專(zhuān)利名稱：一種1-酰基氮雜環(huán)庚-2-酮的合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種1-?；s環(huán)庚-2-酮的合成方法。
1-?；s環(huán)庚-2-酮為具有下列結(jié)構(gòu)式的一類(lèi)白色固體或無(wú)色液體
式中R為苯基和C1-C15的直鏈烴基。已知這類(lèi)物質(zhì)可用作皮膚滲透劑、纖維染色增強(qiáng)劑和農(nóng)業(yè)上的殺蟲(chóng)劑、殺真菌劑等等。已知該系列化合物的常規(guī)合成方法是基于氮雜環(huán)烷-2-酮的堿金屬鹽與酰氯之間進(jìn)行反應(yīng)(L.Ruzicka，Helv.Chem.Acta，4，478 1921)。在現(xiàn)有技術(shù)中，氮雜環(huán)烷-2-酮的堿金屬鹽是通過(guò)堿金屬或堿金屬的氫化物在氮?dú)庵杏诙栊匀軇┐嬖谙屡c氮雜環(huán)烷-2-酮反應(yīng)而合成。1987年公開(kāi)了一種制備1-酰基氮雜環(huán)庚-2-酮的方法。該法是利用氫化鈉在干燥的甲苯中首先形成鈉鹽再與酰氯反應(yīng)制備1-?；s環(huán)庚-2-酮(WO，87/64594)。該法由于需要使用堿金屬或昂貴的堿金屬氫化物和大量的有機(jī)溶劑，不僅是不經(jīng)濟(jì)的，而且具有易燃易爆的危險(xiǎn)。
本發(fā)明的目的，在于提出一種新的合成方法，該方法操作簡(jiǎn)單，安全可靠。該方法反應(yīng)時(shí)間短，反應(yīng)溫度低，化學(xué)產(chǎn)率高。
本發(fā)明的特征在于以己內(nèi)酰胺和酰氯為原料，在無(wú)水碳酸鉀存在下以四級(jí)銨鹽為相轉(zhuǎn)移催化劑，以環(huán)己烷或苯或甲苯或1，4-二氧六環(huán)為溶劑，反應(yīng)體系摩爾比為己內(nèi)酰胺∶碳酸鉀∶四級(jí)銨鹽∶酰氯1∶1.2-3∶0.01-0.07∶1.1-1.4
于油浴25-70℃反應(yīng)1.5小時(shí)。按照上述合成方法，優(yōu)選四丁基溴化銨(TBAB)為相轉(zhuǎn)移催化劑，苯環(huán)己烷為溶劑，反應(yīng)體系的摩爾比為己內(nèi)酰胺∶碳酸鉀∶四丁基溴化銨∶酰氯1∶1.5∶0.05∶1.1-1.4首先由己內(nèi)酰胺與無(wú)水碳酸鉀在四丁基溴化銨存在下作用生成己內(nèi)酰胺鉀鹽，反應(yīng)在油浴70℃進(jìn)行，1小時(shí)完成。然后再由己內(nèi)酰胺鉀鹽與酰氯作用，生成1-?；s環(huán)庚-2-酮。反應(yīng)在室溫(25℃)進(jìn)行，0.5小時(shí)完成。化學(xué)反應(yīng)方程式為
按照上述合成方法，是將酰氯先用二倍量的溶劑稀釋?zhuān)缓笤谑覝財(cái)嚢柘碌渭拥胶屑簝?nèi)酰胺鉀鹽、無(wú)水碳酸鉀和四丁基溴化銨的反應(yīng)液中。
本發(fā)明采用四級(jí)銨鹽做相轉(zhuǎn)移催化劑，其中包括四丁基溴化銨、四丁基氯化銨和三乙基芐基氯化銨等，優(yōu)選是四丁基溴化銨。
在考慮反應(yīng)體系的摩爾比時(shí)，原則上以己內(nèi)酰胺完全反應(yīng)為標(biāo)準(zhǔn)。理論上，碳酸鉀和酰氯與己內(nèi)酰胺等摩爾反應(yīng)，但在實(shí)際過(guò)程中我們采用了1.5摩爾量的碳酸鉀。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，過(guò)量碳酸鉀的存在既有利于己內(nèi)酰胺鉀鹽的轉(zhuǎn)化，又能吸收反應(yīng)體系中的水，同時(shí)還給后處理帶來(lái)方便?？紤]到低級(jí)酰氯極易水解，己內(nèi)酰胺與乙酰氯的摩爾比為1∶1.4，其余的1∶1.1即可。催化劑的用量范圍通常是1-7%摩爾，這里優(yōu)選5%摩爾。
