CN101735118B - 一种使用硅烷为保护试剂合成叔丁基亚磺酰胺的工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及有机化合物的合成。一种使用硅烷为保护试剂合成叔丁基亚磺酰胺的工艺方法,a)N-叔丁基二甲基硅-氨基锂的合成;b)(S或R)-N-叔丁基二甲基硅-叔丁基亚磺酰胺的合成;c)(S或R)-叔丁基亚磺酰胺的合成:将b)步的(S或R)-N-叔丁基二甲基硅-叔丁基亚磺酰胺加入到稀酸水溶液中,室温下搅拌5~8小时,分离纯化后得到叔丁基亚磺酰胺。本发明使用硅烷为保护试剂合成叔丁基亚磺酰胺的工艺方法与同类工艺方法相比具有显著的特点:本发明反应条件温和,避免超低温-78℃条件,易于操作,且工艺稳定性好,对环境友好,制得的产品收率高,纯度优良,易于实现工业化生产放大。
Description
一、技术领域
本发明涉及一种有机化合物的合成方法,特别是合成叔丁基亚磺酰胺的工艺方法。
二、背景技术:
手性胺类化合物在药物和天然产物合成中有着重要的应用价值,因此,近年来受到了不少药物学家和合成化学家的重视,而叔丁基亚磺酰胺是Ellman 1997年设计合成的一种新型的手性化合物,它在众多不对称合成反应中作为一类手性辅助试剂,表现出良好的诱导作用[参考文献:Ellman,J.A.;owens,T.D.:Tang,T.P.Acc.Chem.Res.,2002,35,984.]较好的实现了高活性手性胺类化合物的合成。
已有的文献Organic Syntheses,2005,82,157.合成路线如下:
在-78~-72℃,氨与锂当量比为29∶1的条件下,制成氨基锂,以大量液氨为溶剂,向其滴入0.4当量的叔丁基亚磺酸硫代叔丁酯的四氢呋喃溶液,保温搅拌反应1小时,随后缓慢升至室温挥发体系中的液氨。整个反应过程要在氩气保护下进行。液氨挥发完毕后,用冰水浴将体系温度降至0℃左右,向体系中加入0.012当量的碎冰淬灭反应后,常规后处理得到叔丁基亚磺酰胺粗品,经过正己烷打浆后得到产品,收率75%。该合成路线需要深冷低温反应,并且使用了大量的液氨作为溶剂来帮助溶解氨基锂。这些不利的反应特点增加了叔丁基亚磺酰胺工业化设备及操作成本,并且大量液氨的使用给环境带来了污染。因此寻找一种可以避免深冷低温,对环境友好的,适合工业化生产的合成工艺是非常必要的。
三、发明内容
本发明的目的是克服上述不足问题,提供一种使用硅烷为保护试剂合成叔丁基亚磺酰胺的工艺方法,工艺稳定性好,操作简便,产率高,对环境友好,易于工业化生产。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是:一种使用硅烷为保护试剂合成叔丁基亚磺酰胺的工艺方法,合成路线如下式:
具体步骤为:
a)N-叔丁基二甲基硅氨基锂的合成:以叔丁基二甲基氯硅烷为起始原料,以正戊烷为溶剂,在-40℃~-15℃条件下与液氨作用,生成叔丁基二甲基氨基硅烷,经分离纯化后,在四氢呋喃溶剂中,控制温度-40℃~-15℃条件下加入正丁基锂,合成N-叔丁基二甲基硅-氨基锂;
b)(S或R)-N-叔丁基二甲基硅-叔丁基亚磺酰胺的合成:在-40℃~-15℃温度条件下将(S或R)-叔丁基亚磺酸硫代叔丁酯加入到a)步的N-叔丁基二甲基硅-氨基锂的四氢呋喃溶液中,加入完毕保温搅拌反应0.5~1小时,然后加入氯化铵淬灭过量的锂试剂,分离纯化得到(S或R)-N-叔丁基二甲基硅-叔丁基亚磺酰胺;
c)(S或R)-叔丁基亚磺酰胺的合成:将b)步的(S或R)-N-叔丁基二甲基硅-叔丁基亚磺酰胺加入到稀酸水溶液中,室温下搅拌5~8小时,分离纯化后得到叔丁基亚磺酰胺。
所述a)N-叔丁基二甲基硅-氨基锂的合成中叔丁基二甲基氨基硅烷与正丁基锂按摩尔比1.2~1.4∶1。
所述b)(S或R)-N-叔丁基二甲基硅-叔丁基亚磺酰胺的合成中N-叔丁基二甲基硅-氨基锂与(S或R)-叔丁基亚磺酸硫代叔丁酯摩尔比1∶0.3~0.5。
所述c)(S或R)-叔丁基亚磺酰胺的合成中所用的稀酸为盐酸,PH值为3-5。
