一種制備環(huán)酰亞胺的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及有機(jī)化學(xué)合成領(lǐng)域，具體地，涉及一種制備環(huán)酰亞胺的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 環(huán)酰亞胺，S卩，順-1，3-二芐基-5-[(ls，2s)-1，3-二羥基-1-(4-硝基苯 基）-丙-2-基]-四氫吡咯[3, 4-d]并咪唑-2, 4, 6 (5H)-三酮，是一種重要的中間體，主要 用于合成生物素。
[0003] 現(xiàn)有的合成環(huán)酰亞胺的工藝中，US3876656公開了用手性輔劑（ls，2s)-(+)-# 式-1-(4-硝基苯基）-2-氨基-1，3-丙二醇（即右胺）與1，3-二芐基咪唑啉-2-酮（即 環(huán)酸）在甲苯和吡啶中進(jìn)行縮合脫水反應(yīng)得到。此方法中用到大量的吡啶，吡啶為無色或 黃色有惡臭的液體，雖屬低毒類，但其惡臭氣味對人體和生產(chǎn)環(huán)境影響很大，而且用量大導(dǎo) 致單耗尚，成本尚，不利于工業(yè)化生廣，且反應(yīng)收率有待提尚。
[0004] 專利申請CN1609106A公開了用吡啶衍生物作為?；呋瘎?-二甲氨基吡啶 即DMAP，或者Y-三甲基吡啶，但是這些催化劑價(jià)格比較昂貴，制備成本較高。
[0005] 因此，研發(fā)一種環(huán)境友好、成本低、收率高、易于工業(yè)化生產(chǎn)的制備環(huán)酰亞胺的方 法，具有重要的現(xiàn)有意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的制備環(huán)酰亞胺的方法造成的環(huán)境不友好、成 本高、收率低、不利于工業(yè)化生產(chǎn)的缺陷，提供一種制備環(huán)酰亞胺的方法，該方法不使用吡 啶，不僅環(huán)境友好、成本低、操作方便、易于工業(yè)化生產(chǎn)，而且反應(yīng)收率高、產(chǎn)品品質(zhì)好。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種制備環(huán)酰亞胺的方法，所述方法包括：將環(huán) 酸、右胺、有機(jī)溶劑和催化劑混合進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后將物料進(jìn)行后處理，得到產(chǎn)物環(huán)酰 亞胺；其中，所述催化劑為硼酸或者硼酸衍生物。
[0008] 本發(fā)明的制備環(huán)酰亞胺的方法，不使用吡啶，而是使用硼酸或者硼酸衍生物作為 催化劑，具有環(huán)境友好、催化劑用量少、原料易得、成本低廉、反應(yīng)條件溫和、反應(yīng)收率高、產(chǎn) 品品質(zhì)高等優(yōu)點(diǎn)，而且操作方便、易于工業(yè)化生產(chǎn)。
[0009] 本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說明。
【附圖說明】
[0010] 圖1是環(huán)酸與右胺反應(yīng)生成環(huán)酰亞胺的反應(yīng)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011] 以下對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體 實(shí)施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0012] 本發(fā)明提供了一種制備環(huán)酰亞胺的方法，該方法包括：將環(huán)酸、右胺、有機(jī)溶劑和 催化劑混合進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后將物料進(jìn)行后處理，得到產(chǎn)物環(huán)酰亞胺；其中，所述催化 劑為硼酸或者硼酸衍生物。
[0013] 本發(fā)明方法中，對于混合時(shí)環(huán)酸和右胺的用量沒有特別的限定，可以為本領(lǐng)域常 用的各種用量，優(yōu)選情況下，環(huán)酸和右胺的摩爾比為1 :〇. 8-1. 2。
