CN115872961A - 一种卡隆酸酐化合物的合成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种卡隆酸酐化合物的合成方法,具体为一种3,3‑二甲基环丙烷‑1,2‑二甲酸酐化合物Ⅲ的合成方法,以2,2‑二甲基‑3‑(2‑氯‑3,3,3‑三氟‑1‑丙烯基)环丙烷羧酸化合物I为原料,利用高锰酸钾发生氧化反应,经过亚硫酸钠和浓硫酸处理生成中间体卡隆酸II,然后再进行环合反应,生成卡隆酸酐Ⅲ。该方法原料容易获得,条件温和,生产安全性高,收率高,降低了反应成本,易于放大,具有很高的工业应用价值。

Description

一种卡隆酸酐化合物的合成方法
技术领域
本发明属于有机合成领域,具体涉及一种3,3-二甲基环丙烷-1,2-二甲酸酐俗称卡隆酸酐化合物的合成方法。
背景技术
卡隆酸酐(Caronic anhydride)是合成抗丙型肝炎病毒的新药丙肝蛋白酶抑制剂(boceprevir)的重要中间体,同时也广泛应用于农药和其他有机合成领域。卡隆酸酐和丙肝蛋白酶抑制剂的结构式如下:
Figure BDA0003286822140000011
目前国内外报导的合成3,3-二甲基环丙烷-1,2-二甲酸酐的主要方法有以下几种:(1)专利CN 1805931A中介绍了以第一菊酸乙酯为原料,经高锰酸钾氧化,然后再经过亚硫酸钠,浓硫酸处理,再在碱性条件下水解得到3,3-二甲基环丙烷1,2-二甲酸,然后在醋酐中进行环合得到3,3-二甲基环丙烷-1,2-二甲酸酐。(2)专利CN10102680A公开了3,3-二甲基环丙烷-1,2-二甲酸酐合成的改进方法,主要是由焦亚硫酸钠代替了亚硫酸钠,减少了酸的用量,在关环过程中加入了醋酸钠,降低了反应温度,对工业化生产做出了一定的贡献。但是这些方法都是以第一菊酸酯为原料,反应生成杂质很多,不易提纯,增加了工业化难度。这些方法都是将原料先溶解在丙酮中,然后再分批加入高锰酸钾,在这个过程中,反应放热非常剧烈,放出大量氧气,反应不可控,远远不能满足工业化安全生产的要求。另外反应收率较低,成本高,这些都不利于工业化生产。
发明内容
本发明的目的是提供一种3,3-二甲基环丙烷-1,2-二甲酸酐化合物的合成方法,该方法原料易得,条件温和,容易提纯,收率高,生产安全性高,降低了反应成本,具有很高的工业应用价值。
本发明提供了一种3,3-二甲基环丙烷-1,2-二甲酸酐化合物的合成方法,化合物I为原料,利用高锰酸钾发生氧化反应,再利用亚硫酸钠和浓硫酸处理,生成中间体卡隆酸II,然后再进行环合反应,生成卡隆酸酐Ⅲ。
所述I化合物具有以下I结构:
Figure BDA0003286822140000021
所述卡隆酸化合物具有以下II结构:
Figure BDA0003286822140000022
所述卡隆酸酐化合物具有以下Ⅲ结构:
Figure BDA0003286822140000031
在本发明中,所述卡隆酸酐Ⅲ的制备方法按以下反应路线进行:
Figure BDA0003286822140000032
所述高锰酸钾和化合物I的质量比为0.65-5:1。
所述亚硫酸钠和化合物I的质量比为0.5-5:1。
所述浓硫酸和化合物I的质量比为1-5:1。
由化合物I制备化合物II的反应中,溶剂为丙酮和水,丙酮和水的质量比为1:1,丙酮和水的总质量和化合物I的质量比为0.5-5:1。
由化合物II制备化合物III的反应中,溶剂为乙酸酐,乙酸酐和化合物II的质量比为0.5-5:1。
由化合物II制备化合物III的反应中,催化剂为乙酸钠,乙酸钠和化合物II的质量比为0.01-0.2:1。
具体步骤如下:
在四口瓶中,将高锰酸钾溶于水,再加入丙酮,冷却到0℃,然后分批加入化合物Ⅰ,加完之后室温继续反应至GC分析原料反应完全,然后再冷却到0℃,滴加亚硫酸钠水溶液,然后滴加浓硫酸,作用是调节PH值,静置分层,分出有机层,水层再用甲基叔丁基醚萃取,合并有机层,用饱和氯化钠水溶液洗涤有机层,浓缩得到白色固体卡隆酸II,将得到的卡隆酸II加入到乙酸酐中,然后再加入乙酸钠,回流反应3h,常压蒸出剩余的乙酸酐,然后减压蒸出粗产品卡隆酸酐Ⅲ,最后用甲苯和石油醚重结晶得纯品隆酸酐Ⅲ。本发明具有以下优点:
1、所用试剂廉价易得。
2、反应活性高、反应条件温和、收率高。
3、相比于传统方法,该方法极大的降低了反应成本,简化工艺。
附图说明
图1为实施例1制备的卡隆酸的核磁共振氢谱;
图2为实施例2制备的卡隆酸酐的核磁共振氢谱。
具体实施方式
下面的实施例将对本发明予以进一步的说明,但并不因此而限制本发明。核磁共振是通过Bruker400核磁共振仪测定,气相色谱(GC)是通过Agilent 7820色谱测定。
实施例1
中间体Ⅱ的制备:
Figure BDA0003286822140000041
在500ML四口瓶中,将50g高锰酸钾溶于50g水,然后再加入50g丙酮,冷却到0℃,然后分批加入化合物24gⅠ,保持温度不超过10℃,加完之后室温继续反应2-4h,GC分析原料反应完全,然后再冷却到0℃,滴加65g亚硫酸钠和50g水的水溶液,滴完后继续搅拌30min,然后用再滴加45mL浓硫酸,滴完后恢复到室温继续搅拌30min,然后静置分层,分出有机层,水层再用甲基叔丁基醚(50g×3)萃取,合并有机层,饱和氯化钠水溶液洗涤,浓缩得到白色固体卡隆酸12.3g。收率77%,GC分析纯度97%。卡隆酸II可直接用于下一步反应。核磁数据如下:
1H NMR(400MHz,CD3OD)δ1.29(s,6H),2.09(s,2H)。
实施例2
Figure BDA0003286822140000051
将实施例1中的13g卡隆酸加入到13g乙酸酐中,然后加入0.26g乙酸钠,加热到150℃回流反应2h,常压蒸出生成的乙酸和剩余的乙酸酐,然后再减压蒸出产品,蒸馏物用甲苯和石油醚重结晶得产品卡隆酸酐Ⅲ8.9g,GC色谱分析纯度为98%。核磁数据如下:
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ1.32(s,3H),1.42(s,3H),2.64(s,3H)。
以上所述实施案例仅表达本发明的实施方式,但并不能因此而理解为对本发明专利的范围的限制,应当指出,对于本领域的技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种卡隆酸酐化合物的合成方法,其特征在于:以化合物2,2-二甲基-3-(2-氯-3,3,3-三氟-1-丙烯基)环丙烷羧酸I为原料,经过高锰酸钾氧化,再经过亚硫酸钠和浓硫酸处理生成中间体卡隆酸II,然后再进行环合反应,生成卡隆酸酐Ⅲ;反应式如下:
Figure FDA0003286822130000011
2.按照权利要求1所述的合成方法,其特征在于:所述高锰酸钾和化合物I的质量比为0.65-5:1;所述亚硫酸钠和化合物I的质量比为0.5-5:1;所述浓硫酸和化合物I的质量比为1-5:1。
3.按照权利要求1所述的合成方法,其特征在于:由化合物I制备化合物II的反应中,溶剂为丙酮和水,丙酮和水的质量比为1:1,丙酮和水的总质量和化合物I的质量比为0.5-5:1。
4.按照权利要求1所述的合成方法,其特征在于:由化合物II制备化合物III的反应中,溶剂为乙酸酐,乙酸酐和化合物II的质量比为0.5-5:1。
5.按照权利要求1所述的合成方法,其特征在于:由化合物II制备化合物III的反应中,催化剂为乙酸钠,乙酸钠和化合物II的质量比为0.01-0.2:1。
6.根据权利要求1所述的合成方法,其特征在于:该方法具体为:在四口瓶中,将高锰酸钾溶于水,再加入丙酮,冷却到0℃,然后分批加入化合物Ⅰ,加完之后室温继续反应至GC分析原料反应完全,然后再冷却到0℃,滴加亚硫酸钠水溶液,然后滴加浓硫酸,静置分层,分出有机层,水层再用甲基叔丁基醚萃取,合并有机层,用饱和氯化钠水溶液洗涤有机层,浓缩得到白色固体卡隆酸II,将得到的卡隆酸II加入到乙酸酐中,然后再加入乙酸钠,回流反应3h,常压蒸出剩余的乙酸酐,然后减压蒸出粗产品卡隆酸酐Ⅲ,最后用甲苯和石油醚重结晶得纯品卡隆酸酐Ⅲ。
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