卡隆酸或其衍生物和卡隆酸酐或其衍生物的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种卡隆酸或其衍生物的制备方法，包括：将过渡金属硝酸盐、无机卤化物以及负载氮氧自由基化合物的碳纳米管组成的催化体系与3

【技术实现步骤摘要】
卡隆酸或其衍生物和卡隆酸酐或其衍生物的制备方法


[0001]本专利技术涉及医药化工
，特别是涉及卡隆酸或其衍生物和卡隆酸酐或其衍生物的制备方法。

技术介绍

[0002]6,6
‑
二甲基
‑3‑
氧杂双环[3.1.0]己烷
‑
2,4
‑
二酮，俗称卡隆酸酐(Caronic anhydride)，是生产丙肝蛋白酶抑制剂博赛泼维(Boceprevir)和治疗新冠病毒的口服药(PF
‑
07321332)的重要医药中间体，同时也可以广泛应用于农药和其他有机合成领域。其中，卡隆酸酐、丙肝蛋白酶抑制剂、PF
‑
07321332的化学结构式如下：
[0003][0004]目前，中国专利CN101020680A以菊酸乙酯为原料，在丙酮溶剂中通过高锰酸钾的氧化得到卡隆酸，之后在乙酸酐与乙酸钠的体系中脱水环合制备卡隆酸酐，该氧化工艺使用大量的高锰酸钾作为氧化剂，造成严重的环境污染。中国专利CN102391228A以菊酸酯为原料，改为臭氧作为氧化剂制备卡隆酸，再由卡隆酸制备卡隆酸酐，该氧化工艺使用大量臭氧作为氧化剂，操作危险并存在严重的安全隐患。此外，菊酸酯难以制备，生产厂家少，生产规模有限。
[0005]中国专利CN102070575A以甲基异丁烯甲酮为原料，与(乙氧基羰基甲基)二甲基硫叶立德进行加成反应制备(3
‑
乙酰基
‑
2,2
‑
二甲基环丙烷
‑1‑
甲酸乙酯)，再经次氯酸钠氧化合成卡隆酸，再由卡隆酸制备得到卡隆酸酐。中国专利CN104163759A公开了一种以3
‑
羟甲基
‑
2,2
‑
二甲基环丙基甲酸为原料制备卡隆酸，再由卡隆酸制备卡隆酸酐的方法。但是，这些方法均使用次氯酸钠作为氧化剂进行氧化，会产生大量废水和废盐，造成严重的环境污染，在环保政策日益严格的今天，用这一方法进行大规模工业化生产市场需求量急剧增长的卡隆酸酐已经面临严峻挑战。因此，发展清洁、高效的催化体系制备卡隆酸酐中间体卡隆酸是本领域技术人员亟需解决的技术难题。

