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一种2-哌啶酮的制备方法技术

技术编号:10292631 阅读:153 留言:0更新日期:2014-08-06 20:19
本发明专利技术公开了涉及一种戊内酰胺的制备方法,它是以N-羟基-环戊亚胺为原料,在碱性水溶液中,与对甲苯磺酰氯反应,得到目标产品2-哌啶酮(戊内酰胺)。本发明专利技术制备的2-哌啶酮是一种用途广泛的精细化学中间体,可广泛应用医药、材料等领域。本发明专利技术采用碱性水溶液中重排,与传统的强酸脱水重排具有显著不同的机理;本发明专利技术革除了对设备腐蚀性极强的发烟硫酸、氯磺酸,后处理更加环保,该发明专利技术工艺简单,起始原料易得,操作安全,设备要求低,可商业化大规模制备和生产,满足当前不断增长的市场需求。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了涉及一种戊内酰胺的制备方法,它是以N-羟基-环戊亚胺为原料,在碱性水溶液中,与对甲苯磺酰氯反应,得到目标产品2-哌啶酮(戊内酰胺)。本专利技术制备的2-哌啶酮是一种用途广泛的精细化学中间体,可广泛应用医药、材料等领域。本专利技术采用碱性水溶液中重排,与传统的强酸脱水重排具有显著不同的机理;本专利技术革除了对设备腐蚀性极强的发烟硫酸、氯磺酸,后处理更加环保,该专利技术工艺简单,起始原料易得,操作安全,设备要求低,可商业化大规模制备和生产,满足当前不断增长的市场需求。【专利说明】
本专利技术属于有机化学合成
,涉及化工中间体的合成,更具体的说是一种2-哌啶酮【又名戊内酰胺】的制备方法。
技术介绍
内酰胺环状结构存在于众多的天然产物及合成化合物中,其中不乏有很好的生物活性物质,如众所周知的青霉素等B-内酰胺类抗生素。2-哌啶酮本身作为一个用途广泛的化工产品,其合成方法 一直为众多化学工作者所关注。从文献看2-哌啶酮主要有以下几种合成方法: 方法一主要是:从用环戊酮和盐酸羟胺为原料,合成N-羟基-环戊亚胺;然后在不同的酸性介质中进行贝克曼重排;早期的文献包括:在浓硫酸中【DE739259 (1939)、US 2221369 (1938)等】、发烟硫酸中【Collection of Czechloslovak ChemaicalCommunications, vol24; 919590, pll46_1148】、多聚憐酸 PPA 中【Journal of theAmerican Chemical Society, vol 74,1952,p2680 】、硫酸 / 醋酸【US2423200, 1943】、氧氣酸【Collection of Czechloslovak Chemaical Communications, V0L16/17,1951,P611】;二十世纪末到现在主要的研究集中在路易斯酸催化重排,文献包括:用三氯化铝、三氟甲石黄酸镱 / 甲苯[Organic Preparations and Procedures International,vol36, 2004,p383_386, yield=80%】、三氯化钌 / 甲苯【Synthetic Communications vol34,2004,, p3431-3434, yield=52%】。方法二主要是:用哌啶为原料直接氧化,此路线文献不多,主要包括:氧气/负载在二氧化硅上的金/甲苯【US 8212027,2012, yield=~60%】、亚碘酰苯/水【TetrahedronLetters, vol29, 1988, p6913-6916, yield=58%]> Cr (ac) MCM-41/过氧化氢【OrganicChemistry Including Medicinal Chemistry vol39, 2000 , p71_73, yield=53.5%】、萊-EDTA/ 二氯甲烧【Synthetic Communications , voll8, 1988, pl331_1338,yield=24%]>氧化锇/六氰合铁酸四钾/氢氧化钠【Chemistry of HetercocyclicCompounds vol3, 2003, p478_484】。