CN115073322B - 2-肟氰乙酸乙酯钾盐的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种2‑肟氰乙酸乙酯钾盐的制备方法，包括：步骤S1，使亚硝酸钠和甲醇在酸性条件下反应，得到亚硝酸甲酯；步骤S2，使所述亚硝酸甲酯与氰基乙酸乙酯肟化后，再在碱性条件下与含钾化合物反应成盐，得到所述2‑肟氰乙酸乙酯钾盐。根据本发明实施例的制备方法，步骤S1得到的中间体亚硝酸甲酯为气体，因此无需提纯可以直接用于步骤S2；此外，步骤S2中采用一锅法进行，且反应条件温和，具有原子经济、步骤短、操作简便、污染少的优点，适合工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及有机合成技术领域，具体涉及一种2-肟氰乙酸乙酯钾盐的制备方法。
背景技术
2-肟氰乙酸乙酯钾盐(以下有时简称为Oxyma-K)是一种重要的偶联添加剂，也常用于有机化合物的合成中。
偶联反应经常会使用碳二亚胺类化合物作为偶联缩合剂，为了进一步调高收率或者抑制消旋化，1-羟基苯并三氮唑类化合物往往会被使用；而这一类偶联缩合剂具有性质不稳定，易燃易爆，副产物难处理等特点。近些年来，人们发现Oxyma-K在偶联反应中具有更好的催化活性，更稳定、安全的性质，副产物更易处理等优点。所以，Oxyma-K被普遍认为是一种绿色环保型偶联试剂，具有广阔的应用前景。
目前，Oxyma-K的制备方法通常分为两步，以氰基乙酸乙酯为原料，与亚硝酸钠在醋酸条件下成Oxyma后，再与KOH成盐。然而，该方法的两步总收率较低；生产中产生的废水较多，污染大，不利于大规模生产。此外，也并未见有以氰基乙酸乙酯为起始原料通过一锅多步法直接得到Oxyma-K的报道。
因此，亟需开发一种原子经济，步骤短，操作简便，污染少，适用于工业化生产的Oxyma-K的制备方法。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种原子经济，步骤短，操作简便，污染少，适合工业化生产的Oxyma-K的生产方法。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
根据本发明实施例的2-肟氰乙酸乙酯钾盐的制备方法，包括：
步骤S1，使亚硝酸钠和甲醇在酸性条件下反应，得到亚硝酸甲酯；
步骤S2，使所述亚硝酸甲酯与氰基乙酸乙酯肟化后，再在碱性条件下与含钾化合物反应成盐，得到所述2-肟氰乙酸乙酯钾盐。
进一步地，所述步骤S1包括：
将所述亚硝酸钠充分溶解于水中，在其中加入甲醇，并在其中缓慢滴加酸性溶液，生成所述亚硝酸甲酯。
进一步地，所述酸性溶液为硫酸溶液、盐酸溶液、硝酸溶液的任意一种或多种。
进一步地，所述酸性溶液为50％体积比的硫酸水溶液。
进一步地，所述步骤S1的反应温度为室温，所述亚硝酸钠、甲醇与硫酸的摩尔比为1：(1.5-3)：(1-1.5)。
进一步地，所述含钾化合物为碳酸钾、叔丁醇钾以及氢氧化钾中的一种或多种。
进一步地，所述步骤2包括：
将所述含钾化合物溶解到乙醇中，加入所述氰基乙酸乙酯，通入所述亚硝酸甲酯，得到所述2-肟氰乙酸乙酯钾盐。
进一步地，所述氰基乙酸乙酯与所述含钾化合物中的钾元素的摩尔比为1：(1-2)。
进一步地，所述步骤S2中反应温度为40-50℃，反应时间为2-3小时。
进一步地，所述步骤S2还包括：反应结束后，冰浴下抽滤，对滤饼使用乙醇洗涤并烘干，以纯化所述2-肟氰乙酸乙酯钾盐。
本发明的上述技术方案至少具有如下有益效果之一：
根据本发明实施例的制备方法，步骤S1得到的中间体亚硝酸甲酯为气体，因此无需提纯可以直接用于步骤S2；此外，步骤S2中采用一锅法进行，且反应条件温和，具有原子经济、步骤短、操作简便、污染少的优点，适合工业化生产。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面首先具体描述根据本发明实施例的制备方法。
根据本发明实施例的2-肟氰乙酸乙酯钾盐的制备方法，包括：
步骤S1，使亚硝酸钠和甲醇在酸性条件下反应，得到亚硝酸甲酯。
也就是说，根据本发明实施例的制备方法，首先利用亚硝酸钠与甲醇作为原料，制备作为肟化试剂的亚硝酸甲酯。
由于亚硝酸甲酯为气体，因此无需提纯，废水少，更加经济。
具体的，化学反应式如下式(1)所示：
进一步地，所述步骤S1包括：
将所述亚硝酸钠充分溶解于水中，在其中加入甲醇，并在其中缓慢滴加酸性溶液，生成所述亚硝酸甲酯。
也就是说，在亚硝酸钠的水溶液中，加入甲醇，缓慢滴加配置好的酸性溶液，以使其发生反应，得到所述亚硝酸甲酯。在水溶液中，亚硝酸钠得到完全溶解，有利于促进反应的进行、提高收率。而且，该步骤不涉及有机溶剂，三废少，环保。
进一步地，所述酸性溶液为硫酸溶液、盐酸溶液、硝酸溶液的任意一种或多种。也就是说，作为其中的酸，可以使用常规的无机酸，更易得到。
进一步地，所述酸性溶液为50％体积比的硫酸水溶液。适当的硫酸溶液的浓度，这有利于反应的发生，提高收率。
