本發(fā)明涉及一種有機(jī)化合物的合成,特別涉及一種n,n-二異丙基乙二胺的合成方法。
背景技術(shù):
n,n-二異丙基乙二胺是合成普拉西坦等藥物的關(guān)鍵中間體。普拉西坦屬于吡咯烷酮類促智藥,其英文名為pramiracetam,化學(xué)名為n-[2-(n,n-二異丙基)乙基]-2-氧-1-吡咯烷乙酰胺,分子式是c14h27n3o2。普拉西坦是一種高效、低毒、耐受性良好的認(rèn)識激活劑,適用于老年人注意力和記憶力障礙,良性衰老健忘,阿爾茨海默氏病的預(yù)防與治療,由美國warner-lambert開發(fā),普拉西坦的合成通常以環(huán)丁內(nèi)酰胺、氯乙酰氯或氯乙酸乙酯及n,n-二異丙基乙二胺為原料,發(fā)生分子內(nèi)縮合而制得。
由此可見n,n-二異丙基乙二胺是合成普拉西坦的關(guān)鍵中間體。因此,開發(fā)工藝路線先進(jìn),工藝條件合理,原料便宜易得,反應(yīng)條件溫的n,n-二異丙基乙二胺合成工藝具有重要的意義。
目前,國內(nèi)外文獻(xiàn)報(bào)道的n,n-二異丙基乙二胺的合成方法有以下4種:
方法一:gabriel法
此法是合成n,n-二異丙基乙二胺的傳統(tǒng)的方法,它以1,2-二溴乙烷為起始原料,與鄰苯二甲酰亞胺合成得到n-(2-溴乙基)鄰苯二甲酰亞胺,之后以二異丙基胺為親核試劑,反應(yīng)得到n-[(n,n-二異丙基氨基)]乙基鄰苯二甲酰亞胺,最后水解得到產(chǎn)物n,n-二異丙基乙二胺。
由于親核體二異丙胺的體積較大,立體阻礙作用不利于反應(yīng)進(jìn)行,要在封管中進(jìn)行,反應(yīng)條件苛刻。雖然彭震云等[徐州醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào),1999,19(40),273-274]對該法進(jìn)行了改進(jìn),收率有所提高,但總收率也只達(dá)到50%左右。
方法二:氨化法
李茂林等[應(yīng)用化學(xué),2005,22(12),1384-1386]報(bào)道以二異丙胺為原料,首先與環(huán)氧乙烷發(fā)生開環(huán)反應(yīng),然后經(jīng)氯化、氨化反應(yīng)制得n,n-二異丙基乙二胺。
該法收率較高,但氯化亞砜用量大,產(chǎn)生大量尾氣,處理困難,污染環(huán)境;且氨化反應(yīng)需在高壓條件下進(jìn)行,對設(shè)備要求較高。
方法三:氮丙啶開環(huán)法
董艷飛等[化學(xué)工業(yè)與工程,2007,24(4),367-369]報(bào)道以2-氨基乙醇為原料首先合成氮丙啶,再與二異丙胺開環(huán)反應(yīng),合成目標(biāo)產(chǎn)物n,n-二異丙基乙二胺。
該法收率較高,但每一步反應(yīng)都需在高溫下進(jìn)行,能耗高;反應(yīng)中使用三氯化鋁,廢水量大,難處理,污染環(huán)境。
方法四:催化加氫法
日本專利jp05025098報(bào)道n,n-二異丙氨基乙睛在雷尼鉆催化下,高壓加氫得到n,n-二異丙基乙二胺。
該法收率高,但原料n,n-二異丙氨基乙睛的制備需使用氰化鉀,其毒性大,生產(chǎn)安全性低;其次催化劑雷尼鈷價(jià)格昂貴,且反應(yīng)需在9~10mpa的高壓下進(jìn)行。
針對以上問題,本發(fā)明提出一種新穎的n,n-二異丙基乙二胺合成工藝,該方法具有原料易得,反應(yīng)條件溫和,操作簡單,對設(shè)備沒有特殊要求,原子經(jīng)濟(jì)性高,反應(yīng)過程符合綠色化學(xué)要求等優(yōu)點(diǎn),非常適宜于工業(yè)化生產(chǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
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針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題,本發(fā)明提供一種成本低、收率高、環(huán)境友好的n,n-二異丙基乙二胺合成方法。
為達(dá)到以上目的,本發(fā)明通過這樣的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:以二異丙胺和氯乙腈為起始原料,經(jīng)胺解反應(yīng)和還原反應(yīng)兩步合成n,n-二異丙基乙二胺。
