专利名称：一种2-(n-苄基)甲氧乙酰氨基异丁酸甲酯的合成方法
技术领域：
本发明涉及有机化学合成技术领域，具体地说是一种2- (N-苄基)甲氧乙酰氨基异丁酸甲酯的合成方法。
背景技术：
近年来，以电化学方法活化固定二氧化碳为核心的各类有机化合物，包括含有 c-x、C=C, C=O等活化基团的电羧化反应越来越受到人们的关注，然而关于C=N的电羧化报道研究却很少。含有C=N活化基团的亚胺类化合物R1C=NR2,当％、R2都是苯基时，亚胺是稳定的晶体；当Rp R2其中一个为苯基时，亚胺稳定性降低，遇水和酸易分解，当C=N — 侧所连苯环上有取代基时，对亚胺类化合物的稳定性也有很大的影响。Weinberg等曾在 N. L. Weinberg, A. K. Hoffmann, Lett. , 1971, (25): 2271- 2274 中报道了在熔融对甲苯磺酸四乙胺酯中亚苄基苯胺的电羧化，生成相应的N-羧化和C-羧化产物。王欢等人在 H-Wang, K. Zhang, Int. J. Electrochem. Sci.，2011，6 (I) : 1720-1729 中报道了含有 C=N 活化基团的对甲氧基亚苄基胺乙酸甲酯的电羧化反应，反应生成N-羧化和C-羧化产物，其中N-羧化产物的产率最高达到9. 6%。到目前为止，还没有关于含有C=N活化基团的亚苄氨基乙酸甲酯的电羧化研究。亚苄氨基乙酸甲酯是C=N基团一侧连有苯环，且苯环上没有取代基，稳定性不好，遇水和酸易分解，因此该化合物的电羧化反应一般很难进行，制备工艺复杂，不易操作，迄今为止，国内、外尚未见到既经济又环保的2- (N-苄基)甲氧乙酰氨基异丁酸甲酯的报道。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足而提供的一种2- (N-苄基)甲氧乙酰氨基异丁酸甲酯的合成方法，它以含有C=N双键类化合物为反应底物与活化了的CO2结合，生成 N-羧化的2- (N-苄基)甲氧乙酰氨基异丁酸甲酯化合物，该化合物含有苄氨基和甲氧乙酰基两种基团，可用于合成苯并二氮杂卓类药物的中间体，苯并二氮杂卓类药物是目前临床应用很广泛的一类药物，具有抗焦虑、镇静催眠、抗昏厥作用，是一种很有工业合成价值的工艺路线，而且以丰富的Cl资源CO2作为原料之一，廉价易得，成本低，反应体系简单、易控，不污染环境。实现本发明目的的技术方案是一种2- (N-苄基)甲氧乙酰氨基异丁酸甲酯的合成方法，其特点是该方法将亚苄氨基乙酸甲酯与N，N-二甲基甲酰胺和四乙基溴化铵、四乙基碘化铵、四乙基氯化铵或四乙基四氟硼酸铵混合，在常压下饱和二氧化碳后以恒电流电解，电解液经酯化后提纯得2- (N-苄基)甲氧乙酰氨基异丁酸甲酯，具体步骤如下
a、电解液的制备
将亚苄氨基乙酸甲酯与N，N- 二甲基甲酰胺和四乙基溴化铵、四乙基碘化铵、四乙基氯化铵或四乙基四氟硼酸铵按1:1:129的摩尔比混合，放入阴极为不锈钢、阳极为镁棒的电解池内；b、电解
常压下，向上述电解池中通入二氧化碳至饱和，然后以I. 48 4. 93mA/cm2的恒电流密度电解，其电解温度为20 28°C，通电量为每摩尔亚苄氨基乙酸甲酯2. OF, F为法拉第常数；
C、酯化
将上述电解后液体与无水碳酸钾和碘甲烷按50 6:15体积比混合，温度为55 65°C， 搅拌回流5个小时进行酯化反应，反应结束后滴加盐酸进行中和，使酯化的电解后液体pH 值约为7，其无水碳酸钾和碘甲烷为分析纯； d、旋蒸