方法三主要是:采用1-氨基戊醇自身环合,此路线主要研究性质,文献主要包括:三苯基磷-错复合催化剂/甲基丙烯酸甲酯/四氢呋喃【Chemistry-A- EuropeanJournal, voll7, 2011, pll905_11913, yield=96%】、复合氯化钌催化剂 / 氢化钠 / 甲苯【Advanced Synthesis and Catalysis vol 351, 2009, p2643_2649, yield=94% ; WO2011/34506, 2011, yield=94%】、三苯基磷-钌复合催化剂/氢化钠/乙腈【Journal ofOrganic Chemistry, vol 75, 2010, p3002_3006,yield= 92%】等。由于多米用复杂而昂贵的贵金属催化剂,故这些路线只有科研价值,而无实际生产价值。方法四主要是:采用1-氰基-丁酸为原料,反应条件主要包括:氢氧化铝,氢气,镇的条件下关环【Journal of Organic Chemistry vol 63, 1998, p4792_4801】。方法五主要是:采用1-氨基-戊酸为原料,文献主要包括:硅胶/甲苯【Tetrahedron Letters, vol21, 1980, p2443-2446, yield= 99%】,2,2,2-三氟乙基三硼烧 / 乙臆【Journal of Organic Chemistry, vol78, 2013, p512_2523, yield=99%】、三甲基招/苯【Chemistry Letters 1989, p797_800, yield=98%】、亚横酸胺/三苯基憐/ 乙臆【Tetrahedron Letters vol36, 1995, p3703_3706, yield=96%】、二丁基锡 / 二甲苯【Journal of the American Chemistry Society, vol 105, 1983, p7130_7138,yield=95%】、二羟基(3,4,5-三氟苯基)硼烧 / 二甲苯【Journal of Organic Chemistry ,vol 61, 1996, p4196_4197, yield=90%】、异丙基钦酸酯/二氯乙烧【Tetrahedron Letters,vol29, 1988,p3049_3052】等。方法六主要是:采用戊酸内酯为原料,与氨气在高温下氨化,文献包括:氨气/230度【Journal of the American Chemistry Society vol74, 1952, p2012_2015】、氨气/320度【Kogyo Kagaku Zasshi vol 59, 1956, p543】、氛气 / 水/290 度【DE 935544,1953】、氛气/氢气/高分子聚合物【US 5914407,1999】。从上述相关报道的文献看,方法二和方法三由于多采用复杂而昂贵的贵金属催化剂,故这些路线只有科研价值,而无实际生产价值。方法四和方法五采用的起始原料不易得;方法六生产条件太苛刻,安全隐患大;而方法一为最常规、研究最充分的方法,即采用环戊酮为原料,合成中间体N-羟基-环戊亚胺后,在不同的酸性条件下进行经典的贝克曼重排反应得到产品。但是由于该类方法用到大量强酸,对设备腐蚀性极强;部分原料危险性极大(如发烟硫酸)或有剧毒(如氯磺酸)等,大量酸的使用在后处理过程中对环境造成了极大的污染,特别不适合大规模的工业化生产。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的缺点与不足,首次提供了一种在不同的碱性介质中进行贝克曼重排制备2-哌啶酮的方法,该方法至今未见文献报道。本专利技术工艺简单,操作安全,设备要求低,可商业化大规模制备和生产。本专利技术提供的2-哌啶本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种2‑哌啶酮的制备方法,其特征在于按如下的步骤进行:(1)N‑羟基‑环戊亚胺与丙酮混合,用冰水浴降温到0‑5℃;(2)将上述溶液与25%(w/w)无机碱水溶液混合;(3)将对甲苯磺酰氯分批加入到上述溶液中;加料完毕后保持室温反应10‑12小时;(4)将上述反应液与25%(w/w)浓氨水混合;将反应液中和至pH8‑10,(5)过滤,除去生成的固体盐,滤液用疏水性溶剂萃取2‑3次,合并萃取溶剂层,萃取溶剂层干燥,脱溶得到粗品,减压蒸馏,收集5‑10mmHg,130‑150℃馏分,即可得到气相含量大于98%的2‑哌啶酮。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:赵国锋陈波孙娇
申请(专利权)人:南开大学
类型:发明
国别省市:天津;12

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