本發(fā)明反應(yīng)的溶劑可采用苯、甲苯環(huán)己烷和1，4-二氧六環(huán)，優(yōu)選的是苯和環(huán)己烷。
本發(fā)明反應(yīng)中的反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間分作二個(gè)階段來(lái)控制。在己內(nèi)酰胺鉀鹽轉(zhuǎn)化一步，要求反應(yīng)溫度油浴70℃，反應(yīng)時(shí)間1小時(shí);己內(nèi)酰胺鉀鹽與酰氯反應(yīng)一步，室溫即可順利進(jìn)行，0.5小時(shí)完成。
具體操作時(shí)，首先將無(wú)水碳酸鉀在110℃下烘烤2小時(shí)。按上述摩爾比依次將己內(nèi)酰胺、無(wú)水碳酸鉀、四丁基溴化銨添加到反應(yīng)瓶中，再加入溶劑。在加熱和攪拌的條件下首先制得己內(nèi)酰胺鉀鹽，然后用恒壓漏斗滴加經(jīng)用溶劑稀釋的酰氯。待反應(yīng)完畢加入10%的碳酸氫鈉水溶液，反應(yīng)液分作水層和有機(jī)層兩相。轉(zhuǎn)入分液漏斗，分去水層，有機(jī)層用蒸餾水洗至中性。洗滌后的有機(jī)層用無(wú)水硫酸鎂干燥過(guò)夜后，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑得粗品，進(jìn)一步純化得純品。
本發(fā)明由于采用固-液相相轉(zhuǎn)移催化技術(shù)，用普通的無(wú)水碳酸鉀即可將己內(nèi)酰胺轉(zhuǎn)化成己內(nèi)酰胺鉀鹽，避免使用了價(jià)格昂貴且易燃易爆的氫化鈉，從而降低了反應(yīng)原料成本，并使整個(gè)反應(yīng)過(guò)程操作簡(jiǎn)單，安全可靠。本發(fā)明合成了一系列的1-?；s環(huán)庚-2-酮，其中除了1-苯甲?；s環(huán)庚-2-酮、1-乙酰基氮雜環(huán)庚-2-酮和1-月桂?；s環(huán)庚-2-酮為已知化合物外，其余的均為未見(jiàn)報(bào)導(dǎo)的新化合物。從結(jié)構(gòu)上推斷，這些新化合物具有和1-月桂酰基氮雜環(huán)庚-2-酮類(lèi)似的性質(zhì)，某些性能可能更好。這樣就為這一類(lèi)物質(zhì)的綜合利用拓寬了范圍。本發(fā)明反應(yīng)溫度低(25-70℃)、反應(yīng)時(shí)間短(1.5小時(shí))、化學(xué)產(chǎn)率高(87-96%)詳見(jiàn)附表1。
下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的敘述。
實(shí)施例11-苯甲?；s環(huán)庚-2-酮的制備在裝有攪拌器、回流冷凝管和恒壓漏斗的250毫升的三口瓶中加入4.52克(40mmol)己內(nèi)酰胺，8.3克(60mmol)無(wú)水碳酸鉀，0.64克(2mmol)四丁基溴化銨，再加入50毫升干燥苯。在攪拌下，于油浴70℃進(jìn)行己內(nèi)酰胺鉀鹽的轉(zhuǎn)化，約需1小時(shí)。降低溫度至室溫，用恒壓漏斗滴加5.1毫升(44mmol)的苯甲酰氯，約15分鐘滴加完畢，再繼續(xù)反應(yīng)15分鐘，停止反應(yīng)，往上述反應(yīng)體系中加入30毫升10%碳酸氫鈉水溶液，反應(yīng)液分作水層和有機(jī)層兩相。轉(zhuǎn)入分液漏斗，分去水層，有機(jī)層用蒸餾水洗至中性。洗滌后的有機(jī)層用無(wú)水硫酸鎂干燥過(guò)夜。過(guò)濾，濾液經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑后得粗品7.6克，產(chǎn)率87%。粗品用無(wú)水乙醇重結(jié)晶，得片狀白色固體，收率90%，熔點(diǎn)68-69℃。
