CN115894192A - 一种2-溴丙二醛的合成方法、应用及2-溴丙二醛 - Google Patents

一种2-溴丙二醛的合成方法、应用及2-溴丙二醛 Download PDF

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孙徐贤
董珍奇
孟进明
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Abstract

本申请涉及一种2‑溴丙二醛的合成方法、应用及2‑溴丙二醛,合成方法包括以下步骤:S1、取1,1,3,3‑四甲氧基丙烷,于稀酸低温条件下脱保护基,合成丙二醛;S2、丙二醛与氢氧化钠反应成盐,负压浓缩;S3、向步骤S2中浓缩物中加入丙酮,析晶过滤,得丙二醛钠盐;S4、将丙二醛钠盐与溴素反应,得2‑溴丙二醛。本申请中的合成方法条件温和,可抑制聚合副反应的发生,有效获得高收率、高纯度的2‑溴丙二醛。

Description

一种2-溴丙二醛的合成方法、应用及2-溴丙二醛
技术领域
本申请涉及合成2-溴丙二醛的领域,尤其是涉及一种高纯度2-溴丙二醛的合成方法、应用及2-溴丙二醛。
背景技术
2-溴丙二醛是合成嘧啶类化合物,特别是嘧啶类液晶的一个重要中间体,广泛应用于液晶的合成及部分原料药的合成。
相关技术中,是以1,1,3,3-四甲氧基丙烷为原料,经过室温脱保护,溴化后浓缩得到2-溴丙二醛。在上述合成方法中,先室温脱保护生成丙二醛,丙二醛室温下不稳定,极易发生聚合反应,导致最终产品收率和纯度下降,丙二醛聚合副反应为:
Figure BDA0003980202850000011
同时,溴化后需要加热负压浓缩去除反应产生的副产甲醇,在此过程中,2-溴丙二醛会进一步发生聚合反应,导致产品颜色加深,含量下降,最终的收率一般不超过60%,且纯度较低,一定程度上阻碍了2-溴丙二醛的工业化生产及其应用。
针对上述中的相关技术,发明人提供了一种2-溴丙二醛的合成方法。
发明内容
为了制得高纯度的2-溴丙二醛,本申请提供一种2-溴丙二醛的合成方法、应用及2-溴丙二醛。
第一方面,本申请提供一种2-溴丙二醛的合成方法,采用如下的技术方案:
一种2-溴丙二醛的合成方法,包括以下步骤:
S1、取1,1,3,3-四甲氧基丙烷,于稀酸不大于5℃的温度条件下脱保护基,合成丙二醛;
S2、丙二醛与氢氧化钠反应成盐,负压浓缩;
S3、向步骤S2中浓缩物中加入丙酮,析晶过滤,得丙二醛钠盐;
S4、将丙二醛钠盐与溴素反应,得2-溴丙二醛。
通过采用上述技术方案,先通过低温脱保护合成丙二醛,低温条件可降低聚合物副反应的发生,确保了产品的收率和纯度;脱保护后再生成丙二醛钠盐,丙二醛钠盐的化学性质相对稳定,在后续的升温浓缩过程中几乎不发生聚合反应;再用丙二醛钠盐与溴素反应合成2-溴丙二醛,该反应无甲醇副产物产生,且无需浓缩,可控制低温条件下直接过滤出固体产品,避免了高温浓缩导致产品聚合的副反应,产品质量好,收率高,操作简便,具有良好的工业化前景。本申请的合成路线图为
Figure BDA0003980202850000021
在一个具体的可实施方案中,所述酸为盐酸或氢溴酸,所述酸的浓度为0.1–1M。
在一个具体的可实施方案中,步骤S1中,脱保护基温度为0±5℃。
在一个具体的可实施方案中,步骤S2中,负压浓缩时,真空度小于-0.095MPa,温度为20-50℃。
在一个具体的可实施方案中,所述1,1,3,3-四甲氧基丙烷、氢氧化钠和溴素的摩尔比为1∶1∶1。
第二方面,本申请提供一种2-溴丙二醛的合成方法的应用,采用如下的技术方案:
一种2-溴丙二醛的合成方法,在医药生产中的应用。
第三方面,本申请提供一种2-溴丙二醛,采用以上合成方法制得。
综上所述,本申请包括以下至少一种有益技术效果:
1.本申请的合成路线反应条件温和,步骤少,一步即可完成,中间副产物少,有效确保了产品的高收率和高纯度;
2.本申请的合成方法,后处理简便,符合当前绿色化学的要求,具有明显的经济、社会效益,有良好的工业化应用前景。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
实施例
实施例1
一种2-溴丙二醛的合成方法,包括以下步骤:
S1、取1,1,3,3-四甲氧基丙烷100g、浓度为0.1M的盐酸100g,加入到反应釜中,室温下搅拌10min,然后冷却至0℃并保温反应24h;
S2、步骤S1保温结束后,向反应釜中滴加浓度为30%的氢氧化钠水溶液81.6g,调节PH为7,然后升温至20℃,于-0.09MPa真空度下进行浓缩回收副产物甲醇,直至回收60g;
S3、向步骤S2中的反应物中加入200ml丙酮进行析晶,然后过滤,得类白色的丙二醛钠盐56.2g,计算收率为98.0%;
S4、取S3中的丙二醛钠盐50g、水50g,加入到反应瓶中,控制温度为20℃,然后滴加85g溴素,室温下搅拌1h,然后边搅拌边温度降至0℃,过滤,烘干,得类白色固体73.9g。经检测计算,收率为92.0%,产物的熔点为127.8-129.2℃,纯度为99.9%,HPLC含量为99.91%。HPLC条件为:流动相:水800ml;乙腈200ml;检测波长:254nm,流速1.0ml/min;样品0.01g,用流动相稀释至25ml,进样量为5μl。
实施例2
一种2-溴丙二醛的合成方法,包括以下步骤:
S1、取1,1,3,3-四甲氧基丙烷100g、浓度为0.5M的盐酸100g,加入到反应釜中,室温下搅拌20min,然后冷却至3℃并保温反应16h;
S2、步骤S1保温结束后,向反应釜中滴加浓度为30%的氢氧化钠水溶液83.2g,调节PH为8,然后升温至30℃,于-0.09MPa真空度下进行浓缩回收副产物甲醇,直至回收60g;
S3、向步骤S2中的反应物中加入200ml丙酮进行析晶,然后过滤,得类白色的丙二醛钠盐55.9g,计算收率为97.5%;
S4、取S3中的丙二醛钠盐50g、水80g,加入到反应瓶中,控制温度为25℃,然后滴加85g溴素,室温下搅拌1h,然后边搅拌边温度降至3℃,过滤,烘干,得类白色固体70.7g。经检测计算,收率为88.0%,产物的熔点为128.2-129.3℃,纯度为99.9%,HPLC含量为99.91%。HPLC条件为:流动相:水800ml;乙腈200ml;检测波长:254nm,流速1.0ml/min;样品0.01g,用流动相稀释至25ml,进样量为5μl。
实施例3
一种2-溴丙二醛的合成方法,包括以下步骤:
S1、取1,1,3,3-四甲氧基丙烷100g、浓度为1M的盐酸100g,加入到反应釜中,室温下搅拌10min,然后冷却至5℃并保温反应24h;
S2、步骤S1保温结束后,向反应釜中滴加浓度为30%的氢氧化钠水溶液85.2g,调节PH为8,然后升温至50℃,于-0.09MPa真空度下进行浓缩回收副产物甲醇,直至回收65g;
S3、向步骤S2中的反应物中加入200ml丙酮进行析晶,然后过滤,得类白色的丙二醛钠盐55.5g,计算收率为95.0%;