所述整个反应在惰性气体如氩气、氮气等保护下进行反应。
本发明使用硅烷为保护试剂合成叔丁基亚磺酰胺的工艺方法与同类工艺方法相比具有显著的特点:本发明反应条件温和,避免超低温-78℃条件,易于操作,且工艺稳定性好,对环境友好,制得的产品收率高,纯度优良,易于实现工业化生产放大。
四、具体实施方式:
下面通过实施例详述本发明;但本发明并不限于下述的实施例。
实施例1:
一种使用硅烷为保护试剂合成叔丁基亚磺酰胺的工艺方法,合成路线如下式:
具体步骤为:
a)N-叔丁基二甲基硅-氨基锂的合成:氩气保护下,向装有液氨通入管的500mL反应瓶中,加入75.6g叔丁基二甲基氯硅烷,150.0g正戊烷,将体系温度降至-40℃,通入液氨,澄清反应液立即变混浊,0.5h后停止通氨,撤掉冷浴,使体系缓慢升温,体系温度至室温后,过滤,滤液浓缩,即得叔丁基二甲基氨基硅烷59.8g,收率:91%;氩气保护下,将59.8g叔丁基二甲基氨基硅烷,250mL四氢呋喃装入带有恒压加料漏斗的1L反应瓶中,冷却至-40℃,滴加2.5M正丁基锂153mL,保温反应1.0小时后,得到N-叔丁基二甲基硅氨基锂的四氢呋喃溶液,氩气保护下直接用于下一步合成中;
b)(S或R)-N-叔丁基二甲基硅叔丁基亚磺酰胺的合成:称取35.4g(S或R)-叔丁基亚磺酸硫代叔丁酯,70.8g四氢呋喃,配置成(S或R)-叔丁基亚磺酸硫代叔丁酯的四氢呋喃溶液,装入250mL恒压滴液漏斗中,-40℃氩气保护下,将其缓慢滴入a)中得到N-叔丁基二甲基硅氨基锂的四氢呋喃溶液中,滴毕保温搅拌0.5小时,加入17.5g氯化铵淬灭过量的锂试剂。搅拌0.5小时,体系缓慢升温至室温,过滤,滤液浓缩,得40.3g(S或R)-N-叔丁基二甲基硅-叔丁基亚磺酰胺,收率94%;
c)(S或R)-叔丁基亚磺酰胺的合成:将b)中所得(S或R)-N-叔丁基二甲基硅-叔丁基亚磺酰胺加入到100mLPH值5的盐酸水溶液中,室温下搅拌8h,用300mL乙酸乙酯萃取3次,合并上述有机层,加入无水硫酸镁干燥,过滤,浓缩得到(S或R)-叔丁基亚磺酰胺粗品,加入正己烷50mL打浆过滤得到(S或R)-叔丁基亚磺酰胺纯品20.1g,收率97%。GC>99%,熔点为97~100℃,有机化合物的结构测定:1H NMR,13C NMR和IR与标准谱图一致。
实施例2:
一种使用硅烷为保护试剂合成叔丁基亚磺酰胺的工艺方法,具体步骤为:
a)N-叔丁基二甲基硅-氨基锂的合成:氩气保护下,向装有液氨通入管的500mL反应瓶中,加入75.6g叔丁基二甲基氯硅烷,100.0g正戊烷,将体系温度降至-25℃,通入液氨,澄清反应液立即变混浊,1.0h后停止通氨,撤掉冷浴,使体系缓慢升温,体系温度至室温后,过滤,滤液浓缩,即得叔丁基二甲基氨基硅烷58.5g,收率:89%;氩气保护下,将58.5g叔丁基二甲基氨基硅烷,200mL四氢呋喃装入带有恒压加料漏斗的1L反应瓶中,冷却至-25℃,滴加2.5M正丁基锂137.4mL,保温反应1.0小时后,得到N-叔丁基二甲基硅-氨基锂的四氢呋喃溶液,氩气保护下直接用于下一步合成中。
b)(S或R)-N-叔丁基二甲基硅叔丁基亚磺酰胺的合成:称取33.3g(S或R)-叔丁基亚磺酸硫代叔丁酯,45.6g四氢呋喃,配置成(S或R)-叔丁基亚磺酸硫代叔丁酯的四氢呋喃溶液,装入250mL恒压滴液漏斗中,-25℃氩气保护下,将其缓慢滴入a)中得到N-叔丁基二甲基硅-氨基锂的四氢呋喃溶液中,滴毕保温搅拌0.5小时,加入17.5g氯化铵淬灭过量的锂试剂。搅拌0.5小时,体系缓慢升温至室温,过滤,滤液浓缩,得37.5g N-叔丁基二甲基硅叔丁基亚磺酰胺,收率93%。
c)(S或R)-叔丁基亚磺酰胺的合成:将b)中所得N-叔丁基二甲基硅-叔丁基亚磺酰胺加入到45mL pH值4的盐酸水溶液中,室温下搅拌7h,用180mL乙酸乙酯萃取3次,合并上述有机层,加入无水硫酸镁干燥,过滤,浓缩得到(S或R)-叔丁基亚磺酰胺粗品,加入正己烷50mL打浆过滤得到(S或R)-叔丁基亚磺酰胺纯品18.5g,收率96%,GC>99%,熔点为98~101℃,有机化合物的结构测定:1H NMR,13C NMR和IR与标准谱图一致。
