專利名稱：一種2-(n-芐基)甲氧乙酰氨基異丁酸甲酯的合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有機(jī)化學(xué)合成技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種2- (N-芐基)甲氧乙酰氨基異丁酸甲酯的合成方法。
背景技術(shù)：
近年來，以電化學(xué)方法活化固定二氧化碳為核心的各類有機(jī)化合物，包括含有 c-x、C=C, C=O等活化基團(tuán)的電羧化反應(yīng)越來越受到人們的關(guān)注，然而關(guān)于C=N的電羧化報(bào)道研究卻很少。含有C=N活化基團(tuán)的亞胺類化合物R1C=NR2,當(dāng)％、R2都是苯基時(shí)，亞胺是穩(wěn)定的晶體；當(dāng)Rp R2其中一個(gè)為苯基時(shí)，亞胺穩(wěn)定性降低，遇水和酸易分解，當(dāng)C=N — 側(cè)所連苯環(huán)上有取代基時(shí)，對(duì)亞胺類化合物的穩(wěn)定性也有很大的影響。Weinberg等曾在 N. L. Weinberg, A. K. Hoffmann, Lett. , 1971, (25): 2271- 2274 中報(bào)道了在熔融對(duì)甲苯磺酸四乙胺酯中亞芐基苯胺的電羧化，生成相應(yīng)的N-羧化和C-羧化產(chǎn)物。王歡等人在 H-Wang, K. Zhang, Int. J. Electrochem. Sci.，2011，6 (I) : 1720-1729 中報(bào)道了含有 C=N 活化基團(tuán)的對(duì)甲氧基亞芐基胺乙酸甲酯的電羧化反應(yīng)，反應(yīng)生成N-羧化和C-羧化產(chǎn)物，其中N-羧化產(chǎn)物的產(chǎn)率最高達(dá)到9. 6%。到目前為止，還沒有關(guān)于含有C=N活化基團(tuán)的亞芐氨基乙酸甲酯的電羧化研究。亞芐氨基乙酸甲酯是C=N基團(tuán)一側(cè)連有苯環(huán)，且苯環(huán)上沒有取代基，穩(wěn)定性不好，遇水和酸易分解，因此該化合物的電羧化反應(yīng)一般很難進(jìn)行，制備工藝復(fù)雜，不易操作，迄今為止，國內(nèi)、外尚未見到既經(jīng)濟(jì)又環(huán)保的2- (N-芐基)甲氧乙酰氨基異丁酸甲酯的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供的一種2- (N-芐基)甲氧乙酰氨基異丁酸甲酯的合成方法，它以含有C=N雙鍵類化合物為反應(yīng)底物與活化了的CO2結(jié)合，生成 N-羧化的2- (N-芐基)甲氧乙酰氨基異丁酸甲酯化合物，該化合物含有芐氨基和甲氧乙?；鶅煞N基團(tuán)，可用于合成苯并二氮雜卓類藥物的中間體，苯并二氮雜卓類藥物是目前臨床應(yīng)用很廣泛的一類藥物，具有抗焦慮、鎮(zhèn)靜催眠、抗昏厥作用，是一種很有工業(yè)合成價(jià)值的工藝路線，而且以豐富的Cl資源CO2作為原料之一，廉價(jià)易得，成本低，反應(yīng)體系簡單、易控，不污染環(huán)境。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是一種2- (N-芐基)甲氧乙酰氨基異丁酸甲酯的合成方法，其特點(diǎn)是該方法將亞芐氨基乙酸甲酯與N，N-二甲基甲酰胺和四乙基溴化銨、四乙基碘化銨、四乙基氯化銨或四乙基四氟硼酸銨混合，在常壓下飽和二氧化碳后以恒電流電解，電解液經(jīng)酯化后提純得2- (N-芐基)甲氧乙酰氨基異丁酸甲酯，具體步驟如下
a、電解液的制備
