CN116715635A - 5-正丙基海因的合成工艺 - Google Patents

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赵晓鹏
李爱军
李海潮
张娜
张晓波
岳北北
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    • C07D233/54Heterocyclic compounds containing 1,3-diazole or hydrogenated 1,3-diazole rings, not condensed with other rings having two double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D233/66Heterocyclic compounds containing 1,3-diazole or hydrogenated 1,3-diazole rings, not condensed with other rings having two double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to ring carbon atoms
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    • C07D233/74Two oxygen atoms, e.g. hydantoin with only hydrogen atoms or radicals containing only hydrogen and carbon atoms, attached to other ring members

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Abstract

本发明涉及海因类衍生物的合成,具体涉及5‑正丙基海因的合成工艺。包括以下步骤:DL‑正缬氨酸和微过量的氰酸钾在回流状态下进行反应得到2‑(氨基甲酰氨基)戊酸,2‑(氨基甲酰氨基)戊酸在酸的催化作用下得到5‑正丙基海因,通过简单的重结晶方法实现产物的提纯。本发明原料易得,通过简便的反应工艺得到了5‑正丙基海因,产率可保持在51%以上,液相色谱纯度为99.28%。本发明合成了化工、医药行业中有优良分子结构的中间体,可以用于多种有机反应,为相关下游产物的合成提供了新思路。

