一种合成环戊酰亚胺的方法与流程

文档序号:12690622阅读:1228来源:国知局

本发明涉及医药中间体合成技术领域,具体涉及一种合成环戊酰亚胺的方法。



背景技术:

目前环戊酰亚胺的合成方法大多为1,2-环戊烷二酰胺直接高温环合生成环戊酰亚胺,技术路线如下所示:

这种合成方法虽然涉及到的工序较少,没有其他中间体的合成环节,可一步合成,但在实际生产中仍存在诸多缺点:1、产品环合需要特种设备,纯固体搅拌分散不易,传热困难,影响产品的质量,且在实际生产中均存在较高的安全风险;2、因为直接环合需要250℃以上的高温,产品在如此高温下易碳化,外观黑黄质量差;3、产品收率在50%-60%左右,收率较低,且生产过程中会产生大量废渣,严重污染环境,并造成资源浪费。

此外,虽然也存在一些先将二酰胺先水解为酸,再经过酸酐酸酐化,再通氨对酸酐氨化,从而得到环戊酰亚胺的诸多条合成工艺,但这些工艺均依然依靠高温环合来完成,没有解决高温下产品的焦化问题。另外,反应过量成分或产生的杂质,也均没有得到有效利用,或者利用成本较高,利用效果不好。



技术实现要素:

基于以上技术背景,本发明提供了一种合成环戊酰亚胺的方法,该合成方法使合成温度大大降低,使反应可以更温和的进行,大大减少了实际生产中的危险度,并提高了产品的收率,提升了产品质量。

为实现上述目的,本发明所采用的技术方案为:

由1,2-环戊烷二酰胺为原料,经反应生成1,2-环戊烷二酸,再由1,2-环戊烷二酸与甲酰胺反应生成环戊酰亚胺,合成方法路线如下:

其中,1,2-环戊烷二酰胺溶液加热回流,滴加碱液,放出氨气,然后向降温后的混合液中滴加酸液至pH=1-2,冷却,过滤,水洗,干燥得到1,2-环戊烷二酸。

以上所述碱液为氢氧化钠溶液,酸液为浓盐酸溶液。

进一步的,1,2-环戊烷二酰胺的水解步骤为:

将1,2-环戊烷二酰胺溶液升温至95-105℃回流,滴加氢氧化钠,搅拌,至无氨气放出,然后降温至20-35℃,向混合液中滴加盐酸酸化,至混合液pH=1-2时停止滴加,将混合液用冰浴降温到0-5℃后继续搅拌10-60h,过滤,取过滤物水洗后,将过滤物用40-60℃鼓风干燥后即得到1,2-环戊烷二酸。

进一步的,以上所述的1,2-环戊烷二酰胺与氢氧化钠溶液中氢氧化钠按质量比为5:2-4混合。

进一步的,1,2-环戊烷二酸与甲酰胺的环合步骤为:

将1,2-环戊烷二酸溶液与甲酰胺溶液混合,氮气置换后升温至内温150-200℃反应,降温,加入纯化水和活性炭,搅拌,热过滤,滤液冷却,用二氯甲烷提取,有机相浓缩至无馏分馏出,加入甲苯,降温,过滤,减压干燥,得到环戊酰亚胺晶体 。

进一步的,1,2-环戊烷二酸与甲酰胺的环合步骤为:将1,2-环戊烷二酸与甲酰胺混合,氮气置换后升温到内温150-200℃反应,反应至HPLC法测得中控原料小于0.2%,降温到70-90℃,加入纯化水和活性炭,在40-80℃下搅拌20-40min,将混合物进行热过滤,取滤液冷却到15-25℃,用二氯甲烷提取,可提取多次也可提取一次,将有机相浓缩至无馏分馏出,向浓缩后的有机相中加入甲苯,降温至-10~20℃,过滤,取过滤物在30-60℃下减压干燥,得到环戊酰亚胺晶体。以上1,2-环戊烷二酸和甲酰胺按质量比1:2~4混合,加入纯化水的质量与1,2-环戊烷二酸质量按1:1添加,加入活性炭的质量与1,2-环戊烷二酸质量按1:50-500添加,加入二氯甲烷的质量与1,2-环戊烷二酸质量按2-1:1添加,加入甲苯的质量与1,2-环戊烷二酸质量按3-1:1添加。