將亞芐氨基乙酸甲酯與N，N- 二甲基甲酰胺和四乙基溴化銨、四乙基碘化銨、四乙基氯化銨或四乙基四氟硼酸銨按1:1:129的摩爾比混合，放入陰極為不銹鋼、陽極為鎂棒的電解池內(nèi)；b、電解
常壓下，向上述電解池中通入二氧化碳至飽和，然后以I. 48 4. 93mA/cm2的恒電流密度電解，其電解溫度為20 28°C，通電量為每摩爾亞芐氨基乙酸甲酯2. OF, F為法拉第常數(shù)；
C、酯化
將上述電解后液體與無水碳酸鉀和碘甲烷按50 6:15體積比混合，溫度為55 65°C， 攪拌回流5個(gè)小時(shí)進(jìn)行酯化反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后滴加鹽酸進(jìn)行中和，使酯化的電解后液體pH 值約為7，其無水碳酸鉀和碘甲烷為分析純； d、旋蒸
將上述酯化的電解后液體與二氯甲烷按I :1的體積比萃取三次，合并有機(jī)層后用無水硫酸鎂脫水并過濾，濾液經(jīng)減壓旋蒸脫除二氯甲烷后由石油醚與乙醚和二氯甲烷按20:1:1 體積比組成的過濾柱分離，提純得2- (N-芐基)甲氧乙酰氨基異丁酸甲酯，其減壓旋蒸的溫度為35°C，壓力為O. IMPa0本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有方法簡單，操作方便、安全的優(yōu)點(diǎn)，可對(duì)溫室效應(yīng)的氣體二氧化碳進(jìn)行有效的利用，大大減少了大氣污染，對(duì)環(huán)境保護(hù)具有十分重大的意義，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了芳香亞胺類化合物的轉(zhuǎn)化和N-羧化產(chǎn)物的有效合成，可用于合成苯并二氮雜卓類藥物的中間體，是一種很有工業(yè)合成價(jià)值的工藝路線。
具體實(shí)施例方式通過以下具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。實(shí)施例I
a、電解液的制備
將O. 177g亞芐氨基乙酸甲酯與O. 210g四乙基溴化銨和10 mL N, N- 二甲基甲酰胺混合后，放入以不銹鋼為陰極、鎂棒為陽極的一室型電解池內(nèi)，亞芐氨基乙酸甲酯、四乙基溴化銨和N，N-二甲基甲酰胺為分析純，其中亞芐氨基乙酸甲酯為底物，N，N-二甲基甲酰胺為4A級(jí)分子篩干燥后的溶劑，四乙基溴化銨為支持電解質(zhì)。b、電解
常壓下，向上述電解池中通入二氧化碳至飽和，然后以2. 96mA /cm2的電流密度，溫度為25°C，進(jìn)行恒電流電解，通電量為193C。C、酯化
電化學(xué)反應(yīng)結(jié)束后，將上述電解后液體移入燒瓶，并加入O. 3g無水碳酸鉀和O. 3mL分析純的碘甲烷混合，在60°C溫度下攪拌回流5個(gè)小時(shí)進(jìn)行酯化反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后將溶液冷卻至室溫，然后滴加2M鹽酸進(jìn)行中和，使酯化后的電解液pH值約為7。d、旋蒸
將上述酯化的電解后液體用20mLX3分析純的二氯甲烷萃取三次，合并萃取液中的有機(jī)層移至錐形瓶中，并加入2. 2g的無水硫酸鎂干燥I小時(shí)后過濾，濾液經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器在35°C溫度下減壓旋蒸至O. IMPa脫除二氯甲烷后，然后由石油醚與乙醚和二氯甲烷按 20:1:1體積比組成的過濾柱分離，提純得2- (N-芐基)甲氧乙酰氨基異丁酸甲酯，其產(chǎn)率為 12. 14%。
實(shí)施例2
a、電解液的制備