将上述酯化的电解后液体与二氯甲烷按I :1的体积比萃取三次，合并有机层后用无水硫酸镁脱水并过滤，滤液经减压旋蒸脱除二氯甲烷后由石油醚与乙醚和二氯甲烷按20:1:1 体积比组成的过滤柱分离，提纯得2- (N-苄基)甲氧乙酰氨基异丁酸甲酯，其减压旋蒸的温度为35°C，压力为O. IMPa0本发明与现有技术相比具有方法简单，操作方便、安全的优点，可对温室效应的气体二氧化碳进行有效的利用，大大减少了大气污染，对环境保护具有十分重大的意义，同时实现了芳香亚胺类化合物的转化和N-羧化产物的有效合成，可用于合成苯并二氮杂卓类药物的中间体，是一种很有工业合成价值的工艺路线。
具体实施例方式通过以下具体实施例对本发明作进一步的详细说明。实施例I
a、电解液的制备
将O. 177g亚苄氨基乙酸甲酯与O. 210g四乙基溴化铵和10 mL N, N- 二甲基甲酰胺混合后，放入以不锈钢为阴极、镁棒为阳极的一室型电解池内，亚苄氨基乙酸甲酯、四乙基溴化铵和N，N-二甲基甲酰胺为分析纯，其中亚苄氨基乙酸甲酯为底物，N，N-二甲基甲酰胺为4A级分子筛干燥后的溶剂，四乙基溴化铵为支持电解质。b、电解
常压下，向上述电解池中通入二氧化碳至饱和，然后以2. 96mA /cm2的电流密度，温度为25°C，进行恒电流电解，通电量为193C。C、酯化
电化学反应结束后，将上述电解后液体移入烧瓶，并加入O. 3g无水碳酸钾和O. 3mL分析纯的碘甲烷混合，在60°C温度下搅拌回流5个小时进行酯化反应，反应结束后将溶液冷却至室温，然后滴加2M盐酸进行中和，使酯化后的电解液pH值约为7。d、旋蒸
将上述酯化的电解后液体用20mLX3分析纯的二氯甲烷萃取三次，合并萃取液中的有机层移至锥形瓶中，并加入2. 2g的无水硫酸镁干燥I小时后过滤，滤液经旋转蒸发器在35°C温度下减压旋蒸至O. IMPa脱除二氯甲烷后，然后由石油醚与乙醚和二氯甲烷按 20:1:1体积比组成的过滤柱分离，提纯得2- (N-苄基)甲氧乙酰氨基异丁酸甲酯，其产率为 12. 14%。
实施例2
a、电解液的制备
将O. 177g亚苄氨基乙酸甲酯与O. 257g四乙基碘化铵和10 mL N, N- 二甲基甲酰胺混合后，放入以不锈钢为阴极、镁棒为阳极的一室型电解池内，亚苄氨基乙酸甲酯、四乙基碘化铵和N，N-二甲基甲酰胺为分析纯，其中亚苄氨基乙酸甲酯为底物，N，N-二甲基甲酰胺为4A级分子筛干燥后的溶剂，四乙基碘化铵为支持电解质。b、电解
常压下，向上述电解池中通入二氧化碳至饱和，然后以2. 96mA /cm2的电流密度，温度为25°C，进行恒电流电解，通电量为193C。C、酯化
电化学反应结束后，将上述电解后液体移入烧瓶，并加入O. 3g无水碳酸钾和O. 3mL分析纯的碘甲烷混合，在62°C温度下搅拌回流5个小时进行酯化反应，反应结束后将溶液冷却至室温，然后滴加2M盐酸进行中和,使酯化后的电解液pH值约为7。d、旋蒸
将上述酯化的电解后液体用20mLX3分析纯的二氯甲烷萃取三次，合并萃取液中的有机层移至锥形瓶中，加入2. 2g的无水硫酸镁干燥I小时后过滤，滤液经旋转蒸发器在35°C 温度下减压旋蒸至O. IMPa脱除二氯甲烷后，由石油醚与乙醚和二氯甲烷按20:1:1体积比组成的过滤柱分离，提纯得2- (N-苄基)甲氧乙酰氨基异丁酸甲酯，其产率为13.96%。实施例3
a、电解液的制备
将O. 177g亚苄氨基乙酸甲酯与O. 165g四乙基氯化铵和10 mL N, N- 二甲基甲酰胺混合后，放入以不锈钢为阴极、镁棒为阳极的一室型电解池内，亚苄氨基乙酸甲酯、四乙基氯化铵和N，N-二甲基甲酰胺为分析纯，其中亚苄氨基乙酸甲酯为底物，N，N-二甲基甲酰胺为4A级分子筛干燥后的溶剂，四乙基氯化铵为支持电解质。b、电解
常压下，向上述电解池中通入二氧化碳至饱和，然后以2. 96mA /cm2的电流密度，温度为22°C,进行恒电流电解,通电量为193C。C、酯化