一種n,n-二異丙基乙二胺的合成方法,其特征在于所述的方法為:(1)胺解反應(yīng):以二異丙胺和氯乙腈為原料,在無堿或堿條件下,于溶劑中攪拌,加熱至40~130℃反應(yīng)4~48h,反應(yīng)結(jié)束后,反應(yīng)液后處理制得n,n-二異丙氨基乙腈;所述堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀;所述溶劑為cl~c10的有機(jī)溶劑;(2)還原反應(yīng):以步驟(1)制得的n,n-二異丙氨基乙腈為原料,在還原劑和催化劑條件下,于溶劑中攪拌,加熱至25~130℃反應(yīng)2~36h,反應(yīng)結(jié)束后,反應(yīng)液過濾,有機(jī)層濃縮后蒸餾,收集169~172℃餾分,制得n,n-二異丙基乙二胺;所述的還原劑為硼氫化鉀、硼氫化鈉、四氫鋁鋰、亞硫酸鈉;所述的催化劑為雷尼鎳、氯化鎳、氯化鈷、鈀碳;所述溶劑為水或cl~c10的有機(jī)溶劑。
所述的步驟(1)中所述的堿優(yōu)選于氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀,更優(yōu)選于碳酸鈉或碳酸鉀。
所述的步驟(1)中所述的反應(yīng)溶劑優(yōu)選于甲醇、乙醇、異丙醇、乙腈、乙酸乙酯、苯、甲苯、二氯甲烷、三氯甲烷,更優(yōu)選于苯或甲苯。
所述的步驟(1)中所述的氯乙腈和二異丙胺和堿的投料物質(zhì)的量之比為1:1~5:0.01~2,優(yōu)選為1:1.5~2:1.1~1.3;所述的溶劑的體積用量以二異丙胺質(zhì)量計(jì)為5~25ml/g,優(yōu)選為6~10ml/g。
所述的步驟(1)中所述的反應(yīng)溫度優(yōu)選為70~95℃,反應(yīng)時(shí)間優(yōu)選為5~8h。
所述的步驟(2)中所述的還原劑優(yōu)選于硼氫化鈉、硼氫化鉀、四氫鋁鋰、連二亞硫酸鈉、亞硫酸鈉,更優(yōu)選于硼氫化鈉或硼氫化鉀。
所述的步驟(2)中所述的催化劑優(yōu)選于雷尼鎳、氯化鎳、氯化鈷、鈀碳,更優(yōu)選于雷尼鎳。
所述的步驟(2)中所述的反應(yīng)溶劑優(yōu)選于四氫呋喃、甲醇、乙醇、苯、甲苯,更優(yōu)選于甲醇或乙醇。
所述的步驟(2)中n,n-二異丙氨基乙腈與還原劑和催化劑的投料物質(zhì)的量之比為1:1~2.5:0.01~0.2,優(yōu)選為1:1.1~1.5:0.05~0.1;所述的溶劑的體積用量以n,n-二異丙氨基乙腈質(zhì)量計(jì)為8~30ml/g,優(yōu)選為10~15ml/g。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,該方法具有原料易得,反應(yīng)條件溫和,操作簡單,對設(shè)備沒有特殊要求,原子經(jīng)濟(jì)性高,反應(yīng)過程符合綠色化學(xué)要求等優(yōu)點(diǎn),非常適宜于工業(yè)化生產(chǎn)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步描述
實(shí)施例1
胺解反應(yīng):在500ml的三口燒瓶中,加入氯乙腈37.25g(0.5mol),加入碳酸鉀69g(0.5mol),甲苯200ml,滴加二異丙胺55.55g(0.55mol),控制滴加速度使體系溫度沒有明顯上升,滴加完畢升溫至100℃繼續(xù)反應(yīng)5h,反應(yīng)結(jié)束后過濾除不溶物,減壓濃縮除溶劑得n,n-二異丙氨基乙腈58.4g,無色液體,收率83.4%。
實(shí)施例2
胺解反應(yīng):在1000ml的三口燒瓶中,加入氯乙腈37.25g(0.5mol),加入碳酸鉀69g(0.5mol),乙醇500ml,滴加二異丙胺55.55g(0.55mol),控制滴加速度使體系溫度沒有明顯上升,滴加完畢升溫至60℃繼續(xù)反應(yīng)15h,反應(yīng)結(jié)束后過濾掉不溶物,減壓濃縮除溶劑得n,n-二異丙氨基乙腈46.2g,無色液體,收率66%。
實(shí)施例3
