一种合成杂双环类化合物的方法技术

本发明专利技术涉及一种合成杂双环类化合物的方法。本发明专利技术的方法，以含羰基的杂双环类化合物为原料，在催化剂的作用下，经过加氢脱氧反应制备杂双环类化合物。本发明专利技术的合成杂双环类化合物的方法，工艺简单，路线绿色，反应过程污染少，可连续操作，效率高。效率高。

【技术实现步骤摘要】
一种合成杂双环类化合物的方法


[0001]本专利技术涉及医药化学合成领域，具体而言，涉及一种合成杂双环类化合物的方法。

技术介绍

[0002]杂双环类物质在医药合成领域有广泛的应用，是一类重要的药物中间体。例如，顺式全氢异吲哚，由一个六元碳环和一个五元氮杂环构成。它是用于合成米格列奈钙的关键中间体。米格列耐钙主要用于治疗Ⅱ型糖尿病，其作用机制类似磺酰脲，但起效速度更快，且半衰期短，既有利于降低糖尿病患者的餐后血糖，又可避免持续降糖引发的血糖过低，具有“体外胰腺”之美称。
[0003][0004]又例如，顺式
‑7‑
氮杂双环[3.3.0]辛烷，其分子结构包括一个五元碳环和一个五元氮杂环。它是降糖药格列齐特合成过程中的重要中间体，格列齐特是第二代磺酰脲类口服降糖药，兼具有降血糖及改善凝血功能的双重作用，目前已在全球130多个国家注册和销售。
[0005][0006]除此之外，还有新型广谱抗菌药物莫西沙星合成过程中的重要中间体(S,S)
‑
2,8
‑
二氮杂双环[4,3,0]壬烷等众多杂双环类物质应用于医药合成的例子，由此可见，杂双环类中间体在现代医药合成领域有非常广泛的应用。
[0007][0008]目前常用的合成杂双环类物质的方法主要是由对应的酰亚胺类物质经过化学还原试剂将酰亚胺中的羰基还原后得到。例如上述顺式
‑7‑
氮杂双环[3.3.0]辛烷和顺式全氢异吲哚的合成中，一般是将环戊烷
‑
1,2
‑r/>二甲酰亚胺或环己烷
‑
1,2
‑
二甲酰亚胺用四氢铝锂进行还原(CN 1844096A，WO 2009/140279 A2)，分别得到顺式
‑7‑
氮杂双环[3.3.0]辛烷及顺式全氢异吲哚。但是由于四氢铝锂试剂本身的危险性较大，成本较高，并且还原后处理过程复杂，使得目前该过程的废水量也较大。除此之外，使用硼氢化钠或硼氢化钾与路易斯酸配合也可实现上述还原过程(格列齐特中间体氮杂双环的工艺改进，贾虎，齐鲁药事；格列齐特的合成工艺研究，刘永宽，郑州大学学位论文；格列齐特的合成新技术研究，林沅，济南大学学位论文；CN 103183632 A)，但是目前仍然无法解决废水和成本的问题。
[0009][0010]此外，也有采用氮杂环[3.3.0]辛烷
‑2‑
酮为原料，与三氯氧磷进行氯代反应后进行锌粉还原得到顺式
‑7‑
氮杂双环[3.3.0]辛烷的报道(The Journal of Organic Chemistry,1977,42,2082
‑
2087)，该路线省掉了昂贵的四氢铝锂和硼氢化钠，但是原料难以制备，且需要用到三氯氧磷和锌粉，生产过程中固废的产生不可避免，经济性和环保性仍然面临挑战。
[0011][0012]也有采用催化加氢的方法直接将环戊二甲酰亚胺加氢得到顺式
‑7‑
氮杂双环[3.3.0]辛烷的报道(US 8,664,408 B2，US 20120316214A1,CN 1741993 A)，但是反应温度一般在260℃以上，反应压力在20MPa以上，苛刻的反应条件使得该过程的危险性大大增加，并且对设备的要求较高。
[0013]综上所述，目前杂双环类医药中间体的合成过程中均面临着原料价格昂贵，且需要使用危险且价格较高的还原试剂，生产过程中产生较多的废水和固废等问题，并且均为
间歇反应，反应浓度较低，生产效率普遍较低。