實(shí)施例21-乙?；s環(huán)庚-2-酮的制備己內(nèi)酰胺鉀鹽的轉(zhuǎn)化步驟同實(shí)施例1。室溫條件下，用恒壓漏斗滴加4毫升(56mmol)乙酰氯，約15分鐘滴加完畢，再繼續(xù)反應(yīng)10-15分鐘后停止反應(yīng)。往上述反應(yīng)體系中加入30毫升10%碳酸氫鈉水溶液，反應(yīng)液分作水層和有機(jī)層兩相。轉(zhuǎn)入分液漏斗，分去水層，有機(jī)層用蒸餾水洗至中性。洗滌后的有機(jī)層用無(wú)水硫酸鎂干燥過(guò)夜。過(guò)濾，濾液經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑后得淺黃色粘稠狀液體，減壓蒸餾，收集101-102℃/5mmHg餾分，得無(wú)色液體5.8克，產(chǎn)率93.5%，n25D1.4880。
以上實(shí)施例只是用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的，而不是對(duì)本發(fā)明的限定。在不背離本發(fā)明范圍和精神的情況下，可以進(jìn)行相應(yīng)的改動(dòng)。
附表1給出實(shí)施例中兩個(gè)產(chǎn)品及另外四個(gè)新產(chǎn)品的有關(guān)數(shù)據(jù)，以供參閱。
權(quán)利要求
1.一種1-?；s環(huán)庚-2-酮的合成方法。該系列化合物的結(jié)構(gòu)式為
式中R為苯基和C1--C1的直鏈烴基。其特征在于以已內(nèi)酰胺和酰氯為原料，在無(wú)水碳酸鉀存在下以四級(jí)銨鹽為相轉(zhuǎn)移催化劑，以環(huán)已烷或苯或甲苯或1，4-二氧六環(huán)為溶劑反應(yīng)體系摩爾比為已內(nèi)酰胺∶碳酸鉀∶四級(jí)銨鹽∶酰氯1∶1.2-3∶0.01-0.07∶1.1-1.4于油浴25-70℃反應(yīng)1.5小時(shí)。
2.按照權(quán)利要求1所說(shuō)的1-酰基氮雜環(huán)庚-2-酮的合成方法，其特征在于催化劑選用四丁基溴化銨(TBAB)，溶劑選用苯或環(huán)己烷，反應(yīng)體系摩爾比為己內(nèi)酰胺∶碳酸鉀∶四丁基溴化銨∶酰氯1∶1.5∶0.05∶1.1-1.4首先由己內(nèi)酰胺與無(wú)水碳酸鉀在四丁基溴化銨存在下作用生成己內(nèi)酰胺鉀鹽，反應(yīng)在油浴70℃進(jìn)行，1小時(shí)完成。然后再由己內(nèi)酰胺鉀鹽與酰氯作用，生成1-?；s環(huán)庚-2-酮。反應(yīng)在室溫(25℃)進(jìn)行，0.5小時(shí)完成。化學(xué)反應(yīng)方程式為
3.按照權(quán)利要求1或2所說(shuō)的1-?；s環(huán)庚-2-酮的合成方法，是將酰氯先用二倍量的溶劑稀釋?zhuān)缓笤谑覝財(cái)嚢柘碌渭拥胶屑簝?nèi)酰胺鉀鹽、無(wú)水碳酸鉀和四丁基溴化銨的反應(yīng)液中。
全文摘要
本發(fā)明屬于一種1-?；s環(huán)庚-2-酮的合成方法。該系列化合物是一類(lèi)良好的皮膚滲透促進(jìn)劑、纖維染色增強(qiáng)劑和農(nóng)業(yè)上的殺蟲(chóng)劑、殺真菌劑等等。本發(fā)明以己內(nèi)酰胺和酰氯為原料，在無(wú)水碳酸鉀存在下，以四丁基溴化銨為相轉(zhuǎn)移催化劑，合成了一系列1-酰基氮雜環(huán)庚-2-酮。本發(fā)明在溫和條件下用碳酸鉀將己內(nèi)酰胺轉(zhuǎn)化為己內(nèi)酰胺鉀鹽，避免使用了價(jià)格昂貴且易燃易爆的氫化鈉。本發(fā)明反應(yīng)時(shí)間短(1.5小時(shí))，反應(yīng)溫度低(25-70℃)，化學(xué)產(chǎn)率高(87-96％)。
文檔編號(hào)C07D223/10GK1069266SQ9110533
公開(kāi)日1993年2月24日 申請(qǐng)日期1991年8月5日 優(yōu)先權(quán)日1991年8月5日
發(fā)明者金春雪, 熊麗曾, 俞凌翀 申請(qǐng)人:北京師范大學(xué)