將O. 177g亞芐氨基乙酸甲酯與O. 257g四乙基碘化銨和10 mL N, N- 二甲基甲酰胺混合后，放入以不銹鋼為陰極、鎂棒為陽極的一室型電解池內(nèi)，亞芐氨基乙酸甲酯、四乙基碘化銨和N，N-二甲基甲酰胺為分析純，其中亞芐氨基乙酸甲酯為底物，N，N-二甲基甲酰胺為4A級(jí)分子篩干燥后的溶劑，四乙基碘化銨為支持電解質(zhì)。b、電解
常壓下，向上述電解池中通入二氧化碳至飽和，然后以2. 96mA /cm2的電流密度，溫度為25°C，進(jìn)行恒電流電解，通電量為193C。C、酯化
電化學(xué)反應(yīng)結(jié)束后，將上述電解后液體移入燒瓶，并加入O. 3g無水碳酸鉀和O. 3mL分析純的碘甲烷混合，在62°C溫度下攪拌回流5個(gè)小時(shí)進(jìn)行酯化反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后將溶液冷卻至室溫，然后滴加2M鹽酸進(jìn)行中和,使酯化后的電解液pH值約為7。d、旋蒸
將上述酯化的電解后液體用20mLX3分析純的二氯甲烷萃取三次，合并萃取液中的有機(jī)層移至錐形瓶中，加入2. 2g的無水硫酸鎂干燥I小時(shí)后過濾，濾液經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器在35°C 溫度下減壓旋蒸至O. IMPa脫除二氯甲烷后，由石油醚與乙醚和二氯甲烷按20:1:1體積比組成的過濾柱分離，提純得2- (N-芐基)甲氧乙酰氨基異丁酸甲酯，其產(chǎn)率為13.96%。實(shí)施例3
a、電解液的制備
將O. 177g亞芐氨基乙酸甲酯與O. 165g四乙基氯化銨和10 mL N, N- 二甲基甲酰胺混合后，放入以不銹鋼為陰極、鎂棒為陽極的一室型電解池內(nèi)，亞芐氨基乙酸甲酯、四乙基氯化銨和N，N-二甲基甲酰胺為分析純，其中亞芐氨基乙酸甲酯為底物，N，N-二甲基甲酰胺為4A級(jí)分子篩干燥后的溶劑，四乙基氯化銨為支持電解質(zhì)。b、電解
常壓下，向上述電解池中通入二氧化碳至飽和，然后以2. 96mA /cm2的電流密度，溫度為22°C,進(jìn)行恒電流電解,通電量為193C。C、酯化
電化學(xué)反應(yīng)結(jié)束后，將上述電解后液體移入燒瓶，并加入O. 3g無水碳酸鉀和O. 3mL分析純的碘甲烷混合，在58°C溫度下攪拌回流5個(gè)小時(shí)進(jìn)行酯化反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后將溶液冷卻至室溫，然后滴加2M鹽酸進(jìn)行中和,使酯化后的電解液pH值約為7。d、旋蒸
將上述酯化的電解后液體用20mLX3分析純的二氯甲烷萃取三次，合并萃取液中的有機(jī)層移至錐形瓶中，加入約2. 2g的無水硫酸鎂干燥I小時(shí)后過濾，濾液經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器在 35°C溫度下減壓旋蒸至O. IMPa，脫除二氯甲烷后由石油醚與乙醚和二氯甲烷按20:1:1體積比組成的過濾柱分離，提純得2- (N-芐基)甲氧乙酰氨基異丁酸甲酯，其產(chǎn)率為9. 61%。實(shí)施例4
a、電解液的制備
將O. 177g亞芐氨基乙酸甲酯與O. 217g四乙基四氟硼酸銨和10 mL N，N-二甲基甲酰胺混合后，放入以不銹鋼為陰極、鎂棒為陽極的一室型電解池內(nèi)，亞芐氨基乙酸甲酯、四乙基四氟硼酸銨和N，N-二甲基甲酰胺為分析純，其中亞芐氨基乙酸甲酯為底物，N，N-二甲基甲酰胺為4A級(jí)分子篩干燥后的溶劑，四乙基四氟硼酸銨為支持電解質(zhì)。b、電解
常壓下，向上述電解池中通入二氧化碳至飽和，然后以2. 96mA /cm2的電流密度，溫度為25°C，進(jìn)行恒電流電解，通電量為193C。C、酯化