本发明的有益效果为:

1、反应温度相对于现有技术中的250℃以上,只需150℃-200℃,本申请工艺的温度不超过200℃,反应条件较为温和,比现有工艺中反应温度最多可降低100多度,用常规油浴釜即可满足生产,更加节能,且生产中的安全性大大提高;现有技术的合成工艺没有明显的改善高温和反应焦化的问题,二酰胺直接环合的温度依然在250℃以上,且一些反应过量的二酰胺依然靠高温进行环合,而本申请中的技术方案彻底解决的高温环合的问题,并且剩余的原料是依靠甲酰胺来实现环合,依然低温即可进行,实现环戊酰亚胺制备整个工艺的低温进行,减少了杂质的产生。

2、现有合成反应体系的初期多为固相粉末,搅拌传热困难,本申请合成体系是液相均质,反应及质量稳定,无焦化氧化碳化废渣等杂质产生,产品外观纯白,产品质量更加稳定且大大提高。

3、本申请合成方法的产品收率高,连续一次收率可以达到90%以上,比现有工艺提高约10-30%;反应工艺条件稳定,更加易于控制,反应转化率高。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,本发明用以下具体实施例进行说明,但本发明绝非仅限于这些例子。

实施例1:

在反应釜中按质量比1:1加入水和1,2-环戊烷二酰胺,溶解,升温至95-105℃回流,开始滴加40%浓度的氢氧化钠溶液,1,2-环戊烷二酰胺与氢氧化钠溶液中氢氧化钠质量比为5:2-4,滴加约1-3小时后停止,继续搅拌30-60分钟,当无尾气放出时,反应结束;

反应完毕后降温,降温至20-35℃时开始滴加浓盐酸进行酸化,测反应釜内pH,当pH=1-2时停止,酸化完毕,将反应釜降温到0-5℃后继续搅拌1小时,将反应物过滤,水洗,在45-60℃下鼓风干燥,得到1,2-环戊烷二酸;

把1,2-环戊烷二酸和甲酰胺按质量比1:2~4加入反应釜混合,氮气置换后升温到反应釜内温150-200℃反应,反应的同时蒸出低沸物,反应约需2-10小时,当HPLC中控原料小于0.2%时,终止反应;

将反应釜降温到80℃,加入纯化水和活性炭,在40-80度搅拌半小时,热过滤,滤液冷却到15-25℃,用二氯甲烷提取,有机相浓缩至干90℃无馏分,加入甲苯,降温-10~20℃过滤,30-60℃减压干燥,得到环戊酰亚胺白色晶体。

实施例2:

250mL四口瓶机械搅拌,加入60g饮用水和60g1,2-环戊烷二酰胺,升温至100℃回流,开始滴加90g40%氢氧化钠溶液,反应放出氨气,滴加完毕后,继续搅拌30min,当无尾气放出时,反应结束;

反应完毕后降温,温度为25℃时开始滴加120g 36%浓盐酸进行酸化,测pH,当pH=2时,酸化完毕,停止滴加,冰浴降温到0℃后继续搅拌1h,过滤,水洗,在55℃下鼓风干燥,得到57.3g1,2-环戊烷二酸,收率95.5%;

把50g 1,2-环戊烷二酸和20g甲酰胺混合,氮气置换后升温到内温150℃反应,反应的同时蒸出低沸物,当HPLC中控原料小于0.2%时,终止反应;

降温到80℃,加入50g纯化水和0.5g活性炭,在60℃搅拌半小时,热过滤,滤液冷却到20℃,用二氯甲烷提取,将有机相浓缩至干90℃无馏分,加入100g甲苯,降温至0℃过滤,45℃减压干燥,得到约64.7g白色晶体,收率92.4%,纯度99%以上,含量98%以上。