进一步地，所述步骤S1的反应温度为室温，所述亚硝酸钠、甲醇与硫酸的摩尔比为1：(1.5-3)：(1-1.5)。其中，滴加酸性溶液的温度也即反应温度为室温，反应条件温和，易于控制。此外，相对于化学当量而言，适当过量的甲醇和硫酸，更有利于反应的进行，提高反应效率。
在上述反应结束后，可以将得到的气体直接通入下一步反应体系中。也就是说，本发明适用于一锅法，由此能够有效减少难以处理的废水，更加有利于工业化生产。
步骤S2，使所述亚硝酸甲酯与氰基乙酸乙酯肟化后，再在碱性条件下与含钾化合物反应成盐，得到所述2-肟氰乙酸乙酯钾盐。
也就是说，在得到肟化试剂亚硝酸甲酯后，将其与氰基乙酸乙酯肟化，然后再与钾反应成盐，制备2-肟氰乙酸乙酯钾盐。
具体反应式如下述式(2)所示。
进一步地，所述步骤S2中，所述含钾化合物为碳酸钾、叔丁醇钾以及氢氧化钾中的一种或多种。优选地，所述含钾化合物为氢氧化钾，成本低的同时具有较强的碱性。
进一步地，所述步骤2包括：将所述含钾化合物溶解到乙醇中，加入所述氰基乙酸乙酯，通入所述亚硝酸甲酯，得到所述2-肟氰乙酸乙酯钾盐。
也就是说，在上述含钾化合物(同时也是强碱)的作用下，以乙醇为溶剂发生反应生产Oxyma-K。乙醇可以很好地氰基乙酸乙酯，同时不会参加肟化反应，因此有利于提高收率，提高产物纯度。
进一步地，所述氰基乙酸乙酯与所述含钾化合物中的钾元素的摩尔比为1：(1-2)，优选为1：1。
进一步地，所述步骤S2中反应温度为40-50℃，反应时间为2-3小时。反应条件温和、可控。
进一步地，所述步骤S2还包括：反应结束后，冰浴下抽滤，对滤饼使用乙醇洗涤并烘干，以纯化所述2-肟氰乙酸乙酯钾盐。也就是说，通过简单的处理即可提纯，有利于降低三废，降低成本。
下面，通过具体实施例进一步详细描述发明的制备方法。
实施例1
亚硝酸甲酯的制备
2L三口烧瓶中，将浓硫酸(300mL,5.87mol)小心加入到600mL冰水混合物中，一边滴加一边搅拌，防止热量积聚，加完后冷却至室温。在另外一个2L三口烧瓶中依次加入亚硝酸钠(368g,5.33mol)，水400g，甲醇(340g,10.67mol)，磁力搅拌下滴加上述稀硫酸水溶液。滴加过程中，不断地有亚硝酸甲酯气体生成，通过控制硫酸的滴加速度来控制亚硝酸甲酯的流量。
Oxyma-K的制备
冰盐浴下，在5L三口烧瓶中加入氢氧化钾(301.8g,5.33mol)和3L乙醇，待体系氢氧化钾完全溶解于乙醇且体系温度在10℃以下，加入氰基乙酸乙酯(603.7g,5.33mol)，体系为乳白色状态。通入上述亚硝酸甲酯气体，期间体系有明显热量放出，通过控制气体通入流速来确保体系反应温度为40-50℃。整个反应过程为2-3h。
TLC点板监测氰基乙酸乙酯完全消耗。反应结束后，降温至10℃，固体产品充分析出；抽滤，滤饼烘干，得到纯品874g黄色固体(理论值960.4g)，摩尔收率：91％。
产物的核磁测试结果如下：
1H NMR(400MHz,H2O):δ＝1.24–1.27(t,3H,CH3),4.26-4.32(q,2H,CH2)。
产物的元素分析结果如下
Oxyma-K(C5H5KN2O3)：C＝33.36％，N＝15.34％,H＝3.20％。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种2-肟氰乙酸乙酯钾盐的制备方法，其特征在于，包括：
步骤S1，使亚硝酸钠和甲醇在酸性条件下反应，得到亚硝酸甲酯，所述步骤S1包括：将所述亚硝酸钠充分溶解于水中，在其中加入甲醇，并在其中缓慢滴加酸性溶液，生成所述亚硝酸甲酯，所述酸性溶液为硫酸溶液、盐酸溶液、硝酸溶液的任意一种或多种；
步骤S2，使所述亚硝酸甲酯与氰基乙酸乙酯肟化后，再在碱性条件下与含钾化合物反应成盐，得到所述2-肟氰乙酸乙酯钾盐，所述含钾化合物为碳酸钾、叔丁醇钾以及氢氧化钾中的一种或多种，所述步骤S2包括：将所述含钾化合物溶解到乙醇中，加入所述氰基乙酸乙酯，通入所述亚硝酸甲酯，得到所述2-肟氰乙酸乙酯钾盐，
其中，所述步骤S1的反应温度为室温，所述亚硝酸钠、甲醇与硫酸的摩尔比为1：（1.5-3）：（1-1.5），
所述氰基乙酸乙酯与所述含钾化合物中的钾元素的摩尔比为1：（1-2）。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述酸性溶液为50%体积比的硫酸水溶液。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中反应温度为40-50℃，反应时间为2-3小时。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：反应结束后，冰浴下抽滤，对滤饼使用乙醇洗涤并烘干，以纯化所述2-肟氰乙酸乙酯钾盐。
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| GR01 | Patent grant | ||
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