电化学反应结束后，将上述电解后液体移入烧瓶，并加入O. 3g无水碳酸钾和O. 3mL分析纯的碘甲烷混合，在58°C温度下搅拌回流5个小时进行酯化反应，反应结束后将溶液冷却至室温，然后滴加2M盐酸进行中和,使酯化后的电解液pH值约为7。d、旋蒸
将上述酯化的电解后液体用20mLX3分析纯的二氯甲烷萃取三次，合并萃取液中的有机层移至锥形瓶中，加入约2. 2g的无水硫酸镁干燥I小时后过滤，滤液经旋转蒸发器在 35°C温度下减压旋蒸至O. IMPa，脱除二氯甲烷后由石油醚与乙醚和二氯甲烷按20:1:1体积比组成的过滤柱分离，提纯得2- (N-苄基)甲氧乙酰氨基异丁酸甲酯，其产率为9. 61%。实施例4
a、电解液的制备
将O. 177g亚苄氨基乙酸甲酯与O. 217g四乙基四氟硼酸铵和10 mL N，N-二甲基甲酰胺混合后，放入以不锈钢为阴极、镁棒为阳极的一室型电解池内，亚苄氨基乙酸甲酯、四乙基四氟硼酸铵和N，N-二甲基甲酰胺为分析纯，其中亚苄氨基乙酸甲酯为底物，N，N-二甲基甲酰胺为4A级分子筛干燥后的溶剂，四乙基四氟硼酸铵为支持电解质。b、电解
常压下，向上述电解池中通入二氧化碳至饱和，然后以2. 96mA /cm2的电流密度，温度为25°C，进行恒电流电解，通电量为193C。C、酯化
电化学反应结束后，将上述电解后液体移入烧瓶，并加入O. 3g无水碳酸钾和O. 3mL分析纯的碘甲烷混合，在62°C温度下搅拌回流5个小时进行酯化反应，反应结束后将溶液冷却至室温，然后滴加2M盐酸进行中和,使酯化后的电解液pH值约为7。d、旋蒸
将上述酯化的电解后液体用20mLX3分析纯的二氯甲烷萃取三次，合并萃取液中的有机层移至锥形瓶中，加入2. 2g的无水硫酸镁干燥I小时后过滤，滤液经旋转蒸发器在35°C 温度下减压旋蒸至O. IMPa脱除二氯甲烷后，由石油醚与乙醚和二氯甲烷按20:1:1体积比组成的过滤柱分离，提纯得2- (N-苄基)甲氧乙酰氨基异丁酸甲酯，其产率为8. 82%。实施例5
a、电解液的制备
将O. 177g亚苄氨基乙酸甲酯与O. 210g四乙基溴化铵和10 mL N, N- 二甲基甲酰胺混合后，放入以不锈钢为阴极、镁棒为阳极的一室型电解池内，亚苄氨基乙酸甲酯、四乙基溴化铵和N，N-二甲基甲酰胺为分析纯，其中亚苄氨基乙酸甲酯为底物，N，N-二甲基甲酰胺为4A级分子筛干燥后的溶剂，四乙基溴化铵为支持电解质。b、电解
常压下，向上述电解池中通入二氧化碳至饱和，然后以I. 48mA /cm2的电流密度，温度为25°C，进行恒电流电解，通电量为193C。C、酯化
电化学反应结束后，将上述电解后液体移入烧瓶，并加入O. 3g无水碳酸钾和O. 3mL分析纯的碘甲烷混合，在60°C温度下搅拌回流5个小时进行酯化反应，反应结束后将溶液冷却至室温，然后滴加2M盐酸进行中和,使酯化后的电解液pH值约为7。d、旋蒸
将上述酯化的电解后液体用20mLX3分析纯的二氯甲烷萃取三次，合并萃取液中的有机层移至锥形瓶中，加入约2. 2g的无水硫酸镁干燥I小时后过滤，然后将滤液经旋转蒸发器在35°C温度下减压旋蒸至O. IMPa脱除二氯甲烷后，由石油醚与乙醚和二氯甲烷按 20:1:1体积比组成的过滤柱分离，提纯得2- (N-苄基)甲氧乙酰氨基异丁酸甲酯，其产率为 6. 43%ο实施例6
a、电解液的制备
将O. 177g亚苄氨基乙酸甲酯与O. 210g四乙基溴化铵和10 mL N, N- 二甲基甲酰胺混合后，放入以不锈钢为阴极、镁棒为阳极的一室型电解池内，亚苄氨基乙酸甲酯、四乙基溴化铵和N，N-二甲基甲酰胺为分析纯，其中亚苄氨基乙酸甲酯为底物，N，N-二甲基甲酰胺为4A级分子筛干燥后的溶剂，四乙基溴化铵为支持电解质。b、电解