S4、取S3中的丙二醛钠盐50g、水100g,加入到反应瓶中,控制温度为30℃,然后滴加85g溴素,室温下搅拌1h,然后边搅拌边温度降至5℃,过滤,烘干,得类白色固体69.1g。经检测计算,收率为86.0%,产物的熔点为127.8-128.6℃,纯度为99.9%,HPLC含量为99.91%。HPLC条件为:流动相:水800ml;乙腈200ml;检测波长:254nm,流速1.0ml/min;样品0.01g,用流动相稀释至25ml,进样量为5μl。本实施例中,1H NMR(300MHz,CDCl3)δ:5.52(t,1H),9.72(d,2H)。FAB-MS(m/z):152(M+H)。
实施例4
实施例1中所记载的2-溴丙二醛的合成方法,具体应用于医药生产。
实施例5
实施例2中所记载的2-溴丙二醛的合成方法,具体应用于医药生产。
实施例6
实施例3中所记载的2-溴丙二醛的合成方法,具体应用于医药生产。
实施例7
一种2-溴丙二醛,采用实施例1中记载的合成方法制得。
实施例8
一种2-溴丙二醛,采用实施例2中记载的合成方法制得。
实施例9
一种2-溴丙二醛,采用实施例3中记载的合成方法制得。
对比例
对比例1
将1,1,3,3-四甲氧基丙烷110g、四氯化碳150ml、BPO25mmol加入到烧瓶中,然后滴加5滴溴,边搅拌边加热至54℃,反应液由深红色变为无色,在60℃下逐滴加入85g溴,60℃下保温2h;然后将温度降至室温,加入100ml饱和碳酸氢钠溶液,搅拌后利用分液漏斗分离出有机相,用少量水洗涤,再用污水硫酸镁干燥,真空蒸馏去除溶剂后得到2-溴-1,3,3,3-四乙氧基丙烷粗品146g。
取2-溴-1,3,3,3-四乙氧基丙烷粗品146g、10ml水加入到烧瓶中,滴加5滴浓硫酸,于室温搅拌1h后开始出现结晶,静置3天;过滤,获得的晶体采用四氯化碳洗涤,滤液继续静置,直至不再有晶体析出为止。抽滤烘干得到的棕红色固体溴代丙二醛一共60.7g,纯度95.6%,产率为60%。
对比例2
一种2-溴丙二醛的合成方法,包括以下步骤:
S1、取1,1,3,3-四甲氧基丙烷100g、浓度为5M的盐酸100g,加入到反应釜中,室温下搅拌10min,然后冷却至0℃并保温反应24h;
S2、步骤S1保温结束后,向反应釜中滴加浓度为30%的氢氧化钠水溶液81.6g,调节PH为7,然后升温至50℃,于-0.09MPa真空度下进行浓缩回收副产物甲醇,直至回收60g;
S3、向步骤S2中的反应物中加入200ml丙酮进行析晶,然后过滤,得类白色的丙二醛钠盐44.7g,计算收率为78.0%;
S4、取S3中的丙二醛钠盐50g、水50g,加入到反应瓶中,控制温度为20℃,然后滴加85g溴素,室温下搅拌1h,然后边搅拌边温度降至0℃,过滤,烘干,得类白色固体65.6g。经检测计算,收率为82%,产物的熔点为126.2-128.4℃,纯度为99.7%,HPLC含量为99.2%。HPLC条件为:流动相:水800ml;乙腈200ml;检测波长:254nm,流速1.0ml/min;样品0.01g,用流动相稀释至25ml,进样量为5μl。
对比例3
一种2-溴丙二醛的合成方法,包括以下步骤:
S1、取1,1,3,3-四甲氧基丙烷100g、浓度为0.1M的盐酸100g,加入到反应釜中,室温下搅拌10min,然后冷却至10℃并保温反应24h;
S2、步骤S1保温结束后,向反应釜中滴加浓度为30%的氢氧化钠水溶液81.6g,调节PH为7,然后升温至50℃,于-0.09MPa真空度下进行浓缩回收副产物甲醇,直至回收60g;
S3、向步骤S2中的反应物中加入200ml丙酮进行析晶,然后过滤,得类白色的丙二醛钠盐50.2g,计算收率为88.0%;