[0014] 本發(fā)明方法中，優(yōu)選情況下，硼酸衍生物為苯基硼酸、3, 4, 5-三氟苯基硼酸和 3, 5-二（三氟甲基）苯硼酸中的一種或多種。其中，本發(fā)明的發(fā)明人在研宄中進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)， 當(dāng)催化劑為硼酸時(shí)，能夠明顯提高反應(yīng)收率，因此，進(jìn)一步優(yōu)選地，催化劑為硼酸。
[0015] 本發(fā)明方法中，本發(fā)明的發(fā)明人在研宄中進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，混合時(shí)環(huán)酸和催化劑的用 量對反應(yīng)收率有影響，且環(huán)酸和催化劑的摩爾比為1 :〇. 01-0. 1時(shí)能夠明顯提高反應(yīng)收率， 因此，為了進(jìn)一步提高反應(yīng)收率，優(yōu)選情況下，環(huán)酸和催化劑的摩爾比為1 :〇. 01-0. 1。
[0016] 本發(fā)明方法中，對于混合時(shí)有機(jī)溶劑的用量沒有特別的限定，可以為本領(lǐng)域常用 的各種用量，優(yōu)選情況下，以Ig的環(huán)酸計(jì)，有機(jī)溶劑的用量為5-15ml。
[0017] 本發(fā)明方法中，對于有機(jī)溶劑沒有特別的限定，可以為本領(lǐng)域常用的各種有機(jī)溶 劑，優(yōu)選情況下，有機(jī)溶劑為異丙醇、正丁醇、甲苯、二甲苯中的一種或多種。本發(fā)明的發(fā)明 人在研宄中進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，當(dāng)有機(jī)溶劑為異丙醇與甲苯的混合物、異丙醇與二甲苯的混合物 或者正丁醇時(shí)，能夠進(jìn)一步提高反應(yīng)收率；當(dāng)有機(jī)溶劑為正丁醇時(shí)，能夠更進(jìn)一步提高反應(yīng) 收率。因此，進(jìn)一步優(yōu)選地，有機(jī)溶劑為異丙醇與甲苯的混合物、異丙醇與二甲苯的混合物 或者正丁醇，更進(jìn)一步優(yōu)選為正丁醇。對于異丙醇與甲苯的混合物中異丙醇與甲苯的混合 比例、異丙醇與二甲苯的混合物中異丙醇與二甲苯的混合比例沒有特別的限定，只要分別 將異丙醇與甲苯進(jìn)行混合、將異丙醇與二甲苯進(jìn)行混合即可。
[0018] 本發(fā)明方法中，優(yōu)選情況下，反應(yīng)的條件包括：反應(yīng)溫度為80_140°C，反應(yīng)時(shí)間為 12_16h。進(jìn)一步優(yōu)選地，將反應(yīng)溫度控制為有機(jī)溶劑的回流溫度。為了使反應(yīng)順利進(jìn)行， 將環(huán)酸、右胺、有機(jī)溶劑和催化劑混合后在攪拌下進(jìn)行反應(yīng)。優(yōu)選情況下，攪拌的速度為 300-800rpm〇
[0019] 本發(fā)明方法中，對于將物料進(jìn)行后處理的方式?jīng)]有特別的限定，可以為本領(lǐng)域常 用的各種方式，優(yōu)選情況下，后處理的方式包括：回收有機(jī)溶劑后加入水，然后進(jìn)行冷卻、分 離、洗滌。對于加入的水的量沒有特別的限定，可以為環(huán)酸重量的0.1-1倍。對于回收有機(jī) 溶劑、冷卻和分離的方法沒有特別的限定，可以分別為本領(lǐng)域常用的各種回收有機(jī)溶劑、冷 卻和分離的方法，例如回收有機(jī)溶劑的方式可以為減壓回收有機(jī)溶劑，此為本領(lǐng)域技術(shù)人 員所公知，在此不再贅述。冷卻的方法可以為將物料冷卻到5-10°C，并且300-800rpm下攪 拌0.5-1小時(shí)。分離的方式可以為過濾或離心。對于洗滌的方法沒有特別的限定，可以為 本領(lǐng)域常用的各種洗滌方法，此為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，在此不再贅述。
[0020] 實(shí)施例
[0021] 以下將通過實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。如未特別說明，實(shí)施例中所用的材料 均可市售獲得。
[0022] 以下實(shí)施例中，反應(yīng)收率的計(jì)算公式為：反應(yīng)收率=(反應(yīng)得到的環(huán)酰亞胺的質(zhì) 量/530V(環(huán)酸的投料質(zhì)量/354)X100%。