電化學(xué)反應(yīng)結(jié)束后，將上述電解后液體移入燒瓶，并加入O. 3g無水碳酸鉀和O. 3mL分析純的碘甲烷混合，在62°C溫度下攪拌回流5個(gè)小時(shí)進(jìn)行酯化反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后將溶液冷卻至室溫，然后滴加2M鹽酸進(jìn)行中和,使酯化后的電解液pH值約為7。d、旋蒸
將上述酯化的電解后液體用20mLX3分析純的二氯甲烷萃取三次，合并萃取液中的有機(jī)層移至錐形瓶中，加入2. 2g的無水硫酸鎂干燥I小時(shí)后過濾，濾液經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器在35°C 溫度下減壓旋蒸至O. IMPa脫除二氯甲烷后，由石油醚與乙醚和二氯甲烷按20:1:1體積比組成的過濾柱分離，提純得2- (N-芐基)甲氧乙酰氨基異丁酸甲酯，其產(chǎn)率為8. 82%。實(shí)施例5
a、電解液的制備
將O. 177g亞芐氨基乙酸甲酯與O. 210g四乙基溴化銨和10 mL N, N- 二甲基甲酰胺混合后，放入以不銹鋼為陰極、鎂棒為陽極的一室型電解池內(nèi)，亞芐氨基乙酸甲酯、四乙基溴化銨和N，N-二甲基甲酰胺為分析純，其中亞芐氨基乙酸甲酯為底物，N，N-二甲基甲酰胺為4A級(jí)分子篩干燥后的溶劑，四乙基溴化銨為支持電解質(zhì)。b、電解
常壓下，向上述電解池中通入二氧化碳至飽和，然后以I. 48mA /cm2的電流密度，溫度為25°C，進(jìn)行恒電流電解，通電量為193C。C、酯化
電化學(xué)反應(yīng)結(jié)束后，將上述電解后液體移入燒瓶，并加入O. 3g無水碳酸鉀和O. 3mL分析純的碘甲烷混合，在60°C溫度下攪拌回流5個(gè)小時(shí)進(jìn)行酯化反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后將溶液冷卻至室溫，然后滴加2M鹽酸進(jìn)行中和,使酯化后的電解液pH值約為7。d、旋蒸
將上述酯化的電解后液體用20mLX3分析純的二氯甲烷萃取三次，合并萃取液中的有機(jī)層移至錐形瓶中，加入約2. 2g的無水硫酸鎂干燥I小時(shí)后過濾，然后將濾液經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器在35°C溫度下減壓旋蒸至O. IMPa脫除二氯甲烷后，由石油醚與乙醚和二氯甲烷按 20:1:1體積比組成的過濾柱分離，提純得2- (N-芐基)甲氧乙酰氨基異丁酸甲酯，其產(chǎn)率為 6. 43%ο實(shí)施例6
a、電解液的制備
將O. 177g亞芐氨基乙酸甲酯與O. 210g四乙基溴化銨和10 mL N, N- 二甲基甲酰胺混合后，放入以不銹鋼為陰極、鎂棒為陽極的一室型電解池內(nèi)，亞芐氨基乙酸甲酯、四乙基溴化銨和N，N-二甲基甲酰胺為分析純，其中亞芐氨基乙酸甲酯為底物，N，N-二甲基甲酰胺為4A級(jí)分子篩干燥后的溶劑，四乙基溴化銨為支持電解質(zhì)。b、電解
常壓下，向上述電解池中通入二氧化碳至飽和，然后以4. 93mA /cm2的電流密度，溫度為25°C，進(jìn)行恒電流電解，通電量為193C。C、酯化
電化學(xué)反應(yīng)結(jié)束后，將上述電解后液體移入燒瓶，并加入O. 3g無水碳酸鉀和O. 3mL分析純的碘甲烷混合，在60°C溫度下攪拌回流5個(gè)小時(shí)進(jìn)行酯化反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后將溶液冷卻至室溫，然后滴加2M鹽酸進(jìn)行中和,使酯化后的電解液pH值約為7。d、旋蒸