Description

5-正丙基海因的合成工艺
技术领域
本发明涉及海因类衍生物的合成,具体涉及5-正丙基海因的合成工艺。
背景技术
5-正丙基海因,又名5-正丙基乙内酰脲,是海因衍生物中的一种,其结构式如下。5-正丙基海因有两个氮原子,氮原子上的氢很活泼,容易发生取代反应。由于空间位阻效应,3号位氮原子上的氢更容易被取代。得益于此,5-正丙基海因多用于化工、医药行业中,是合成消毒剂、除草剂、镇痛药等的中间体,应用广泛。
目前,5-正丙基海因的合成可以通过碳酸铵和2-氨基戊烯腈盐酸盐(CAS号:111013-52-6)反应得到。此反应虽然可以实现一步法合成5-正丙基海因,但2-氨基戊烯腈盐酸盐需要从国外进口且价格昂贵,反应原料不易得,其反应需要在丙酮溶剂中进行反应,丙酮作为管制类药品,在实现工业化上具有一定难度。作为有机合成中间体,经济性、稳定性是工业化生产中必须考虑的问题。使用易得的原料、简便的反应路线来合成5-正丙基海因是其工业化应用的必经之路。
发明内容
本发明的目的在于提供一种5-正丙基海因的合成工艺。
为实现本发明目的,本发明提供如下技术方案:
5-正丙基海因的合成工艺,其特征在于,其步骤为:
1、室温下将1当量的DL-正缬氨酸加入到带搅拌、冷凝管的三口烧瓶中,加去离子水,再向瓶中加入1.1-1.5当量的氰酸钾,搅拌至固体全部溶解并保持搅拌;
2、向反应瓶中缓慢滴入酸,滴加完毕后保持回流反应1-2h,反应完后加水淬灭反应。用有机溶剂对产物进行萃取、分液,旋干有机相后得产物A;
3、室温下将1当量的产物A加入到带搅拌的三口烧瓶中,加醇类溶剂进行搅拌,溶解完全后控制瓶内温度为5-10℃。向反应瓶中缓慢滴入酸,滴加完毕后反应2-4h,保持瓶内温度不超10℃;
4、反应完后加水淬灭反应,分液,水洗有机相一次,将有机相旋干,旋干后将固体放入40℃真空烘箱干燥过夜,用二氯甲烷:乙醇=1:3-5重结晶得到最终产物B。
进一步优选所述酸为盐酸、氢溴酸中的一种。
进一步优选所述有机溶剂为二氯甲烷、乙酸乙酯、石油醚中的一种或几种。
进一步优选所述醇类溶剂为异丙醇、异丁醇中的一种。
其化学反应式为:
本发明的有益效果是:
本发明通过简单、温和的工艺合成了5-正丙基海因,对设备无特殊要求,原料易得,产率可稳定保持在51%以上,经液相色谱检测,样品纯度可达99.28%,样品纯度高。5-正丙基海因有良好的分子结构式,可用于多种有机反应,为化工、医药行业提供优质的有机合成中间体。
附图说明
图1为样品的液相色谱图谱。
具体实施方式
除非特别说明,以下实施例中所用到的试剂和仪器均为市售常规产品。
以下实施例中:
产物A为2-(氨基甲酰氨基)戊酸,产物B为5-正丙基海因。
综合产率计算方法为:
综合产率=产物A产率*产物B产率
产物A产率=产物A物质的量/DL-正缬氨酸物质的量*100%
产物B产率=产物B物质的量/产物A物质的量*100%
实施例1
5-正丙基海因的合成工艺,其步骤为:
a)室温下将0.1mol的DL-正缬氨酸加入到带搅拌、冷凝管的三口烧瓶中,加去离子水100mL,再向瓶中加入0.11mol的氰酸钾,搅拌至固体全部溶解并保持搅拌,全部溶解即溶液清澈无固体存在;
b)向反应瓶中缓慢滴入10mL盐酸,约2~3分钟滴完,滴加完毕后保持回流反应1h,反应完后加水淬灭反应。用二氯甲烷对产物进行萃取、分液,旋干有机相后得0.075mol产物A,产率为75%;
c)室温下将0.1mol的产物A加入到带搅拌的三口烧瓶中,加异丙醇进行搅拌,产物A溶解完全后控制瓶内温度为5℃。向反应瓶中缓慢滴入10mL盐酸,约2~3分钟滴完,滴加完毕后反应2h,在整个反应期间,保持瓶内温度不超10℃;
d)反应完后加水淬灭反应,分液,水洗有机相一次,将有机相旋干,放入40℃真空烘箱干燥过夜,用二氯甲烷:乙醇=1:3重结晶得到0.073mol的产物B,产率为71%,经液相色谱分析,样品纯度为99.28%。重结晶步骤为:将粗品慢慢倒入正在搅拌中的溶剂,待固体全部溶解后即停止搅拌,室温密闭情况下进行重结晶,过夜,抽滤,用少量乙醇洗涤固体,得到提纯后的产物。
综上所述,DL-正缬氨酸与氰酸钾物质的量比为1:1.1,反应的综合产率为53%,样品液相色谱纯度为99.28%。
实施例2
5-正丙基海因的合成工艺,与实施例1不同之处在于,其步骤为:
a)室温下将0.1mol的DL-正缬氨酸加入到带搅拌、冷凝管的三口烧瓶中,加去离子水100mL,再向瓶中加入0.13mol的氰酸钾,搅拌至固体全部溶解并保持搅拌,全部溶解即溶液清澈无固体存在;
b)向反应瓶中缓慢滴入10mL盐酸,约2~3分钟滴完,滴加完毕后保持回流反应1.5h,反应完后加水淬灭反应。用二氯甲烷对产物进行萃取、分液,旋干有机相后得0.077mol产物A,产率为77%;
c)室温下将0.1mol的产物A加入到带搅拌的三口烧瓶中,加异丙醇进行搅拌,产物A溶解完全后控制瓶内温度为5℃。向反应瓶中缓慢滴入10mL盐酸,约2~3分钟滴完,滴加完毕后反应3h,在整个反应期间,保持瓶内温度不超10℃;
d)反应完后加水淬灭反应,分液,水洗有机相一次,将有机相旋干,放入40℃真空烘箱干燥过夜,用二氯甲烷:乙醇=1:4重结晶得到0.074mol的产物B,产率为74%,经液相色谱分析,样品纯度与实施例1类似。重结晶步骤为:将粗品慢慢倒入正在搅拌中的溶剂,待固体全部溶解后即停止搅拌,室温密闭情况下进行重结晶,过夜,抽滤,用少量乙醇洗涤固体,得到提纯后的产物。
综上所述,DL-正缬氨酸与氰酸钾物质的量比为1:1.3,反应的综合产率为57%,样品纯度与实施例1类似。
实施例3
5-正丙基海因的合成工艺,与实施例1不同之处在于,其步骤为:
a)室温下将0.1mol的DL-正缬氨酸加入到带搅拌、冷凝管的三口烧瓶中,加去离子水100mL,再向瓶中加入0.15mol的氰酸钾,搅拌至固体全部溶解并保持搅拌,全部溶解即溶液清澈无固体存在;
b)向反应瓶中缓慢滴入10mL盐酸,约2~3分钟滴完,滴加完毕后保持回流反应2h,反应完后加水淬灭反应。用二氯甲烷对产物进行萃取、分液,旋干有机相后得0.079mol产物A,产率为79%;
c)室温下将0.1mol的产物A加入到带搅拌的三口烧瓶中,加异丙醇进行搅拌,产物A溶解完全后控制瓶内温度为5℃。向反应瓶中缓慢滴入10mL盐酸,约2~3分钟滴完,滴加完毕后反应4h,在整个反应期间,保持瓶内温度不超10℃;
d)反应完后加水淬灭反应,分液,水洗有机相一次,将有机相旋干,放入40℃真空烘箱干燥过夜,用二氯甲烷:乙醇=1:5重结晶得到0.073mol的产物B,产率为73%,经液相色谱分析,样品纯度与实施例1类似。重结晶步骤为:将粗品慢慢倒入正在搅拌中的溶剂,待固体全部溶解后即停止搅拌,室温密闭情况下进行重结晶,过夜,抽滤,用少量乙醇洗涤固体,得到提纯后的产物。
综上所述,DL-正缬氨酸与氰酸钾物质的量比为1:1.5,反应的综合产率为58%,样品纯度与实施例1类似。
实施例4
5-正丙基海因的合成工艺,与实施例1不同之处在于,所述酸为氢溴酸。反应第一步得0.076mol产物A,产物A产率为76%;反应第二步得0.072mol产物B,产物B产率为72%,反应综合产率为55%,经液相色谱分析,样品纯度与实施例1类似。
实施例5
5-正丙基海因的合成工艺,与实施例1不同之处在于,所述有机溶剂为乙酸乙酯。反应第一步得0.072mol产物A,产物A产率为72%;反应第二步得0.071mol产物B,产物B产率为71%,反应综合产率为51%,经液相色谱分析,样品纯度与实施例1类似。
实施例6
5-正丙基海因的合成工艺,与实施例1不同之处在于,所述有机溶剂为石油醚。反应第一步得0.078mol产物A,产物A产率为78%;反应第二步得0.073mol产物B,产物B产率为73%,反应综合产率为57%,经液相色谱分析,样品纯度与实施例1类似。
实施例7
5-正丙基海因的合成工艺,与实施例1不同之处在于,所述有机溶剂为二氯甲烷:乙酸乙酯=1:1。反应第一步得0.080mol产物A,产物A产率为80%;反应第二步得0.074mol产物B,产物B产率为74%,反应综合产率为59%,经液相色谱分析,样品纯度与实施例1类似。
实施例8
5-正丙基海因的合成工艺,与实施例1不同之处在于,所述有机溶剂为二氯甲烷:乙酸乙酯:石油醚=1:1:1。反应第一步得0.076mol产物A,产物A产率为76%;反应第二步得0.072mol产物B,产物B产率为72%,反应综合产率为55%,经液相色谱分析,样品纯度与实施例1类似。
实施例9
5-正丙基海因的合成工艺,与实施例1不同之处在于,所述有机溶剂为乙酸乙酯:石油醚=1:1.5。反应第一步得0.071mol产物A,产物A产率为71%;反应第二步得0.074mol产物B,产物B产率为74%,反应综合产率为53%,经液相色谱分析,样品纯度与实施例1类似。
实施例10
5-正丙基海因的合成工艺,与实施例1不同之处在于,所述有机溶剂为二氯甲烷:石油醚=1:1.1。反应第一步得0.077mol产物A,产物A产率为77%;反应第二步得0.072mol产物B,产物B产率为72%,反应综合产率为55%,经液相色谱分析,样品纯度与实施例1类似。
实施例11
5-正丙基海因的合成工艺,与实施例1不同之处在于,所述醇类溶剂为异丁醇。反应第一步得0.078mol产物A,产物A产率为78%;反应第二步得0.075mol产物B,产物B产率为75%,反应综合产率为59%,经液相色谱分析,样品纯度与实施例1类似。
实施例12
5-正丙基海因的合成工艺,与实施例1不同之处在于,所述步骤c中产物A溶解完全后控制瓶内温度为10℃。反应第一步得0.073mol产物A,产物A产率为73%;反应第二步得0.077mol产物B,产物B产率为77%,反应综合产率为56%,经液相色谱分析,样品纯度与实施例1类似。
以上所述仅为本发明优选的实施例,并不限制本发明,本领域技术人员应该清楚,在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下,可对本发明的示例性实施例进行各种修改和改变。

