CN118255679A - 1-氨基-2,2-二甲基环丙烷羧酸的合成方法 - Google Patents

1-氨基-2,2-二甲基环丙烷羧酸的合成方法 Download PDF

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魏峰
葛二鹏
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Abstract

本发明提供1‑氨基‑2,2‑二甲基环丙烷羧酸的新的合成方法,所述1‑氨基‑2,2‑二甲基环丙烷羧酸的合成是以2,2‑二甲基环丙烷甲酸为起始原料,经过溴化反应、上保护、取代反应、水解反应四个步骤。本发明原料廉价易得,操作安全,产品收率和纯度高,三废量少,所述方法具有优异的经济和环保效益。

Description

1-氨基-2,2-二甲基环丙烷羧酸的合成方法
技术领域:
本发明涉及药物化学领域,具体来说,涉及一种1-氨基-2,2-二甲基环丙烷羧酸的合成方法。
背景技术:
1-氨基-2,2-二甲基环丙烷羧酸结构式如下:
1-氨基-2,2-二甲基环丙烷羧酸是一种重要的医药中间体,它广范用于药品及其他材料的制备。目前合成1-氨基-2,2-二甲基环丙烷羧酸的方法主要有三类:
第一类反应路线:(TL 1989,p1863-1866)
此路线主原料较昂贵,总体收率较低,特别是第3步用到剧毒氰化钾,操作风险较大,不易于工业化生产。
第二类反应路线:(T 1991,p3389-3406)
此路线虽然各步收率较高,但主原料较贵,且路线长,特别是第5步反化反应用到贵重试剂氧化钌及强氧化剂高碘酸钠,操作风险较大,总体来说不适合工业生产。
第三类反应路线:(JOC 1994,p8215-8219)
此路线是目前较优路线,但1、2、3步收率都偏低,且反应时间较长,特别是第1步反应,关环难度较大,原料成本高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足,提供一条收率高、绿色环保的一种1-氨基-2,2-二甲基环丙烷羧酸的制备方法,具体合成路线如下:
其合成方案,优选步骤如下:
第一步:25℃,把化合物A(2,2-二甲基环丙烷甲酸)、氯仿、NBS、五氯化磷、过氧化苯甲酰加入到反应瓶中,回流反应约2~3小时,降至25℃析晶2小时,抽滤,淋洗,即得化合物B。无需纯化,直接投入下一步反应。
第二步:25℃,将上一步制备的化合物B、甲醇(或乙醇)、催化量的浓硫酸投入到反应瓶中,回流约3~4小时,减压蒸馏除去溶剂后,加水猝灭反应,乙酸乙酯萃取3次,干燥浓缩后,即得粗品化合物C。无需纯化,可直接投入至下一步反应。
第三步:25℃,将上一步制备的化合物C、对甲苯磺酰胺、碳酸钾、催化剂苄基三乙基氯化铵、乙腈等加至反应瓶中,搅拌反应5~6小时,抽滤除去无机盐,再浓缩除去大部分溶剂,搅拌冷冻析晶,抽滤,干燥,即得纯品化合物D。
第四步:25℃,将上一步制备的化合物D、稀盐酸加入到反应瓶中,回流2~3小时,TLC茚三酮监测原料消失后,调PH≈7,析出大量晶体,抽滤,干燥。再用甲醇重结晶即得产品1-氨基-2,2-二甲基环丙烷羧酸。
本发明与现有技术相比,其优势在于:
1、传统的三类方案都存在重大缺陷,例如都是通过发生SN2反应,卤原子离去进行关环,通常此类关环受位阻效应影响较大,关环收率较低;第一类方案用到剧毒品氰化钠,操作风险较大;第二类方案第5步为氧化反应,操作风险较大;第三类方案每一步收率都偏低,总体成本较高。而本发明最大的优势采用2,2-二甲基环丙烷甲酸作为起始原料,避开了收率较低的关环反应,反应收率显著提高;同时本发明所有步骤不涉及危险反应,安全性显著提高。
2、第一类方法及第二类方法所采用的主要起始原料,价格都比较昂贵,甚至可能需要定制合成,成本较高。特别是第二类方法第5步反应用到贵重试剂氧化钌。而本发明所采用的原料都是常规大化工基础产品,无需定制合成,所以成本更低。
3、本发明以2,2-二甲基环丙烷甲酸作为原料,第一步的卤化反应,为常规Hell-Volhard-Zelinski反应,卤化反应首先发生在α碳上,然后再发生在三元环上的其他碳上。但由于α碳位阻较大,卤化反应较困难。所以本发明提供以下解决方案:首先NBS作为卤化试剂,活性溴含量更高、卤化反应活性更强,与常规的溴素相比更易操控;其次通过控制溴代试剂(NBS)用量来使反应只能发生在α碳上;最后通过加入催化剂过氧化苯甲酰来促进反应进行,加快反应速率。第3步采用对甲苯磺酰胺作为氨化剂,是因为对甲苯磺酰基较易离去。