技术实现思路

[0014]为解决上述方法中所涉及的问题，本专利技术的目的在于提供一种合成杂双环类化合物的新方法，通过使用特定催化剂，以含羰基杂双环类化合物为原料，在催化剂的作用下，经过加氢脱氧制备杂双环类化合物。本专利技术的合成杂双环类化合物的方法工艺简单、易分离、收率高、反应副产物只有水，无污染、可连续操作、有利于工业化生产。
[0015]为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：
[0016]本专利技术提供了一种合成杂双环类化合物的方法，包括以下步骤：
[0017]含羰基杂双环类化合物在催化剂和氢气存在下进行加氢还原与脱水反应，得到杂双环类化合物；
[0018]其中，所述催化剂为负载型催化剂M/S，M为金属活性组分，S为载体；
[0019]所述反应温度为80
‑
250℃，所述反应压力为0.1
‑
8MPa。
[0020]含羰基杂双环类化合物
[0021]本方法中，以含羰基杂双环类化合物为原料，所述含羰基杂双环类化合物是指环上含羰基和杂原子的双环类化合物，杂原子(包含羰基)为1至4个选自氮、氧、硫中的杂原子，典型的例如为[4
‑
6元环酮]并[5
‑
6元杂环]，其中[5
‑
6元杂环]的杂原子为1至2个选自氮或氧中的杂原子，杂环为饱和环或不饱和环。
[0022]在一些实施方式中，[4
‑
6元环酮]并[5
‑
6元杂环]选自如下式1～式8结构：
[0023][0024]其中，n1、n2、n3、n4、n5、n6、n7、n8各自独立地选自0、1或2；m1、m2、m3、m4、m5、m6、m7、m8各自独立地选自1或2；
[0025]R1、R2、R3、R4各自独立地选自氢或C1
‑
C6的烷基，优选为氢、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基；
[0026]表示单键或双键，
‑‑‑‑‑‑
表示单键或无。
[0027]在一些实施例中，[4
‑
6元环酮]并[5
‑
6元杂环]选自如下化合物：
[0028][0029]含羰基杂双环类化合物加氢还原与脱水反应后得到相应的杂双环类化合物。
[0030]在一些实施方式中，[4
‑
6元环酮]并[5
‑
6元杂环]反应后相应的杂双环类化合物选自如下式9～式12结构：
[0031][0032]其中，n1、n2、n5、n6各自独立地选自0、1或2；m1、m2、m5、m6各自独立地选自1或2；
[0033]R1、R2各自独立地选自氢或C1
‑
C6的烷基，优选为氢、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基。
[0034]催化剂
[0035]本方法中，使用的催化剂为负载型催化剂M/S，M为金属活性组分，S为载体，即所述催化剂包括载体S和负载于所述载体上的金属活性成分M。
[0036]在一些实施方式中，M选自Cu、Ni、Co、Fe、Pd、Pt、Ru、Rh、Ir中的一种或多种；
[0037]优选地，M选自Cu、Ni、Co、Ru、Pd、Pt中的一种或多种；
[0038]更优选地，M选自Cu、Ni、Ru、Pd中的一种或多种。
[0039]在一些实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种合成杂双环类化合物的方法，其特征在于，包括以下步骤：含羰基杂双环类化合物在催化剂和氢气存在下进行加氢还原与脱水反应，得到杂双环类化合物；其中，所述催化剂包括载体和负载于所述载体上的金属活性成分；所述反应温度为80
‑
250℃，所述反应压力为0.1
‑
8MPa。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含羰基杂双环类化合物为[4
‑
6元环酮]并[5
‑
6元杂环]；优选地，所述[4
‑
6元环酮]并[5
‑
6元杂环]选自如下式1～式8结构：其中，n1、n2、n3、n4、n5、n6、n7、n8各自独立地选自0、1或2；m1、m2、m3、m4、m5、m6、m7、m8各自独立地选自1或2；R1、R2、R3、R4各自独立地选自氢或C1
‑
C6的烷基，优选为氢、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基；表示单键或双键，
‑‑‑‑‑‑
表示单键或无；更优选地，所述[4
‑
6元环酮]并[5
‑
6元杂环]选自如下化合物：3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述杂双环类化合物选自如下式9～式12结构：
其中，n1、n2、n5、n6各自独立地选自0、1或2；m1、m2、m5、m6各自独立地选自1或2；R1、R2各自独立地选自氢或C1
‑
C6的烷基，优选为氢、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基。4.根据权利要求1至3任意一项所述的方法，其特征在于，所述催化剂的金属活性成分选自Cu、Ni、Co、Fe、Pd、Pt、Ru、Rh、Ir中的一种或多种；优选地，金属活性成分选自Cu、Ni、Co、Ru、Pd、Pt中的一种或多种；更优选地，金属活性成分选自Cu、Ni、Ru、Pd中的一种或多种；优选地，金属活性成分占催化剂的质量比为0.5
‑
20wt％，优选为0.5
‑
10wt％，更优选为1
‑
8wt％。5.根据权利要求1至3任意一项所述的方法，其特征在于，所述催化剂的载体选自活性炭、离子交换树脂、γ
‑
Al2O3、SiO2、ZrO2、CeO2、WO3、Nb2O5、沸石分子筛中的一种或多种；优选地，载体选自离子交换树脂、γ
‑
Al2O3、SiO2、ZrO2、Nb2O5、沸石分子筛中的一种或多种；更优选地，载体选自γ
‑
Al2O3、SiO2、Nb2O5、沸石分子筛中的一种或多种。6.根据权利要求1至3任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：1)在固定床反应器中装入所述催化剂，在氢气气氛中升温至反应温度保持1
‑
8h以活化催化剂，活化结束后，调整体系至反应压力；2)将反应物所述含羰基杂双环类化合物，与任选的溶剂混合均匀，泵入反应器中进行反应，经冷凝器和气液分离器后收集，得到杂双环类化合物。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤1)中所述反应温度为80
‑
250℃，优...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓然，张少春，王喜成，牟新东，
申请(专利权)人：上海巽田科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：