一种由双甘肽制备2,5-二酮哌嗪的方法技术

本发明专利技术提供一种由双甘肽制备2,5

【技术实现步骤摘要】
一种由双甘肽制备2,5
‑
二酮哌嗪的方法


[0001]本专利技术属于精细有机合成
，具体公开了一种2,5
‑
二酮哌嗪的合成方法。

技术介绍

[0002]2,5
‑
二酮哌嗪又称甘氨酸酐，化学式C4H6N2O2，是自然界中最小的一种环肽。2,5
‑
二酮哌嗪是一种生化试剂，也是以甘氨酸为原料制备内吸传导型光谱灭生性除草剂草甘膦哌嗪路线的重要原料(如专利CN105884700A)。
[0003]美国专利2004/0024180披露了一种由甘氨酸环化制备2,5
‑
二酮哌嗪的合成方法，其中将甘氨酸有机溶剂在约50
‑
200℃之间的温度，特别是包括在约80℃与约150℃之间的温度加热，其中甘氨酸环化二聚的溶剂优选能够与水形成低沸点的共沸物的溶剂，如乙腈、烯丙醇、苯、苯甲醇、正丁醇、2
‑
丁醇、叔丁醇、乙酸丁酯、四氯化碳、氯苯、氯仿、环己烷、1,2
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二氯乙烷、二乙基缩醛、二甲基醛缩、乙酸乙酯、庚烷、甲基异丁基酮、3
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戊醇、甲苯和二甲苯；且环化二聚反应发生的pH范围有利地在约2至约9之间并且优选在约3至约7之间。
[0004]CN109317194专利披露了一种通过制备高活性钛盐催化剂催化N
‑
烃基取代氨基酸二聚一步合成环二肽(2,5
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二酮哌嗪衍生物)的方法，该应用中一步合成环二肽的催化剂是金属钛化合物与有机超强酸通过复分解反应制成。在该专利实施例二中，利用实施例一制备的催化剂，使甘氨酸分子间一步脱水环合得到2,5
‑
二酮哌嗪。CN109317194专利披露的方法虽然不需要分别保护氨基酸的碳端或氮端，合成步骤简化，但是催化剂粉末或颗粒易潮解，且需要将母液蒸干回收催化剂。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的不足或改进需求，本专利技术旨在提供一种由双甘肽制备2,5
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二酮哌嗪的方法，通过母液循环使用以及关键合成工艺流程操作条件的优化，与其它2,5
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二酮哌嗪合成方法相比，具有反应目标产物收率高、操作简单、废水少且处理难度低等优点。
[0006]为达到此专利技术目的，本专利技术提供的一种由双甘肽制备2,5
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二酮哌嗪的方法，采用以下技术方案：将双甘肽在溶剂中进行搅拌反应，反应完成后冷却析出大量固体后抽滤、洗涤干燥得到产品。
[0007]所述的溶剂包括乙二醇、丙三醇、N
‑
甲基吡咯烷酮、辛醇、醋酸辛酯中的任意一种或任意两种的混合物。
[0008]反应物双甘肽在溶剂中的质量浓度范围为15
‑
300mg/mL；更优选为反应物双甘肽在溶剂中的质量浓度范围为50
‑
250mg/mL。
[0009]搅拌反应温度范围为150
‑
195℃，搅拌反应时间为0.5
‑
10.0小时；更优选的反应温度在170
‑
180℃，搅拌反应时间为1.0
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3.0小时。
[0010]所述反应完成后冷却至0
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4℃，并在该温度下保持6.0
‑
24.0小时；更优选为在3
‑
4℃下保持6.0
‑
12.0小时。
[0011]所述抽滤所得滤液作为母液，直接用于下一步反应替代所用溶剂。
[0012]所述的母液以50
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100％的体积分数作为溶剂参与下一步循环反应。
[0013]所述母液循环次数1
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5次，更优选的母液循环次数为2
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3次，所述母液循环利用前，先经无水硫酸钠进行脱水处理。
[0014]所述抽滤后得到的滤饼采用乙醇、甲醇、石油醚和四氢呋喃的任意一种洗涤溶剂进行洗涤。
[0015]另一方面本专利技术还提供一种2,5
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二酮哌嗪，采用上述的由双甘肽制备2,5
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二酮哌嗪的方法制备得到的。
[0016]本专利技术是以双甘肽为原料制备得到2,5
‑
二酮哌嗪，与现有技术相比具有反应选择性高、操作简单、废水少且处理难度低等特点。涉及的主要反应及机理如下：
具体实施方式
[0017]为了更清晰的说明本专利技术的目的、技术方案及优点，结合以下实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当明了，下述实施例仅仅是帮助解释本专利技术，并不对本专利技术进行任何限制。
[0018]本专利技术的一种由双甘肽制备2,5