Claims (5)

1.5-正丙基海因的合成工艺,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一:室温下将1当量的DL-正缬氨酸加入到带搅拌、冷凝管的三口烧瓶中,加去离子水,再向瓶中加入1.1-1.5当量的氰酸钾,搅拌至固体全部溶解并保持搅拌;
步骤二:向反应瓶中缓慢滴入酸,滴加完毕后保持回流反应1-2h,反应完后加水淬灭反应。用有机溶剂对产物进行萃取、分液,旋干有机相后得产物A;
步骤三:室温下将1当量的产物A加入到带搅拌的三口烧瓶中,加醇类溶剂进行搅拌,溶解完全后控制瓶内温度为5-10℃。向反应瓶中缓慢滴入酸,滴加完毕后反应2-4h,保持瓶内温度不超10℃;
步骤四:反应完后加水淬灭反应,分液,水洗有机相一次,将有机相旋干,旋干后将固体放入40℃真空烘箱干燥过夜,用二氯甲烷:乙醇=1:3-5重结晶得到最终产物B。
2.根据权利要求1所述的5-正丙基海因的合成工艺,其特征在于,所述酸为盐酸、氢溴酸中的一种。
3.根据权利要求1所述的5-正丙基海因的合成工艺,其特征在于,所述有机溶剂为二氯甲烷、乙酸乙酯、石油醚中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的5-正丙基海因的合成工艺,其特征在于,所述醇类溶解为异丙醇、异丁醇中的一种。
5.根据权利要求1所述的5-正丙基海因的合成工艺,其特征在于,所述重结晶溶剂为二氯甲烷和乙醇的混合物。
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