CN116041273A - 一种苯并[e][1,3]噁嗪-2,4-二酮的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种苯并[e][1,3]噁嗪‑2,4‑二酮的制备方法,该方法包括如下步骤:在碱、有机溶剂中,2‑羟基苯甲酰胺和草酸二酯在催化剂作用下发生反应,反应温度为110‑140℃,时间为4‑8h,得到苯并[e][1,3]噁嗪‑2,4‑二酮。草酸二酯为草酸与含碳原子数1‑4脂肪醇的二元酯,具体为草酸二甲酯、草酸二乙酯、草酸二丙酯及其异构体、草酸二丁酯及其异构体中的一种或几种,优选草酸二甲酯。催化剂为含氮有机碱,具体为含氮杂环化合物及其衍生物,包括N,N‑二甲氨基吡啶、2‑甲基吡啶或吡啶,优选N,N‑二甲氨基吡啶。碱为草酸二酯对应脂肪醇的碱金属盐。该方法原料便宜,避免了对金属设备的腐蚀,降低了生产设备制造成本,且该制备方法操作简单,制得的产品纯度达到97%以上,收率高达82%以上。
Description
技术领域
本发明属于有机化合物技术领域,具体涉及一种苯并[e][1,3]噁嗪-2,4-二酮的制备方法。
背景技术
苯并[e][1,3]噁嗪-2,4-二酮(CAS 2037-95-8)是合成8-(2-羟基苯甲酰胺基)辛酸钠(SNAC,CAS 203787-91-1)的关键性中间体。SNAC是一种新型的吸收促进剂,作为口服的药物辅料可以帮助制备多种药物的口服制剂,如维生素B12(CN101952241)、索马鲁肽(CN105377306)等。
苯并[e][1,3]噁嗪-2,4-二酮的合成,最常用的起始原料是水杨酰胺(2-羟基苯甲酰胺),文献及专利报道了多种不同反应路径,涉及水杨酰胺环化的不同反应原料。早期反应路线使用氯甲酸乙酯、光气、异氰酸酯此类剧毒性原料(Chemische Berichte,1902,vol.35,p3649)。90年代后期科技工作者对其做了改进,使用更加安全的草酰氯(Pharmazie,1995,vol.50,No.2,p150-151)、氯甲酸苯酯衍生物(Journal of theAmerican Chemical Society,1992,vol.114,No.27,p10715-10721)、羰基二咪唑(LiebigsAnnalen der Chemie,1981,No.8,p1513-1514)。近年还有对使用草酰氯、羰基二咪唑的工艺升级报道(CN112661662、CN108689876),以及使用新的反应原料二叔丁基二碳酸酯(CN114195730)。
其中,草酰氯合成苯并[e][1,3]噁嗪-2,4-二酮的反应机制(Pharmazie,1995,vol.50,No.2,p150-151)如下:
该方法使用酰氯导致的氯化氢气体对金属设备产生腐蚀。而其他现有技术合成方法的原料普遍较贵。寻求更加安全、经济的反应原料具有非常重要的意义。
发明内容
为解决现有技术的问题,本发明提供了一种苯并[e][1,3]噁嗪-2,4-二酮的制备方法。
本发明的具体技术方案如下:
本发明提供了一种苯并[e][1,3]噁嗪-2,4-二酮的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:在碱、有机溶剂中,2-羟基苯甲酰胺和草酸二酯在催化剂作用下发生反应,得到苯并[e][1,3]噁嗪-2,4-二酮。
本发明提供的苯并[e][1,3]噁嗪-2,4-二酮的制备方法,还具有这样的技术特征,草酸二酯为草酸与含碳原子数1-4脂肪醇的二元酯。