[0023] 高效液相色譜儀購自日本島津公司，型號為SPD-20A，利用HPLC測定產(chǎn)物的純度， HPLC分析條件如表1所不。
[0024] 表I
[0025]
[0026] 熔點(diǎn)測定儀購自上海精密科學(xué)儀器有限公司，型號為：SGWX-4顯微熔點(diǎn)儀。
[0027] 測定旋光度（a)D25的儀器購自上海精密科學(xué)儀器有限公司，型號為WZZ-2S自動(dòng) 旋光儀。
[0028] 核磁共振儀購自Bruker公司，型號為BrukerAV-400型核磁共振儀，TMS為內(nèi)標(biāo)。
[0029] 質(zhì)譜儀購自Agilent公司，型號為：Agilent1100型ESI/MS質(zhì)譜儀。
[0030] 實(shí)施例1
[0031] 本實(shí)施例用于說明本發(fā)明的制備環(huán)酰亞胺的方法。
[0032] 在帶回流分水器、攪拌漿和溫度計(jì)的1000 ml反應(yīng)罐中加入62. 5g(0. 177mol)環(huán) 酸，38.lg(0. 180mol)右胺，800ml正丁醇和 0.2g(0.0032mol)硼酸，400rpm下攪拌并加熱 至120°C，保持?jǐn)嚢杷俣群蜏囟炔蛔冞M(jìn)行回流分水反應(yīng)，反應(yīng)14小時(shí)后，減壓回收700ml溶 劑，再趁熱加入IOml水在600rpm下攪拌打衆(zhòng)30min。然后先循環(huán)水、后冷水將物料冷卻至 8°C，300rpm下攪拌40min。出料，過濾，用25g水洗絳。經(jīng)測定，產(chǎn)物濕重為104. 0g，干燥后 得到白色結(jié)晶狀粉末，稱重即干重為90.lg。
[0033] 對本實(shí)施例得到的白色結(jié)晶狀粉末進(jìn)行測定，熔點(diǎn)為202_203°C，旋光度（a)D25 =+26 度（DMF，c= 2)。
[0034] 1HNMR(CDC13, 400MHz) ：8. 20 (dd, 2H,J= 8. 0Hz) , 7. 52 (dd, 2H,J= 8.0and4.0Hz)，7.38 ~7.29(m，10H)，5.37(t，lH，J= 4.0Hz)，5.00(d，lH，J= 16. 0Hz),4. 92 (d, 1H,J= 16. 0Hz),4. 59 (dd, 1H,J= 8. 0Hz),4. 20 (d, 1H,J= 12. 0Hz)，4. 04 ~3. 90 (m, 6H)，2. 85 (br,s, 1H)。
[0035] ESI(m/z，％ ) = 531 (M+l，I.I)。
[0036] 由上可知，本實(shí)施例得到的產(chǎn)物為環(huán)酰亞胺，經(jīng)HPLC測定純度為99.I%，且經(jīng)計(jì) 算可知，環(huán)酰亞胺的收率為95. 4 %。
[0037] 實(shí)施例2
[0038] 本實(shí)施例用于說明本發(fā)明的制備環(huán)酰亞胺的方法。
[0039] 在帶回流分水器、攪拌漿和溫度計(jì)的1000ml反應(yīng)罐中加入62. 5g(0. 177mol)環(huán) 酸，44. 5g(0. 210mol)右胺，900ml正丁醇和 0.llg(0. 00178mol)硼酸，400rpm下攪拌并加熱 至80°C，保持?jǐn)嚢杷俣群蜏囟炔蛔冞M(jìn)行回流分水反應(yīng)，反應(yīng)16小時(shí)后，減壓回收800ml溶 劑，再趁熱加入IOml水在500rpm下攪拌打衆(zhòng)30min。然后先循環(huán)水、后冷水將物料冷卻至 5°C，300rpm下攪拌0. 5小時(shí)。出料，過濾，用25g水洗滌。經(jīng)測定，產(chǎn)物濕重為102g，干燥 后得到白色結(jié)晶狀粉末，稱重即干重為88g。
[0040] 對本實(shí)施例得到的白色結(jié)晶狀粉末進(jìn)行測定，熔點(diǎn)、旋光度、1HNMR、ESI(m/z，％ ) 均與實(shí)施例1 一致。
[0041] 由上可知，本實(shí)施例得到的產(chǎn)物為環(huán)酰亞胺，經(jīng)HPLC測定純度為99. 0%，且經(jīng)計(jì) 算可知，環(huán)酰亞胺的收率為93. 1 %。
[0042] 實(shí)施例3
[0043] 本實(shí)施例用于說明本發(fā)明的制備環(huán)酰亞胺的方法。