附图说明
图1为本发明制备1-氨基-2,2-二甲基环丙烷羧酸的路线图,同时为摘要附图。
图2为1-氨基-2,2-二甲基环丙烷羧酸的GC谱图.
具体实施方式
为了使本发明的技术手段、创作特征、工作流程、使用方法达成目的与功效易于明白了解,下面进一步阐述本发明。本发明在酯化反应时,甲基酯或乙基酯都可使用,以下仅选择其中的一种作为实施例,以示说明。
第一步:25℃,把114克(1mol)化合物A(2,2-二甲基环丙烷甲酸)、500ml氯仿、195.8克(1.1mol)NBS、2.1克(0.01mol)五氯化磷、2.5克(0.01mol)过氧化苯甲酰加入到反应瓶中,回流反应约2~3小时,降至25℃析晶2小时,抽滤,淋洗,即得189.3克化合物B,收率98.1%。无需纯化,直接投入下一步反应。
第二步:25℃,将193克化合物B、1000ml甲醇、6ml浓硫酸投入到反应瓶中,回流约3~4小时,减压蒸馏除去溶剂后,加1000ml水猝灭反应,200ml乙酸乙酯萃取3次,干燥浓缩后,即得198.6克化合物C。收率95.9%。无需纯化,可直接投入至下一步反应。
第三步:25℃,将207克化合物C、171克(1mol)对甲苯磺酰胺、276克(2mol)碳酸钾、2.3克(0.01mol)苄基三乙基氯化铵、800ml乙腈等加至反应瓶中,搅拌反应5~6小时,抽滤除去无机盐,再浓缩除去大部分溶剂,搅拌冷冻析晶,抽滤,干燥,即得276.2克纯品化合物D,收率92.9%。
第四步:25℃,将297.3克化合物D、1000ml3N稀盐酸加入到反应瓶中,回流2~3小时,TLC茚三酮监测原料消失后,调PH≈7,析出大量晶体,抽滤,干燥,得125.6克粗品。再用3倍体积的甲醇重结晶即得118.4克纯品1-氨基-2,2-二甲基环丙烷羧酸,收率91.7%。HPLC谱图见附图2。核磁数据:1H NMR(400MHz,D2O)δ1.26(d,1H),1.12(s,3H),1.10(s,3H),0.91(d,1H)。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种1-氨基-2,2-二甲基环丙烷羧酸的合成方法,其特征在于,所述合成路线如下:
第一反应,使化合物A,即2,2-二甲基环丙烷甲酸与NBS在含有催化剂的溶剂中进行溴化反应,获得化合物B,所述溴化反应在加热条件下进行;
第二反应,对化合物B的羧基进行保护反应,得到化合物C,所述保护反应在本反应中为与甲醇或乙醇发生的酯化反应;
第三反应,使化合物C与对甲苯磺酰胺在碱性条件下与催化剂在溶剂中进行取代反应,以获得化合物D;
第四反应,将所述化合物D和稀盐酸混合,加热至回流状态进行水解反应,并脱除所述化合物D羧基的保护基,以获得1-氨基-2,2-二甲基环丙烷羧酸。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一反应的催化剂为三氯化磷和过氧化苯甲酰的混合物。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,按照物质的量计,所述2,2-二甲基环丙烷甲酸:NBS:三氯化磷:过氧化苯甲酰比例为1:0.5~0.55:0.01~0.05:0.01~0.02。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第二反应的催化剂为浓硫酸,每1mol的化合物B使用5~10ml的甲醇或者乙醇及0.05~0.1mol的浓硫酸。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第三反应的催化剂为苄基三乙基氯化铵,所述第三反应的碱性条件由溶解于反应体系中的碳酸钾提供,按照物质的量计,所述化合物C:对甲苯磺酰胺:碳酸钾:苄基三乙基氯化铵比例为1:1~1.2:2~4:0.01~0.05。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第四反应中稀盐酸的浓度为3mol/L,按照稀盐酸的摩尔量为化合物D的3.5~4倍进行反应。
CN202211693862.8A 2022-12-28 1-氨基-2,2-二甲基环丙烷羧酸的合成方法 Pending CN118255679A (zh)

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