实施例3:
一种使用硅烷为保护试剂合成叔丁基亚磺酰胺的工艺方法,具体步骤为:
a)N-叔丁基二甲基硅氨基锂的合成:氩气保护下,向装有液氨通入管的500mL反应瓶中,加入75.6g叔丁基二甲基氯硅烷,226.8g正戊烷,将体系温度降至-15℃,通入液氨,澄清反应液立即变混浊,0.5h后停止通氨,撤掉冷浴,使体系缓慢升温,体系温度至室温后,过滤,滤液浓缩,即得叔丁基二甲基氨基硅烷57.8g,收率88%;氩气保护下,将57.8g叔丁基二甲基氨基硅烷,300mL四氢呋喃装入带有恒压加料漏斗的1L反应瓶中,冷却至-15℃,滴加2.5M正丁基锂135.8mL,保温反应0.5小时后,得到N-叔丁基二甲基硅-氨基锂的四氢呋喃溶液,氩气保护下直接用于下一步合成中。
b)(S或R)-N-叔丁基二甲基硅-叔丁基亚磺酰胺的合成:称取32.9g(S或R)-叔丁基亚磺酸硫代叔丁酯,32.9g四氢呋喃,配置成(S或R)-叔丁基亚磺酸硫代叔丁酯的四氢呋喃溶液,装入250mL恒压滴液漏斗中,-15℃氩气保护下,将其缓慢滴入a)中得到N-叔丁基二甲基硅氨基锂的四氢呋喃溶液中,滴毕保温搅拌0.5小时,加入17.5g氯化铵淬灭过量的锂试剂。搅拌1.0小时,体系缓慢升温至室温,过滤,滤液浓缩,得36.6g N-叔丁基二甲基硅-叔丁基亚磺酰胺,收率92%。
c)(S或R)-叔丁基亚磺酰胺的合成:将b)中所得36.6g(S或R)-N-叔丁基二甲基硅-叔丁基亚磺酰胺加入到40mL PH值3的盐酸水溶液中,室温下搅拌5h,用150mL乙酸乙酯萃取3次,合并上述有机层,加入无水硫酸镁干燥。过滤,浓缩得到(S或R)-叔丁基亚磺酰胺粗品18.1g,收率96%。加入正己烷40mL打浆过滤得到(S或R)-叔丁基亚磺酰胺纯品。GC>99%,熔点为97~99℃,有机化合物的结构测定:1H NMR,13C NMR和IR与标准谱图一致。
Claims (5)
1.一种使用硅烷为保护试剂合成叔丁基亚磺酰胺的工艺方法,其特征是:具体步骤为:
a)N-叔丁基二甲基硅-氨基锂的合成:以叔丁基二甲基氯硅烷为起始原料,以正戊烷为溶剂,在-40℃~-15℃条件下与液氨作用,生成叔丁基二甲基氨基硅烷,经分离纯化后,在四氢呋喃溶剂中,控制温度-40℃~-15℃条件下加入正丁基锂,合成N-叔丁基二甲基硅-氨基锂;
b)(S或R)-N-叔丁基二甲基硅-叔丁基亚磺酰胺的合成:在-40℃~-15℃温度条件下将(S或R)-叔丁基亚磺酸硫代叔丁酯加入到a)步的N-叔丁基二甲基硅-氨基锂的四氢呋喃溶液中,加入完毕保温搅拌反应0.5~1小时,然后加入氯化铵淬灭过量的锂试剂,分离纯化得到(S或R)-N-叔丁基二甲基硅-叔丁基亚磺酰胺;
c)(S或R)-叔丁基亚磺酰胺的合成:将b)步的(S或R)-N-叔丁基二甲基硅-叔丁基亚磺酰胺加入到稀酸水溶液中,室温下搅拌5~8小时,分离纯化后得到叔丁基亚磺酰胺。
2.根据权利要求1所述的一种使用硅烷为保护试剂合成叔丁基亚磺酰胺的工艺方法,其特征是:a)N-叔丁基二甲基硅-氨基锂的合成中,叔丁基二甲基氨基硅烷与正丁基锂按摩尔比1.2~1.4∶1。
3.根据权利要求1所述的一种使用硅烷为保护试剂合成叔丁基亚磺酰胺的工艺方法,其特征是:b)(S或R)-N-叔丁基二甲基硅-叔丁基亚磺酰胺的合成中,N-叔丁基二甲基硅-氨基锂与(S或R)-叔丁基亚磺酸硫代叔丁酯摩尔比1∶0.3~0.5。
4.根据权利要求1所述的一种使用硅烷为保护试剂合成叔丁基亚磺酰胺的工艺方法,其特征是:c)(S或R)-叔丁基亚磺酰胺的合成中,所用的稀酸为盐酸,pH值为3-5。
5.根据权利要求1所述的一种使用硅烷为保护试剂合成叔丁基亚磺酰胺的工艺方法,其特征是:整个反应在惰性气体保护下进行反应。
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