本发明涉及一种1-BOC-哌嗪的合成方法，属于有机化学技术领域。
背景技术：
1-BOC-哌嗪，中文别名：BOC-哌嗪-N-叔丁氧羰基哌嗪、哌嗪-1-甲酸叔丁酯；分子式C9H18N2O2，分子量：186.25。化学结构式如下所示：
1-BOC-哌嗪，是一种重要的化工、药品中间体，在生产达沙替尼、盐酸氟罗沙星、恩氟沙星、普卢利沙星、齐拉西酮、1-[5-(三氟甲基)-2-吡啶基]哌嗪、4-(1-哌嗪基)苯酚、5-(1-哌嗪基)-2-苯并呋喃羧酸乙酯、7-氯-4-(1-哌嗪基)喹啉等药品或化工品时都会用到1-BOC-哌嗪。
目前，关于1-BOC-哌嗪合成方法的报道较少，现有的合成方法主要是通过BOC酸酐(二碳酸二叔丁酯)和哌嗪直接进行反应制得，这种合成方法在反应时会产生大量的副产物双BOC哌嗪，这样不仅会造成大量的原料浪费，而且后续还需要将双BOC哌嗪与1-BOC-哌嗪分离或者将双BOC哌嗪转化为1-BOC-哌嗪，后处理难度大，不利于工业化生产。
技术实现要素：
本发明克服了上述现有技术的不足，提供了一种1-BOC-哌嗪的合成方法。该方法先以2-吗啉酮与BOC酸酐进行反应生成N-BOC-吗啉酮后，再与氨气反应生成1-BOC-哌嗪。该方法反应步骤简单，产物收率高、纯度高，适宜于工业化生产。
本发明的技术方案是：一种1-BOC-哌嗪的合成方法，其特征是，包括以下步骤：
(1)由2-吗啉酮(化合物Ⅰ)和BOC酸酐(二碳酸二叔丁酯)反应生成N-BOC-吗啉酮(化合物Ⅱ)；
(2)N-BOC-吗啉酮和氨气反应生成1-BOC-哌嗪(化合物Ⅲ)。
具体反应方程式如下所示：
上述合成方法，具体包括以下步骤：
(1)向反应器中加入溶剂二氯甲烷和2-吗啉酮，控温-5-0℃下滴加二碳酸二叔丁酯，滴加完毕继续维持-5-0℃反应1.5～3.0小时；反应完成后加水搅拌，分出水层，有机层减压浓缩整除溶剂得到N-BOC-吗啉酮；然后向N-BOC-吗啉酮中加入醇类溶剂，溶清后全部转入高压反应釜；
(2)高压反应釜先用氮气置换(常压状态)；然后控制温度30～50℃、压力0.1～0.3Mpa下，高压反应釜内的溶液与通入的氨气(通过氨气的通入调节反应釜压力0.1～0.3Mpa)进行反应，直至反应完全；
(3)反应完成后，减压浓缩反应液至干，然后加入溶剂打浆，抽滤、烘干得1-BOC-哌嗪。
优选的，所述醇类溶剂为甲醇或乙醇。
优选的，所述2-吗啉酮和二碳酸二叔丁酯的摩尔比为1：1.0～1.1。
优选的，所述步骤(2)控制温度40℃，压力0.2Mpa。
优选的，所述步骤(2)具体为：高压反应釜先用氮气置换(常压状态)；然后控温40℃下持续向釜中通入氨气使釜内压力维持在0.2Mpa；随着反应的进行，需要通入的氨气逐渐减少，直至不通氨气釜内压力也能维持在0.2Mpa时(即反应基本完成)，停止通氨气；继续控制温度40℃、压力0.2Mpa下反应1.5～3.0小时，使反应完全。
优选的，所述步骤(3)打浆所用溶剂优选为正已烷或者石油醚。
本发明的有益效果是：该方法反应步骤简单，产物收率高(≥90％)、纯度高(≥99.50％)，适宜于工业化生产。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明进一步说明，但是本发明并不局限于此。
实施例1：
(1)向1000ml反应瓶中加入500ml二氯甲烷、50g的2-吗啉酮，开启搅拌，控温-5-0℃滴加二碳酸二叔丁酯116g，滴加完毕继续-5-0℃反应2小时，然而后加400ml纯化水，搅拌30分钟后分出水层，减压浓缩有机层，得到N-BOC-吗啉酮；然后向反应瓶中加入450ml无水乙醇，溶清后全部转入1000ml高压反应釜；
(2)高压反应釜先用氮气置换(常压状态)；然后控温40℃下持续向釜中通入氨气使釜内压力维持在0.2Mpa；随着反应的进行，需要通入的氨气逐渐减少，直至不通氨气釜内压力也能维持在0.2Mpa时(即反应基本完成)，停止通氨气；继续控制温度40℃、压力0.2Mpa下反应2.5小时，使反应完全；
(3)然后减压浓缩反应液至干，再加入280ml正已烷搅拌1小时后抽滤、烘干得白色固体84.2g，收率90.9％，纯度99.53％。
实施例2：
(1)向1000ml反应瓶中加入500ml二氯甲烷、50g 2-吗啉酮，开启搅拌，控温-5-0℃滴加二碳酸二叔丁酯115g，滴加完毕继续-5-0℃反应2小时，然而后加400ml纯化水，搅拌30分钟后分出水层，减压浓缩有机层，然后向反应瓶中加入450ml无水甲醇，溶清后全部转入1000ml高压反应釜；
(2)高压反应釜先用氮气置换(常压状态)；然后控温40℃下持续向釜中通入氨气使釜内压力维持在0.2Mpa；随着反应的进行，需要通入的氨气逐渐减少，直至不通氨气釜内压力也能维持在0.2Mpa时(即反应基本完成)，停止通氨气；继续控制温度40℃、压力0.2Mpa下反应2.5小时，使反应完全；
(3)然后减压浓缩反应液至干，然后加入280ml正已烷搅拌1小时后抽滤、烘干得白色固体85.0g，收率91.8％，纯度99.46％。
实施例3：
(1)向1000ml反应瓶中加入500ml二氯甲烷、50g 2-吗啉酮，开启搅拌，控温-5-0℃滴加二碳酸二叔丁酯118g，滴加完毕继续-5-0℃反应2.5小时，然而后加400ml纯化水，搅拌30分钟后分出水层，减压浓缩有机层，得到N-BOC-吗啉酮；然后向反应瓶中加入450ml无水乙醇，溶清后全部转入1000ml高压反应釜；
(2)高压反应釜先用氮气置换(常压状态)；然后控温40℃下持续向釜中通入氨气使釜内压力维持在0.2Mpa；随着反应的进行，需要通入的氨气逐渐减少，直至不通氨气釜内压力也能维持在0.2Mpa时(即反应基本完成)，停止通氨气；继续控制温度40℃、压力0.2Mpa下反应2.5小时，使反应完全；
(3)然后减压浓缩反应液至干，再加入280ml石油醚搅拌1小时后抽滤、烘干得白色固体84.6g，收率91.3％，纯度99.51％。