乙基)-N-苄基吡咯，
其中，N-苄基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、三氟乙酸酐和三氯化铝的质量比为1:9.48:2.4:1.14；
(b)将3-(1-氯-2,2,2-三氟亚乙基)-N-苄基吡咯溶于甲醇并加入10％Pd/C催化剂，然后，在氢气条件下室温反应12h，将反应液进行过滤收集滤液，将滤液浓缩后溶于乙酸乙酯，用饱和碳酸氢钠清洗产物至中性，有机相用无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩溶剂，得到淡黄色油状产物3-(2,2,2-三氟乙基)-N-苄基吡咯烷酮，
其中，3-(1-氯-2,2,2-三氟亚乙基)-N-苄基吡咯、甲醇、10％Pd/C催化剂的质量比为1:7.91:0.05；
(c)将3-(2,2,2-三氟乙基)-N-苄基吡咯烷酮溶于无水四氢呋喃并降温至2℃，再添加硼烷四氢呋喃溶液并在60℃下反应4h，将反应液进行冷却至室温后，加入5倍反应液体积的甲醇进行淬灭反应，浓缩溶剂，再次加入5倍反应液体积的甲醇并在70℃下反应7h，再将反应液旋干后溶于4mol/L的盐酸水溶液中，用乙酸乙酯反萃取，弃去有机相，水相用6mol/L氢氧化钠水溶液调节至碱性，再次用乙酸乙酯萃取三次，合并有机相，用无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩溶剂，得到淡黄色油状产物3-(2,2,2-三氟乙基)-N-苄基吡咯烷。
其中，3-(2,2,2-三氟乙基)-N-苄基吡咯烷酮、无水四氢呋喃、硼烷四氢呋喃溶液的质量比为1:4.45:4.00；硼烷四氢呋喃溶液浓度为1mol/L；
(d)将3-(2,2,2-三氟乙基)-N-苄基吡咯烷溶于甲醇并加入10％Pd/C催化剂，然后，在氢气条件下室温反应12h，将反应液进行过滤收集滤液，向滤液中加入4mol/L氯化氢二氧六环溶液后，浓缩溶剂，得到粗产品，再将粗产品溶于水中，用乙酸乙酯萃取，弃去有机相，水相冻干，即得所述3-(2,2,2-三氟乙基)-吡咯烷盐酸盐。
其中，3-(2,2,2-三氟乙基)-N-苄基吡咯烷、甲醇、10％Pd/C催化剂的质量比是1:15.8:0.05。
实验例
分别按照实施例1～3制备3-(2,2,2-三氟乙基)-吡咯烷盐酸盐；并按照如下加算方法，分别计算每个实施例中各步骤制备产物的收率；
每步反应的收率加算公式为mp×Ms/(ms×Mp)×100％，其中mp为产物的实际产量，Ms为原料的摩尔质量，ms为原料的理论投料量，Mp为产物的摩尔质量
计算结果如表1所示：
表1
由表1可知：
本发明制备方法以N-苄基吡咯烷酮为原料制备3-(2,2,2-三氟乙基)-吡咯烷盐酸盐，该制备方法通过特定工艺以及参数的限定，使得制得3-(2,2,2-三氟乙基)-吡咯烷具有较高的收率和纯度，而且该制备方法操作简单，能够实现大量生产。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (10)
1.一种3-(2,2,2-三氟乙基)-吡咯烷盐酸盐的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(a)将N-苄基吡咯烷酮与三氟乙酸酐进行反应，得到3-(1-氯-2,2,2-三氟亚乙基)-N-苄基吡咯；
(b)将3-(1-氯-2,2,2-三氟亚乙基)-N-苄基吡咯溶于甲醇并在催化剂、氢气条件下进行取代反应，得到3-(2,2,2-三氟乙基)-N-苄基吡咯烷酮；
(c)将3-(2,2,2-三氟乙基)-N-苄基吡咯烷酮与硼烷进行反应，再向反应物中添加甲醇进行反应，得到3-(2,2,2-三氟乙基)-N-苄基吡咯烷；
(d)将3-(2,2,2-三氟乙基)-N-苄基吡咯烷溶于甲醇并在催化剂、氢气条件下进行反应，将反应后的反应物进行过滤收集滤液，再向滤液中添加氯化氢二氧六环溶液、浓缩溶剂，得到粗产品，再将粗产品溶于水中并进行萃取，水相冻干，得到所述3-(2,2,2-三氟乙基)-吡咯烷盐酸盐。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(a)中，N-苄基吡咯烷酮与三氟乙酸酐进行反应具体包括：
将N-苄基吡咯烷酮溶于N,N-二甲基甲酰胺并降温至3～8℃，再依次添加三氟乙酸酐和三氯化铝进行反应。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(a)中，N-苄基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、三氟乙酸酐和三氯化铝的质量比为1:(1～20):(1～4):(1～3)；
反应温度为55～65℃，反应时间为12～40h。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(a)还包括，对反应后的混合物进行萃取、柱层析，所述萃取采用的溶剂为乙酸乙酯，柱层析采用的展开剂为PE和EA，且PE与EA的体积比为10∶1。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(b)中，3-(1-氯-2,2,2-三氟亚乙基)-N-苄基吡咯、甲醇、催化剂的质量比为1:(1～20):(0.01～0.50)；
所述催化剂为10％Pd/C。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(b)中，取代反应条件如下：
反应温度为室温，反应时间为10～15h；
优选地，所述步骤(b)还包括：对反应后的混合物进行过滤收集滤液，再将滤液浓缩后采用乙酸乙酯进行萃取2～4次，然后，采用饱和碳酸氢钠水溶液洗涤有机相至中性，再合并有机相并采用无水硫酸钠进行干燥、过滤、浓缩溶剂，得到3-(2,2,2-三氟乙基)-N-苄基吡咯烷酮。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(c)中，将3-(2,2,2-三氟乙基)-N-苄基吡咯烷酮与硼烷进行反应具体包括：
将3-(2,2,2-三氟乙基)-N-苄基吡咯烷酮溶于无水四氢呋喃并降温至0～4℃，再添加硼烷四氢呋喃溶液进行反应，其中，3-(2,2,2-三氟乙基)-N-苄基吡咯烷酮、无水四氢呋喃、硼烷四氢呋喃溶液的质量比为1:(1～20):(2～10)；硼烷四氢呋喃溶液浓度为0.8～1.2mol/L；反应温度为30～65℃，反应时间为3.5～4.5h。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(c)中，再向反应物中添加甲醇进行反应具体包括：
将反应物进行冷却后加入其体积0.1～10倍的甲醇进行淬灭、浓缩溶剂，再加入反应物体积的1～10倍甲醇进行反应，其中，反应温度为65～75℃，反应时间为1～8h；
优选地，所述步骤(c)还包括：将反应后的混合物进行浓缩后溶于盐酸水溶液、乙酸乙酯萃取，弃掉有机相，再将水相调至碱性，再用乙酸乙酯萃取2～4次，然后，合并有机相并用无水硫酸钠干燥、过滤、浓缩溶剂，得到3-(2,2,2-三氟乙基)-N-苄基吡咯烷；其中，盐酸水溶液的浓度为3～5mol/L。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(d)中，3-(2,2,2-三氟乙基)-N-苄基吡咯烷、甲醇、催化剂的质量比为1:(1～20):(0.01～0.50)；
所述催化剂为10％Pd/C。
10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(d)中，反应条件为：反应温度为室温，反应时间为10～30h；
氯化氢二氧六环溶液与滤液的质量比为1：0.10～2；氯化氢二氧六环溶液浓度为3.5～4.5mol/L。
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