实施例3:

250mL四口瓶机械搅拌,加入60g饮用水和60g1,2-环戊烷二酰胺,溶解,升温至95℃回流,滴加100g40%氢氧化钠溶液,滴加完毕后,继续搅拌60min,当无尾气放出时,反应结束;

反应完毕后降温,温度为35℃时开始滴加120g 36%浓盐酸进行酸化,测混合液PH=1-2时,酸化完毕,冰浴降温到5℃后继续搅拌1h,过滤,水洗,60℃鼓风干燥,得到58g1,2-环戊烷二酸,收率96.7%;

把50g 1,2-环戊烷二酸和28g甲酰胺混合,氮气置换后升温到内温200℃反应,反应的同时蒸出低沸物,反应中用HPLC测得中控原料小于0.2%时,终止反应;

降温到80℃,加入50g纯化水和0.5g活性炭,在40℃搅拌0.5h,热过滤,滤液冷却到15℃,用二氯甲烷提取,有机相浓缩至干90℃无馏分,加入100g甲苯,降温至-10℃过滤,30℃下减压干燥,得到约72.8g白色晶体,收率93.1%,纯度99%以上,含量98%以上。

实施例4:

250mL四口瓶机械搅拌,加入饮用水和60g1,2-环戊烷二酰胺,溶解,升温至105℃回流,滴加80g40%氢氧化钠溶液,滴加完毕后继续搅拌40min,当无尾气放出时,反应结束;

反应完毕后降温,温度为20℃时开始滴加120g 36%浓盐酸进行酸化,测PH=1-2时,酸化完毕,冰浴降温到2℃后继续搅拌1h,过滤,水洗,45℃鼓风干燥,得到58.3g1,2-环戊烷二酸,收率97.2%;

把50g 1,2-环戊烷二酸 和15g甲酰胺混合,氮气置换后升温到内温170℃反应,反应的同时蒸出低沸物,反应中用HPLC法测得中控原料小于0.2%时,终止反应;

降温到80℃,加入50g纯化水和0.5g活性炭,在50℃搅拌半小时,热过滤,滤液冷却到20℃,用二氯甲烷提取,有机相浓缩至干90℃无馏分,加入100g甲苯,降温至5℃过滤,40℃下减压干燥,得到约60.6g白色晶体,收率93.5%,纯度99%以上,含量98%以上。

实施例5:

向反应釜中加入60kg1,2-环戊烷二酰胺,加水溶解,反应釜升温至95-105℃回流,缓慢添加氢氧化钠溶液,1,2-环戊烷二酰胺与氢氧化钠溶液中氢氧化钠质量比为5:2-4,反应放出氨气,添加完毕,搅拌至无尾气放出时,反应结束;

反应完毕后降温至20-35℃,添加浓盐酸进行酸化,测的混合液pH=1-2时,酸化完毕,降温到0-5℃后继续搅拌1h,过滤,水洗过滤物,水洗后将过滤物在55℃下鼓风干燥,得到56.8kg1,2-环戊烷二酸,收率94.7%;

把50kg 1,2-环戊烷二酸和22kg甲酰胺在反应釜中混合,氮气置换后升温到反应釜内温为150-200℃反应,反应的同时蒸出低沸物,用HPLC法测得中控原料小于0.2%时,将反应釜降温到80℃,加入50kg纯化水和0.5kg活性炭,在40-80℃下搅拌半小时,热过滤,滤液冷却到15-25℃,用50kg*3二氯甲烷提取,有机相浓缩至干90℃无馏分,加入100kg甲苯,降温-10~20℃过滤,30-60℃减压干燥,得到约65.31kg白色晶体,收率90.8%,纯度99%以上,含量98%以上。

通过以上实施例我们可知,本申请合成工艺整个过程的反应温度均控制在200℃以下,产品收率约在90%以上,产品的纯度和含量较高,反应条件成熟、稳定。

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