將上述酯化的電解后液體用20mLX3分析純的二氯甲烷萃取三次，合并萃取液中的有機(jī)層移至錐形瓶中，加入約2. 2g的無水硫酸鎂干燥I小時(shí)后過濾，濾液經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器在 35°C溫度下減壓旋蒸至O. IMPa脫除二氯甲烷后，由石油醚與乙醚和二氯甲烷按20:1:1體積比組成的過濾柱分離，提純得2- (N-芐基)甲氧乙酰氨基異丁酸甲酯，其產(chǎn)率為2.96%。上述各實(shí)施例所得產(chǎn)物2- (N-芐基)甲氧乙酰氨基異丁酸甲酯(英文名methyl
2-(benzyl (methoxycarbonyl) amino) ~2~ methylpropanoate),為一種不溶于水，但溶于乙酸乙酯和二氯甲燒的白色晶體,其分子式為C14H19NO4,分子量為265. 13,結(jié)構(gòu)式如下
權(quán)利要求
1.一種2- (N-芐基)甲氧乙酰氨基異丁酸甲酯的合成方法，其特征在于該方法將亞芐氨基乙酸甲酯與N，N- 二甲基甲酰胺和四乙基溴化銨、四乙基碘化銨、四乙基氯化銨或四乙基四氟硼酸銨混合，在常壓下飽和二氧化碳后以恒電流電解，電解液經(jīng)酯化后提純得 2- (N-芐基)甲氧乙酰氨基異丁酸甲酯，具體步驟如下a、電解液的制備將亞芐氨基乙酸甲酯與N，N- 二甲基甲酰胺和四乙基溴化銨、四乙基碘化銨、四乙基氯化銨或四乙基四氟硼酸銨按1:1:129的摩爾比混合，放入陰極為不銹鋼、陽極為鎂棒的電解池內(nèi)；b、電解常壓下，向上述電解池中通入二氧化碳至飽和，然后以I. 48 4. 93mA/cm2的恒電流密度電解，其電解溫度為20 28°C，通電量為每摩爾亞芐氨基乙酸甲酯2. OF, F為法拉第常數(shù)；C、酯化將上述電解后液體與無水碳酸鉀和碘甲烷按50 6:15體積比混合，溫度為55 65°C， 攪拌回流5個(gè)小時(shí)進(jìn)行酯化反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后滴加鹽酸進(jìn)行中和，使酯化的電解后液體pH 值約為7，其無水碳酸鉀和碘甲烷為分析純；d、旋蒸將上述酯化的電解后液體與二氯甲烷按I :1的體積比萃取三次，合并有機(jī)層后用無水硫酸鎂脫水并過濾，濾液經(jīng)減壓旋蒸脫除二氯甲烷后由石油醚與乙醚和二氯甲烷按20:1:1 體積比組成的過濾柱分離，提純得2- (N-芐基)甲氧乙酰氨基異丁酸甲酯，其減壓旋蒸的溫度為35°C，壓力為O. IMPa0
全文摘要
本發(fā)明公開了一種2-(N-芐基)甲氧乙酰氨基異丁酸甲酯的合成方法，其特點(diǎn)是該方法將亞芐氨基乙酸甲酯與N,N-二甲基甲酰胺和四乙基溴化銨、四乙基碘化銨、四乙基氯化銨或四乙基四氟硼酸銨混合，在常壓下飽和二氧化碳后以恒電流電解，電解液經(jīng)酯化后提純得2-(N-芐基)甲氧乙酰氨基異丁酸甲酯。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有工藝簡單，操作方便、安全的優(yōu)點(diǎn)，原料廉價(jià)易得，并對(duì)溫室效應(yīng)氣體二氧化碳進(jìn)行了有效利用，大大減少了大氣污染，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了芳香亞胺類化合物的轉(zhuǎn)化，N-羧化產(chǎn)物的有效合成，可用于合成苯并二氮雜卓類藥物的中間體，是一種很有工業(yè)合成價(jià)值的工藝路線。
文檔編號(hào)C25B3/00GK102586798SQ201210004008
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月9日
發(fā)明者何麗, 吳靚, 徐曉明, 李瑞娜, 王歡, 趙學(xué)如, 趙建慶, 陸嘉星 申請人:華東師范大學(xué)