S4、取S3中的丙二醛钠盐50g、水50g,加入到反应瓶中,控制温度为20℃,然后滴加85g溴素,室温下搅拌1h,然后边搅拌边温度降至0℃,过滤,烘干,得白色固体67.4g。经检测计算,收率为84%,产物的熔点为127.4-128.7℃,纯度为99.8%,HPLC含量为99.7%。HPLC条件为:流动相:水800ml;乙腈200ml;检测波长:254nm,流速1.0ml/min;样品0.01g,用流动相稀释至25ml,进样量为5μl。
对比例4
一种2-溴丙二醛的合成方法,包括以下步骤:
S1、取1,1,3,3-四甲氧基丙烷100g、浓度为0.1M的盐酸100g,加入到反应釜中,室温下搅拌10min,然后冷却至25℃并保温反应24h;
S2、步骤S1保温结束后,向反应釜中滴加浓度为30%的氢氧化钠水溶液81.6g,调节PH为7,然后升温至50℃,于-0.09MPa真空度下进行浓缩回收副产物甲醇,直至回收60g;
S3、向步骤S2中的反应物中加入200ml丙酮进行析晶,然后过滤,得类白色的丙二醛钠盐46.2g,计算收率为81.0%;
S4、取S3中的丙二醛钠盐50g、水50g,加入到反应瓶中,控制温度为20℃,然后滴加85g溴素,室温下搅拌1h,然后边搅拌边温度降至0℃,过滤,烘干,得淡黄色固体66.4g。经检测计算,收率为83%,产物的熔点为127.2-128.9℃,纯度为99.3%,HPLC含量为99.1%。HPLC条件为:流动相:水800ml;乙腈200ml;检测波长:254nm,流速1.0ml/min;样品0.01g,用流动相稀释至25ml,进样量为5μl。
与对比例1相比,实施例1至实施例3中获得的产品收率高、纯度高,表明本申请公开的合成路线反应条件温和,可有效抑制中间产物和最终产物的聚合副反应的发生,有效确保了产物的纯度。
与对比例2相比,实施例1中的产物具有更佳的收率和纯度,表明酸的浓度对本申请的反应具有影响,稀酸条件更温和,在一定程度上可降低聚合副反应的发生。
与对比例3和对比例4相比,实施例1中的产物具有更佳的收率和纯度,表明温度的升高使得聚合副反应更易发生,从而降低最终产物的收率和纯度,参照本申请公开的路线合成更易获得高收率高纯度的2-溴丙二醛。
以上均为本申请的较佳实施例,并非依此限制本申请的保护范围,故:凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种2-溴丙二醛的合成方法,其特征在于:包括以下步骤:
S1、取1,1,3,3-四甲氧基丙烷,于稀酸不大于5℃的温度条件下脱保护基,合成丙二醛;
S2、丙二醛与氢氧化钠反应成盐,负压浓缩;
S3、向步骤S2中浓缩物中加入丙酮,析晶过滤,得丙二醛钠盐;
S4、将丙二醛钠盐与溴素反应,得2-溴丙二醛。
2.根据权利要求1所述的2-溴丙二醛的合成方法,其特征在于:所述酸为盐酸或氢溴酸,所述酸的浓度为0.1–1M。
3.根据权利要求1所述的2-溴丙二醛的合成方法,其特征在于:步骤S1中,脱保护基温度为0±5℃。
4.根据权利要求1所述的2-溴丙二醛的合成方法,其特征在于:步骤S2中,负压浓缩时,真空度小于-0.095MPa,温度为20-50℃。
5.根据权利要求1所述的2-溴丙二醛的合成方法,其特征在于:所述1,1,3,3-四甲氧基丙烷、氢氧化钠和溴素的摩尔比为1∶1∶1。
6.权利要求1所述的高纯2-溴丙二醛的合成方法,其特征在于:在医药生产中的应用。
7.2-溴丙二醛,其特征在于,采用权利要求1-5任一项所述的合成方法制得。
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