技术实现思路

[0006]基于此，有必要针对上述问题，提供一种卡隆酸或其衍生物和卡隆酸酐或其衍生物的制备方法，所述制备方法环境友好且经济高效，适合大规模工业化生产。
[0007]一种卡隆酸或其衍生物的制备方法，包括以下步骤：
[0008]将3
‑
羟甲基
‑
2,2
‑
二甲基环丙基甲酸或其衍生物与催化体系混合于有机溶剂中，
得到反应体系，其中，所述3
‑
羟甲基
‑
2,2
‑
二甲基环丙基甲酸或其衍生物的结构式如式(1)所示，所述催化体系包括过渡金属硝酸盐、无机卤化物以及负载氮氧自由基化合物的碳纳米管；
[0009]在有氧条件下，将所述反应体系进行氧化反应，得到反应液；以及
[0010]将所述反应液进行过滤，滤液经过后处理得到结构式如式(2)所示的卡隆酸或其衍生物；
[0011][0012]式(1)和式(2)中的R1和R2分别独立的选自氢、C1
‑
C6的烷基、C1
‑
C6的烷氧基、硝基或者卤素。
[0013]在其中一个实施例中，所述负载氮氧自由基化合物的碳纳米管中，氮氧自由基化合物选自哌啶类氮氧自由基化合物、邻苯二甲酰胺类氮氧自由基化合物中的至少一种。
[0014]在其中一个实施例中，所述哌啶类氮氧自由基化合物选自M
‑
1至M
‑
4中的至少一种，
[0015][0016]M
‑
1至M
‑
4中，R1、R2、R3、R4分别独立的选自氢、取代或未取代的C1
‑
C5的烷基或者取代或未取代的C1
‑
C5的烷氧基，R5选自羟基或者氨基，R6选自氢、卤素、硝基、羟基、氰基、取代或未取代的C1
‑
C5的烷基、取代或未取代的C1
‑
C5的烷氧基或者取代或未取代的C6
‑
C40芳基，n1选自0
‑
2的整数，n2选自0
‑
5的整数，n3选自0
‑
6的整数，n4选自0
‑
7的整数。
[0017]在其中一个实施例中，所述邻苯二甲酰胺类氮氧自由基化合物选自N
‑
1至N
‑
3中的至少一种，
[0018][0019]N
‑
1至N
‑
3中，R5选自羟基或者氨基，R6选自氢、卤素、硝基、羟基、氰基、取代或未取代的C1
‑
C5的烷基、取代或未取代的C1
‑
C5的烷氧基或者取代或未取代的C6
‑
C40芳基，X1‑
X4分别独立的选自C或N；n5选自0
‑
3的整数，n6选自0
‑
1的整数，n7选自0
‑
5的整数。
[0020]在其中一个实施例中，所述过渡金属硝酸盐的过渡金属选自铁、铜、铬、锰、钴、钯中的至少一种。
[0021]在其中一个实施例中，所述无机卤化物选自卤化锂、卤化钠、卤化钾、卤化铷、卤化铯中的至少一种。
[0022]在其中一个实施例中，所述反应体系中，所述3
‑
羟甲基
‑
2,2
‑
二甲基环丙基甲酸或其衍生物、所述过渡金属硝酸盐、所述无机卤化物与所述负载氮氧自由基化合物的碳纳米管中的氮氧自由基化合物的摩尔比为1:0.01
‑
0.1:0.01
‑
0.1:0.01
‑
0.1。
[0023]在其中一个实施例中，所述有氧条件的构建方法为：通入氧含量为5％
‑
100％的气体，并维持压力为0.1MPa
‑
6MPa。
[0024]在其中一个实施例中，将所述反应体系进行氧化反应的步骤中，采用梯度升温的方法，先升温至20℃
‑
60℃，保温2h
‑
6h，然后升温至50℃
‑
100℃，保温2h
‑
6h。
[0025]在其中一个实施例中，所述后处理的步骤中，先采用淬灭剂将所述滤液进行淬灭，再将pH调至1
‑
4，然后采用有机溶剂进行萃取。
[0026]在其中一个实施例中，将所述反应液进行过滤的步骤中，还回收得到所述负载氮氧自由基化合物的碳纳米管，回收得到的所述负载氮氧自由基化合物的碳纳米管循环套用至催化体系中。
[0027]一种卡隆酸酐或其衍生物的制备方法，包括以下步骤：
[0028]采用所述的制备方法获得本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种卡隆酸或其衍生物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将3
‑
羟甲基
‑
2,2
‑
二甲基环丙基甲酸或其衍生物与催化体系混合于有机溶剂中，得到反应体系，其中，所述3
‑
羟甲基
‑
2,2
‑
二甲基环丙基甲酸或其衍生物的结构式如式(1)所示，所述催化体系包括过渡金属硝酸盐、无机卤化物以及负载氮氧自由基化合物的碳纳米管；在有氧条件下，将所述反应体系进行氧化反应，得到反应液；以及将所述反应液进行过滤，滤液经过后处理得到结构式如式(2)所示的卡隆酸或其衍生物；式(1)和式(2)中的R1和R2分别独立的选自氢、C1
‑
C6的烷基、C1
‑
C6的烷氧基、硝基或者卤素。2.根据权利要求1所述的卡隆酸或其衍生物的制备方法，其特征在于，所述负载氮氧自由基化合物的碳纳米管中，氮氧自由基化合物选自哌啶类氮氧自由基化合物、邻苯二甲酰胺类氮氧自由基化合物中的至少一种。3.根据权利要求2所述的卡隆酸或其衍生物的制备方法，其特征在于，所述哌啶类氮氧自由基化合物选自M
‑
1至M
‑
4中的至少一种，M
‑
1至M
‑
4中，R1、R2、R3、R4分别独立的选自氢、取代或未取代的C1
‑
C5的烷基或者取代或未取代的C1
‑
C5的烷氧基，R5选自羟基或者氨基，R6选自氢、卤素、硝基、羟基、氰基、取代或未取代的C1
‑
C5的烷基、取代或未取代的C1
‑
C5的烷氧基或者取代或未取代的C6
‑
C40芳基，n1选自0
‑
2的整数，n2选自0
‑
5的整数，n3选自0
‑
6的整数，n4选自0
‑
7的整数。4.根据权利要求2所述的卡隆酸或其衍生物的制备方法，其特征在于，所述邻苯二甲酰胺类氮氧自由基化合物选自N
‑
1至N
‑
3中的至少一种，
N
‑
1至N
‑
3中，R5选自羟基或者氨基，R6选自氢、卤素、硝基、羟基、氰基、取代或未取代的C1
‑
C5的烷基、取代或未取代的C1
‑
C5的烷氧基或者取代或未取代的C6
‑
C40芳基，X1‑
X4分别独立的选自C或N；n5选自0
‑
3的整数，n6选自0
‑
1的整数，n7选自0
‑
5的整数。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的卡隆酸或其衍生物的制备方法，其特征在于，所述过渡金属硝酸盐的过渡金属选自铁、铜、铬、锰、钴、钯中的至少一种。6.根据权利要求1
‑
4任一项所述的卡隆酸或其衍生物的制备方法，其特征在于，所述无机卤化物选自卤化锂、卤化...

【专利技术属性】
技术研发人员：张玉红，李浩然，黄国东，于洋，汪秋，张庭兰，陈梦桥，田金金，
申请(专利权)人：浙江大学上虞新和成生物化工有限公司，
类型：发明
国别省市：