专利名称：N-单取代哌嗪-2,3-二酮的合成方法
技术领域：
本发明涉及一种N-单取代哌嗪-2，3- 二酮的合成方法，属于有机合成技术领域。
背景技术：
N-单取代哌嗪-2，3- 二酮是制备青霉素类抗生素如哌拉西林等；头孢类抗生素如头孢哌酮、头孢拉宗等；血小板凝聚抑制剂如N-[3-(4-脒基苯氧基)丙基]哌嗪-2，3- 二酮-N'-乙酸力44-(4-脒基苯氧基)丁基]哌嗪-2，3-二酮4'-乙酸等；植物生长调节剂如N，N'-双(膦酰基苯基次甲基)哌嗪-2，3-二酮等；及其他类型化合物的重要中间体，用途广泛，其结构式如下。
权利要求
1.N-单取代哌嗪-2，3- 二酮的合成方法，是以乙二胺为起始原料，与环合试剂经环合反应制得中间产物哌嗪_2，3- 二酮；中间产物哌嗪_2，3- 二酮再与取代试剂经取代反应制得目标产物N-单取代哌嗪-2，3- 二酮，其中，第一步所得中间产物哌嗪_2，3- 二酮分离后或不用分离直接进行第二步取代反应。
2.根据权利要求1所述的N-单取代哌嗪-2，3-二酮的合成方法，其特征是按以下步骤进行1)将反应物乙二胺、环合试剂分别用适当的溶媒稀释成反应物稀释液待用，其中，所述的环合试剂包括但不限于草酸、草酰二卤、草酰二胺、草酸二烷基酯，所述的溶媒包括但不限于水、二氧六环、四氢呋喃、二甲基亚砜、二氯甲烷、氯仿、异丙醚、甲苯或低级脂肪醇，反应物乙二胺、环合试剂与溶媒的质量体积比均为1 2 20;2)按照反应物乙二胺与环合试剂的摩尔比为1 0.8 1.5的比例，将上述两种反应物稀释液混合，混合温度-20°C 60°C，混合方式为将乙二胺稀释液滴入到环合试剂稀释液中，或者将乙二胺稀释液与环合试剂稀释液同时滴入到一个反应容器中；3)控制反应温度为5°C 120°C，反应池 15h，得到含有中间产物哌嗪-2，3-二酮的反应液；4)直接使用上述含有中间产物哌嗪_2，3-二酮的反应液作为取代反应的反应物溶液，或者蒸馏除去上述含有中间产物哌嗪-2，3-二酮的反应液中的大部分溶媒后，析出哌嗪-2，3-二酮白色晶体，洗涤，干燥，再溶解在适当的溶媒中作为取代反应的反应物溶液， 其中，所述的溶媒包括但不限于水、二氧六环、四氢呋喃、醋酸乙酯、二氯甲烷、氯仿、二甲基亚砜、甲苯、异丙醚或低级脂肪醇，且中间产物哌嗪-2，3-二酮与溶媒的质量体积比为1 2 15 ；5)在取代反应的反应物溶液中加入保护剂和取代试剂，所述的保护剂包括但不限于卤化氢气体、氢卤酸、硫酸、磷酸、甲酸、乙酸或甲磺酸，哌嗪_2，3- 二酮与保护剂的摩尔比为 1 1 ；所述的取代试剂包括但不限于卤代化合物、固体光气、硝酸、亚硝酸盐、甲醛-甲酸或双氧水，哌嗪_2，3- 二酮与取代试剂的摩尔比为1 0. 5 1. 5 ；6)控制反应温度为-20°C 120°C，反应浊 IOh；7)反应完成后，蒸馏除去大部分溶媒，降温，调节体系的PH值到7.5 8. 0，过滤除去固体不溶物，滤液浓缩，降温析出晶体，过滤，洗涤，干燥，得到目标产物N-单取代哌嗪-2，3-二酮。
3.根据权利要求2所述的N-单取代哌嗪-2，3-二酮的合成方法，其特征是所述的环合试剂是草酸二烷基酯。
4.根据权利要求3所述的N-单取代哌嗪-2，3-二酮的合成方法，其特征是所述的环合试剂是草酸二甲酯或草酸二乙酯。
5.根据权利要求2所述的N-单取代哌嗪-2，3-二酮的合成方法，其特征是反应物乙二胺、环合试剂与溶媒的质量体积比均为1 4 10。
6.根据权利要求2所述的N-单取代哌嗪-2，3-二酮的合成方法，其特征是反应物乙二胺与环合试剂的摩尔比为1 1 1.2。
7.根据权利要求2所述的N-单取代哌嗪-2，3-二酮的合成方法，其特征是当环合反应与取代反应使用相同的溶媒时，不分离中间产物哌嗪-2，3-二酮，直接使用含有中间产物哌嗪-2，3- 二酮的反应液进行取代反应。
8.根据权利要求2所述的N-单取代哌嗪-2，3-二酮的合成方法，其特征是所述的保护剂为卤化氢气体或氢卤酸。
9.根据权利要求2所述的N-单取代哌嗪-2，3-二酮的合成方法，其特征是哌嗪-2，3- 二酮与取代试剂的摩尔比为1 0. 8 1. 1。
全文摘要
N-单取代哌嗪-2,3-二酮的合成方法，是以乙二胺为起始原料，与环合试剂经环合反应制得中间产物哌嗪-2,3-二酮；再以中间产物为原料，与取代试剂经取代反应制得目标产物N-单取代哌嗪-2,3-二酮。反应过程中，第一步所得中间产物哌嗪-2,3-二酮可以不用分离直接进行第二步取代反应。本发明合成方法具有收率高、条件温和、设备简单、后处理简便、产品质量稳定、效率高、能耗低、绿色环保等诸多优点，极具工业化前景和推广价值。
文档编号C07D241/08GK102351802SQ20111025687
公开日2012年2月15日 申请日期2011年9月2日 优先权日2011年9月2日
发明者康福堂, 汤芝平, 温秀春, 苏斌林, 苏蔚, 陈万成, 高志伟 申请人:山西新天源医药化工有限公司