常压下，向上述电解池中通入二氧化碳至饱和，然后以4. 93mA /cm2的电流密度，温度为25°C，进行恒电流电解，通电量为193C。C、酯化
电化学反应结束后，将上述电解后液体移入烧瓶，并加入O. 3g无水碳酸钾和O. 3mL分析纯的碘甲烷混合，在60°C温度下搅拌回流5个小时进行酯化反应，反应结束后将溶液冷却至室温，然后滴加2M盐酸进行中和,使酯化后的电解液pH值约为7。d、旋蒸
将上述酯化的电解后液体用20mLX3分析纯的二氯甲烷萃取三次，合并萃取液中的有机层移至锥形瓶中，加入约2. 2g的无水硫酸镁干燥I小时后过滤，滤液经旋转蒸发器在 35°C温度下减压旋蒸至O. IMPa脱除二氯甲烷后，由石油醚与乙醚和二氯甲烷按20:1:1体积比组成的过滤柱分离，提纯得2- (N-苄基)甲氧乙酰氨基异丁酸甲酯，其产率为2.96%。上述各实施例所得产物2- (N-苄基)甲氧乙酰氨基异丁酸甲酯(英文名methyl
2-(benzyl (methoxycarbonyl) amino) ~2~ methylpropanoate),为一种不溶于水，但溶于乙酸乙酯和二氯甲烧的白色晶体,其分子式为C14H19NO4,分子量为265. 13,结构式如下
权利要求
1.一种2- (N-苄基)甲氧乙酰氨基异丁酸甲酯的合成方法，其特征在于该方法将亚苄氨基乙酸甲酯与N，N- 二甲基甲酰胺和四乙基溴化铵、四乙基碘化铵、四乙基氯化铵或四乙基四氟硼酸铵混合，在常压下饱和二氧化碳后以恒电流电解，电解液经酯化后提纯得 2- (N-苄基)甲氧乙酰氨基异丁酸甲酯，具体步骤如下a、电解液的制备将亚苄氨基乙酸甲酯与N，N- 二甲基甲酰胺和四乙基溴化铵、四乙基碘化铵、四乙基氯化铵或四乙基四氟硼酸铵按1:1:129的摩尔比混合，放入阴极为不锈钢、阳极为镁棒的电解池内；b、电解常压下，向上述电解池中通入二氧化碳至饱和，然后以I. 48 4. 93mA/cm2的恒电流密度电解，其电解温度为20 28°C，通电量为每摩尔亚苄氨基乙酸甲酯2. OF, F为法拉第常数；C、酯化将上述电解后液体与无水碳酸钾和碘甲烷按50 6:15体积比混合，温度为55 65°C， 搅拌回流5个小时进行酯化反应，反应结束后滴加盐酸进行中和，使酯化的电解后液体pH 值约为7，其无水碳酸钾和碘甲烷为分析纯；d、旋蒸将上述酯化的电解后液体与二氯甲烷按I :1的体积比萃取三次，合并有机层后用无水硫酸镁脱水并过滤，滤液经减压旋蒸脱除二氯甲烷后由石油醚与乙醚和二氯甲烷按20:1:1 体积比组成的过滤柱分离，提纯得2- (N-苄基)甲氧乙酰氨基异丁酸甲酯，其减压旋蒸的温度为35°C，压力为O. IMPa0
全文摘要
本发明公开了一种2-(N-苄基)甲氧乙酰氨基异丁酸甲酯的合成方法，其特点是该方法将亚苄氨基乙酸甲酯与N,N-二甲基甲酰胺和四乙基溴化铵、四乙基碘化铵、四乙基氯化铵或四乙基四氟硼酸铵混合，在常压下饱和二氧化碳后以恒电流电解，电解液经酯化后提纯得2-(N-苄基)甲氧乙酰氨基异丁酸甲酯。本发明与现有技术相比具有工艺简单，操作方便、安全的优点，原料廉价易得，并对温室效应气体二氧化碳进行了有效利用，大大减少了大气污染，同时实现了芳香亚胺类化合物的转化，N-羧化产物的有效合成，可用于合成苯并二氮杂卓类药物的中间体，是一种很有工业合成价值的工艺路线。
文档编号C25B3/00GK102586798SQ201210004008
公开日2012年7月18日 申请日期2012年1月9日 优先权日2012年1月9日
发明者何丽, 吴靓, 徐晓明, 李瑞娜, 王欢, 赵学如, 赵建庆, 陆嘉星 申请人:华东师范大学