胺解反應(yīng):在500ml的三口燒瓶中,加入氯乙腈37.25g(0.5mol),滴加二異丙胺202g(2mol),控制滴加速度使體系溫度沒有明顯上升,滴加完畢升溫至84℃繼續(xù)反應(yīng)16h,反應(yīng)結(jié)束減壓濃縮得n,n-二異丙氨基乙腈38.8g,無色液體,收率55.4%。
實(shí)施例4
胺解反應(yīng):在1000ml的三口燒瓶中,加入氯乙腈75g(1mol),加入碳酸鈉127.2g(1.2mol),三氯甲烷500ml,滴加二異丙胺106.05g(1.05mol),控制滴加速度使體系溫度沒有明顯上升,滴加完畢升溫至60℃繼續(xù)反應(yīng)16h,反應(yīng)結(jié)束后過濾除不溶物,減壓濃縮除溶劑得n,n-二異丙氨基乙腈98.5g,無色液體,收率70.3%。
實(shí)施例5
胺解反應(yīng):在500ml的三口燒瓶中,加入氯乙腈37.25g(0.5mol),加入碳酸氫鈉84g(1mol),四氫呋喃250ml,滴加二異丙胺55.55g(0.55mol),控制滴加速度使體系溫度沒有明顯上升,滴加完畢升溫至65℃繼續(xù)反應(yīng)15h,反應(yīng)結(jié)束后過濾除不溶物,減壓濃縮除溶劑得n,n-二異丙氨基乙腈42.8g,無色液體,收率61.1%。
實(shí)施例6
還原反應(yīng):在1000ml的三口燒瓶中,加入n,n-二異丙氨基乙腈70g(0.5mol),甲醇400ml,雷尼鎳0.05mol,冰水浴使體系的溫度低于5℃,分批緩慢加入硼氫化鈉28.5g(0.75mol),控制溫度不高于15℃,加料完畢后自然升至室溫繼續(xù)攪拌1h,然后升溫至60℃反應(yīng)8h,過濾濃縮至干后常壓蒸餾,收集169~172℃餾分,得n,n-二異丙基乙二胺59.1g,無色液體,收率82.1%,氣相純度98.2%。
實(shí)施例7
還原反應(yīng):在1000ml的三口燒瓶中,加入n,n-二異丙氨基乙腈70g(0.5mol),甲醇400ml,雷尼鎳0.025mol,冰水浴使體系的溫度低于5℃,分批緩慢加入硼氫化鈉28.5g(0.75mol),控制溫度不高于15℃,加料完畢后自然升至室溫繼續(xù)攪拌1h,然后升溫至60℃反應(yīng)8h,過濾濃縮至干后常壓蒸餾,收集169~172℃餾分,得n,n-二異丙基乙二胺52.4g,無色液體,收率72.8%,氣相純度98.1%。
實(shí)施例8
還原反應(yīng):在1000ml的三口燒瓶中,加入n,n-二異丙氨基乙腈70g(0.5mol),甲苯300ml,氯化鈷0.05mol,冰水浴使體系的溫度低于5℃,分批緩慢加入硼氫化鈉28.5g(0.75mol),控制溫度不高于15℃,加料完畢后自然升至室溫繼續(xù)攪拌1h,然后升溫至100℃反應(yīng)6h,過濾濃縮至干后常壓蒸餾,收集169~172℃餾分,得n,n-二異丙基乙二胺46.8g,無色液體,收率65%,氣相純度97.9%。
實(shí)施例9
還原反應(yīng):在1000ml的三口燒瓶中,加入n,n-二異丙氨基乙腈70g(0.5mol),四氫呋喃500ml,冰水浴使體系的溫度低于5℃,分批緩慢加入四氫鋁鋰28g(0.7mol),氯化鎳0.01mol,控制溫度不高于15℃,加料完畢后自然升至室溫繼續(xù)攪拌1h,然后升溫至65℃反應(yīng)5h,加水?dāng)嚢瑁^濾濃縮至干后常壓蒸餾,收集169~172℃餾分,得n,n-二異丙基乙二胺60.3g,無色液體,收率83.7%,氣相純度98.4%。
實(shí)施例10
還原反應(yīng):在500ml的三口燒瓶中,加入n,n-二異丙氨基乙腈35g(0.25mol),苯200ml,氯化鈷0.02mol,冰水浴使體系的溫度低于5℃,分批緩慢加入硼氫化鉀27g(0.5mol),控制溫度不高于15℃,加料完畢后自然升至室溫繼續(xù)攪拌1h,然后升溫至80℃反應(yīng)7h,過濾濃縮至干后常壓蒸餾,收集169~172℃餾分,得n,n-二異丙基乙二胺21.1g,無色液體,收率58.6%,氣相純度97.4%。
實(shí)施例11
還原反應(yīng):在500ml的三口燒瓶中,加入n,n-二異丙氨基乙腈35g(0.25mol),乙醇250ml,鈀碳0.015mol,冰水浴使體系的溫度低于5℃,分批緩慢加入硼氫化鈉19g(0.5mol),控制溫度不高于15℃,加料完畢后自然升至室溫繼續(xù)攪拌1h,然后升溫至78℃反應(yīng)6h,過濾濃縮至干后常壓蒸餾,收集169~172℃餾分,得n,n-二異丙基乙二胺23.5g,無色液體,收率65.3%,氣相純度98.5%。