本发明提供的苯并[e][1,3]噁嗪-2,4-二酮的制备方法,还具有这样的技术特征,草酸与含碳原子数1-4脂肪醇的二元酯为草酸二甲酯、草酸二乙酯、草酸二丙酯及其异构体、草酸二丁酯及其异构体中的一种或几种,优选草酸二甲酯。
本发明提供的苯并[e][1,3]噁嗪-2,4-二酮的制备方法,还具有这样的技术特征,催化剂为含氮有机碱。
本发明提供的苯并[e][1,3]噁嗪-2,4-二酮的制备方法,还具有这样的技术特征,含氮有机碱为含氮杂环化合物及其衍生物。
本发明提供的苯并[e][1,3]噁嗪-2,4-二酮的制备方法,还具有这样的技术特征,含氮杂环化合物及其衍生物为N,N-二甲氨基吡啶、2-甲基吡啶或吡啶,优选N,N-二甲氨基吡啶。
本发明提供的苯并[e][1,3]噁嗪-2,4-二酮的制备方法,还具有这样的技术特征,碱为草酸二酯对应脂肪醇的碱金属盐。
本发明提供的苯并[e][1,3]噁嗪-2,4-二酮的制备方法,还具有这样的技术特征,草酸二酯对应脂肪醇的碱金属盐为钠盐或钾盐。
本发明提供的苯并[e][1,3]噁嗪-2,4-二酮的制备方法,还具有这样的技术特征,有机溶剂为沸点较高的非质子有机溶剂。
本发明提供的苯并[e][1,3]噁嗪-2,4-二酮的制备方法,还具有这样的技术特征,沸点较高的非质子有机溶剂为甲苯或二甲苯。
本发明提供的苯并[e][1,3]噁嗪-2,4-二酮的制备方法,还具有这样的技术特征,2-羟基苯甲酰胺、草酸二酯和催化剂的摩尔比为1:(1.2-2):(0.2-0.1),碱为2-羟基苯甲酰胺摩尔量的2%。
本发明提供的苯并[e][1,3]噁嗪-2,4-二酮的制备方法,还具有这样的技术特征,反应的温度为110-140℃,时间为4-8h。
发明的作用与效果
本发明的制备方法采用草酸二酯作为反应原料,在不降低安全性的前提下(甚至比大多数现有技术的反应原料更安全),相比现有技术,该类原料可以降低生产成本,特别是草酸二甲酯具有更好的经济性。另外,本发明提供的方法避免了使用酰氯导致的氯化氢气体对金属设备的腐蚀,从而可以降低生产设备的制造成本。最后,该制备方法操作简单,制得的产品纯度达到97%以上,收率高达82%以上。
附图说明
图1是本发明实施例1所用原料2-羟基苯甲酰胺的HPLC图。
图2是本发明实施例1制得的苯并[e][1,3]噁嗪-2,4-二酮的HPLC图。
图3是本发明实施例1制得的苯并[e][1,3]噁嗪-2,4-二酮和所用原料2-羟基苯甲酰胺的混合物的HPLC图。
图4是本发明实施例1制得的苯并[e][1,3]噁嗪-2,4-二酮的红外光谱图。
具体实施方式
在本发明中使用的术语,除非另有说明,一般具有本领域普通技术人员通常理解的含义。
在以下实施例中,未详细描述的各种过程和方法是本领域中公知的常规方法。
下述实施例中所采用的试剂为普通商业途径购得,未注明的实验操作及实验条件参考本领域的常规操作及常规条件。
以下结合实施例和附图来说明本发明的具体实施方式。
<实施例1>
本实施例提供了一种苯并[e][1,3]噁嗪-2,4-二酮的制备方法,该制备方法包括如下步骤:在碱、有机溶剂中,2-羟基苯甲酰胺和草酸二酯在催化剂作用下发生反应,得到苯并[e][1,3]噁嗪-2,4-二酮,具体过程为:
在500mL四口反应瓶中,室温下加入2-羟基苯甲酰胺(13.7g,0.1mol,1.0equiv),甲苯(50mL),N,N-二甲氨基吡啶(2.63g,0.02mol,0.2equiv),搅拌,加入草酸二甲酯(14.2g,0.12mol,1.2equiv),再加入甲醇钠(0.11g,0.002mol)逐渐升温至110℃,在该温度搅拌6h,停止反应,加入乙酸乙酯150mL,用1%稀盐酸洗3次(200mL×3),溶液在30-40℃真空浓缩,得到残留物,该残留物中加入甲苯(80mL),升温至100℃,搅拌2h,冷却降温至25℃,抽滤得到白色晶状固体,用25mL甲苯洗涤,再用1%稀盐酸25mL洗涤,收率为82.7%,产品HPLC纯度>97%。反应机制如下式所示:
图1是本发明实施例1所用原料2-羟基苯甲酰胺的HPLC图。保留时间4.821min。
图2是本发明实施例1制得的苯并[e][1,3]噁嗪-2,4-二酮的HPLC图。保留时间4.688min。
图3是本发明实施例1制得的苯并[e][1,3]噁嗪-2,4-二酮和所用原料2-羟基苯甲酰胺的混合物的HPLC图。
图4是本发明实施例1制得的苯并[e][1,3]噁嗪-2,4-二酮的红外光谱图。由图4可知,实施例1制得的苯并[e][1,3]噁嗪-2,4-二酮的结构与其理论结构一致。
<实施例2>
本实施例提供了一种苯并[e][1,3]噁嗪-2,4-二酮的制备方法,该制备方法包括如下步骤:在碱、有机溶剂中,2-羟基苯甲酰胺和草酸二酯在催化剂作用下发生反应,得到苯并[e][1,3]噁嗪-2,4-二酮,具体过程为:
在500mL四口反应瓶中,室温下加入2-羟基苯甲酰胺(13.7g,0.1mol,1.0equiv),甲苯(50mL),N,N-二甲氨基吡啶(2.63g,0.02mol,0.2equiv),搅拌,加入草酸二甲酯(14.2g,0.12mol,1.2equiv),再加入甲醇钠(0.11g,0.002mol)逐渐升温至110℃,在该温度搅拌6h,停止反应,加入醋酸(0.12g,0.002mol),再加入乙酸乙酯150mL,用1%稀盐酸洗3次(200mL×3),溶液在30-40℃真空浓缩,得到残留物,该残留物中加入甲苯(80mL),升温至100℃,搅拌2h,冷却降温至25℃,抽滤得到白色晶状固体,用25mL甲苯洗涤,再用1%稀盐酸25mL洗涤,收率为78.4%,产品HPLC纯度>97%。
<实施例3>
本实施例提供了一种苯并[e][1,3]噁嗪-2,4-二酮的制备方法,该制备方法包括如下步骤:在碱、有机溶剂中,2-羟基苯甲酰胺和草酸二酯在催化剂作用下发生反应,得到苯并[e][1,3]噁嗪-2,4-二酮,具体过程为:
在500mL四口反应瓶中,室温下加入2-羟基苯甲酰胺(13.7g,0.1mol,1.0equiv),二甲苯(50mL),2-甲基吡啶(0.93g,0.01mol,0.1equiv),搅拌,加入草酸二乙酯(29.3g,0.2mol,2equiv),再加入乙醇钠(0.14g,0.002mol)逐渐升温至140℃,在该温度搅拌6h,停止反应,加入乙酸乙酯150mL,用1%稀盐酸洗3次(200mL×3),溶液在30-40℃真空浓缩,得到残留物,该残留物中加入甲苯(80mL),升温至100℃,搅拌2h,冷却降温至25℃,抽滤得到白色晶状固体,用25mL甲苯洗涤,再用1%稀盐酸25mL洗涤,收率为72.9%,产品HPLC纯度>97%。
<实施例4>
本实施例提供了一种苯并[e][1,3]噁嗪-2,4-二酮的制备方法,该制备方法包括如下步骤:在碱、有机溶剂中,2-羟基苯甲酰胺和草酸二酯在催化剂作用下发生反应,得到苯并[e][1,3]噁嗪-2,4-二酮,具体过程为:
在500mL四口反应瓶中,室温下加入2-羟基苯甲酰胺(13.7g,0.1mol,1.0equiv),甲苯(50mL),吡啶(1.58g,0.02mol,0.2equiv),搅拌,加入草酸二甲酯(17.8g,0.15mol,1.5equiv),再加入甲醇钾(0.14g,0.002mol)逐渐升温至110℃,在该温度搅拌8h,停止反应,加入乙酸乙酯150mL,用1%稀盐酸洗3次(200mL×3),溶液在30-40℃真空浓缩,得到残留物,该残留物中加入甲苯(80mL),升温至100℃,搅拌2h,冷却降温至25℃,抽滤得到白色晶状固体,用25mL甲苯洗涤,再用1%稀盐酸25mL洗涤,收率为61.5%,产品HPLC纯度>97%。
以上是对实施例的详细描述,方便本领域的技术人员能正确理解和使用本发明。凡本领域的技术人员依据本发明在现有技术基础上,不经过创新性的劳动,仅通过分析、类推或有限列举等方法得到的改进或修改技术方案,都应该在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (12)
1.一种苯并[e][1,3]噁嗪-2,4-二酮的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:在碱、有机溶剂中,2-羟基苯甲酰胺和草酸二酯在催化剂作用下发生反应,得到所述苯并[e][1,3]噁嗪-2,4-二酮。
2.根据权利要求1所述的苯并[e][1,3]噁嗪-2,4-二酮的制备方法,其特征在于,所述草酸二酯为草酸与含碳原子数1-4脂肪醇的二元酯。
3.根据权利要求2所述的苯并[e][1,3]噁嗪-2,4-二酮的制备方法,其特征在于,所述草酸与含碳原子数1-4脂肪醇的二元酯为草酸二甲酯、草酸二乙酯、草酸二丙酯及其异构体、草酸二丁酯及其异构体中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的苯并[e][1,3]噁嗪-2,4-二酮的制备方法,其特征在于,所述催化剂为含氮有机碱。
5.根据权利要求4所述的苯并[e][1,3]噁嗪-2,4-二酮的制备方法,其特征在于,所述含氮有机碱为含氮杂环化合物及其衍生物。
6.根据权利要求5所述的苯并[e][1,3]噁嗪-2,4-二酮的制备方法,其特征在于,所述含氮杂环化合物及其衍生物为N,N-二甲氨基吡啶、2-甲基吡啶或吡啶。
7.根据权利要求1所述的苯并[e][1,3]噁嗪-2,4-二酮的制备方法,其特征在于,所述碱为草酸二酯对应脂肪醇的碱金属盐。
8.根据权利要求7所述的苯并[e][1,3]噁嗪-2,4-二酮的制备方法,其特征在于,所述草酸二酯对应脂肪醇的碱金属盐为钠盐或钾盐。
9.根据权利要求1所述的苯并[e][1,3]噁嗪-2,4-二酮的制备方法,其特征在于,所述有机溶剂为沸点较高的非质子有机溶剂。
10.根据权利要求9所述的苯并[e][1,3]噁嗪-2,4-二酮的制备方法,其特征在于,所述沸点较高的非质子有机溶剂为甲苯或二甲苯。
11.根据权利要求1所述的苯并[e][1,3]噁嗪-2,4-二酮的制备方法,其特征在于,所述2-羟基苯甲酰胺、所述草酸二酯和所述催化剂的摩尔比为1:(1.2-2):(0.2-0.1),所述碱为所述2-羟基苯甲酰胺摩尔量的2%。
12.根据权利要求1所述的苯并[e][1,3]噁嗪-2,4-二酮的制备方法,其特征在于,所述反应的温度为110-140℃,时间为4-8h。
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