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二酮哌嗪的方法主要是通过以下步骤实现的：步骤：在一个配有搅拌、温度计和水冷式冷凝器的反应器中依次加入反应物料双甘肽和溶剂，反应器内容物于包括150
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195℃之间，优选在约170
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180℃之间的基本上恒定的温度下搅拌反应0.5
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10.0小时并且更优选在约1.0
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3.0小时之间的时间；反应结束后将高温反应器内容物冷却至室温，并于0
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4℃冷却6.0
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24.0小时更优选的不低于12.0小时，反应体系析出2,5
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二酮哌嗪固体后抽滤，滤饼洗涤干燥后并称重计算收率，滤液作为母液可进行循环使用。
[0019]所述溶剂为乙二醇、丙三醇、N
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甲基吡咯烷酮、辛醇、醋酸辛酯中的任意一种或任意两种的混合物，或者循环母液。
[0020]所述滤饼洗涤溶剂为乙醇、甲醇、石油醚和四氢呋喃的任意一种。
[0021]下面以不同条件下的实施例来进一步说明本专利技术由双甘肽制备2,5
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二酮哌嗪的技术方案。
[0022]实施例1将6.6g双甘肽(0.05摩尔)和25mL乙二醇溶剂至于反应瓶中，搅拌条件下，电加热套加热至反应瓶内温度计上升至175℃并保温1.0小时。反应结束后，将反应液冷却至室温25℃，并至于4℃下12小时后，反应液中析出的固体，析出固体后进行抽滤，收集的滤液经无水硫酸钠处理作为母液，抽滤后的滤饼使用30mL乙醇洗涤，固体干燥后产生4.40g纯2,5
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二酮哌嗪(收率＝77.2％)。
[0023]实施例2将6.6g双甘肽(0.05摩尔)、22mL实施例1得到的母液和3mL乙二醇共25mL作为溶剂
至于反应瓶中，搅拌条件下，电加热套加热至反应瓶内温度计上升至175℃并保温1.0小时。反应结束后，将反应液冷却至室温25℃，并置于4℃下12小时后，反应液中析出的固体，析出固体后进行抽滤，收集的滤液经无水硫酸钠处理作为母液，抽滤后的滤饼使用30mL乙醇洗涤，固体干燥后产生4.89g 2,5
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二酮哌嗪(收率＝85.8％)。
[0024]实施例3将6.6g双甘肽(0.05摩尔)、20mL实施例2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种由双甘肽制备2,5
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二酮哌嗪的方法，其特征在于，包括如下步骤：将双甘肽在溶剂中进行搅拌反应，反应完成后冷却析出大量固体后抽滤、洗涤干燥得到产品。2.根据权利要求1所述的由双甘肽制备2,5
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二酮哌嗪的方法，其特征在于，所述的溶剂包括乙二醇、丙三醇、N
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甲基吡咯烷酮、辛醇、醋酸辛酯中的任意一种或任意两种的混合物。3.根据权利要求2所述的由双甘肽制备2,5
‑
二酮哌嗪的方法，其特征在于，反应物双甘肽在溶剂中的质量浓度范围为15
‑
300 mg/mL；更优选为反应物双甘肽在溶剂中的质量浓度范围为50
‑
250 mg/mL。4.根据权利要求3所述的由双甘肽制备2,5
‑
二酮哌嗪的方法，其特征在于，搅拌反应温度范围为150
‑
195℃，搅拌反应时间为0.5
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10.0小时；更优选的反应温度在170
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180℃，搅拌反应时间为1.0
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3.0小时。5.根据权利要求4所述的由双甘肽制备2,5
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二酮哌嗪的方法，其特征在于，反应完成后冷却至0
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【专利技术属性】
技术研发人员：段晓霞，冯鑫，王桂龙，陈杰，郭继鑫，杨超，田义群，彭春雪，覃立忠，胡波，胡付超，包俸川，
申请(专利权)人：湖北三峡实验室，
类型：发明
国别省市：