15-冠醚-5的分子式为C10H20O5,分子量为220.27,无色透明粘稠液体,易吸潮;可与水互溶,溶于乙醇、苯、氯仿、二氯甲烷等有机溶剂;对钠离子选择络合力强,是一种高效相转移催化剂,络合剂。
相转移催化剂的应用是近二十多年来发展的新技术,因其克服了非均相有机合成中需要极性非质子溶剂的缺点,并可以使非均相反应在比较温和的条件下进行,加快反应速率及提高产率,因而对有机合成的发展起到了很大的推动作用。
本发明的目的在于提供15-冠醚-5的制备方法,本发明的工艺具有操作安全、成本低、三废少和产率高的优点,而且反应中得到的前馏分可反复使用。
本发明通过以下技术方案实现,一种15-冠醚-5的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一,按真空系统操作步骤开、关各相关阀门及按钮,把三甘醇和二氧六环抽入不锈钢反应釜中,搅拌5分钟使混合均匀;
步骤二,把二氯乙醚和二氧六环抽入高位槽中,抽完后先关闭真空系统,再打开各个相关阀门,使整个反应体系变为回流装置,并将抽料口关闭;
步骤三,停止搅拌所述步骤一中的三甘醇和二氧六环,打开人孔盖,把氢氧化钠缓慢地加入不锈钢反应釜中,加完后盖紧人孔盖;
步骤四,开启搅拌,约5分钟后,待整个反应体系温度恒定后,再缓慢加汽至40℃~60℃,并保持15分钟;
步骤五,打开各个相关阀门,把高位槽内的二氯乙醚和二氧六环的混合液按照先快后慢的方式滴加入不锈钢反应釜中,同时控制釜内温度低于60℃;
步骤六,自滴加完步骤五中所述的二氯乙醚和二氧六环混合液开始计时,保持温度在60℃~90℃,反应20~24小时;
步骤七,反应结束,先停止加热,再开冷却水,降至室温后进行离心操作,得到滤液;
步骤八,开启真空系统,再打开各个相关阀门,把步骤七中得到的滤液抽入不锈钢反应釜内,再关闭真空系统,打开各个相关阀门,使体系呈蒸馏系统,进行常压蒸馏,至不锈钢反应釜内温度为100℃~120℃时,停止加热,得蒸馏底物;
步骤九,将步骤八中得到的蒸馏底物转移至不锈钢蒸馏釜,开启油炉系统进行加热和减压精馏,回流比8~12:1;蒸至釜内130℃~150℃,釜出口90℃~110℃,得到的馏分为前馏分,此时更换接收罐,前馏分留作他用;继续蒸至釜内200℃~220℃,釜出口170℃~190℃,关闭油炉系统,得到产品馏分。
步骤十,检测步骤九中得到的产品,合格后包装入库;若不合格,重复步骤九,直至产品检测合格。
本发明的化学反应原理是:
C6H14O4+C4H8Cl2O+2NaOH→C10H20O5+2NaCl+2H2O
本发明具有的有益效果是:与现有技术相比,本发明工艺操作安全、成本低、三废少和产率高的优点,而且反应中得到的前馏分可重新利用。
氰基硼氢化钠是一种温和的还原剂,广泛应用于醛、酮、肟、烯胺类的还原反应,以及β-内酰胺还原成β-氨基酸氨的甲基化。
氰基硼氢化钠的制备方法如下:
(1) 在0℃下,将16g硼氢化钠(0.4mol)和300ml四氢呋喃加入反应瓶中。
(2) 缓慢搅拌30分钟后,加入22g氢化钠(0.9mol)、2.2g 15-冠醚-5和53g三氟化硼乙醚溶液(0.375mol)。
(3) 将混合物回流搅拌8小时后,冷却至20℃,过滤并用四氢呋喃重结晶,得到19.9g氰基硼氢化钠,收率为91%。
氰基硼氢化钠的应用包括:
CN201310309028.9提供了一种瑞替加滨中间体的制备方法,其中使用氰基硼氢化钠作为还原剂。该方法无需使用有毒溶剂和昂贵的催化剂,经济环保、成本较低,且产率可达90%以上。
CN201310656241.7报道了一种米格列醇中间体的制备方法,其中使用氰基硼氢化钠进行双还原胺化反应。该方法省去了对映异构体混合物的分离纯化步骤以及损失,反应时间短,收率高。
[1] [中国发明] CN201810649467.7 一种氰基硼氢化钠的合成方法
[2] CN201310309028.9瑞替加滨中间体的制备方法和瑞替加滨的制备方法
[3] CN201310656241.7一种米格列醇中间体的制备方法
冠醚具有与正离子(尤其是碱金属离子)络合的能力,且与不同大小的环形结构形成不同的金属离子络合物。
18-冠醚-6,又称为王冠醚,是一种大环醚类有机化合物,广泛应用于精细有机合成的高效相转移催化剂、络合剂,以及贵金属和稀土元素的分离提取用萃取剂、电子工业离子导电材料和液晶显示元件制作材料。在18-冠醚-6产品中,99%用于医药领域,70%用于电镀行业。
18-冠醚-6的上游原材料包括有机碱、球蛋白、生物化学、碱金属、氰化钾、15-冠醚-5等,下游产物包括环氧十二烷、头孢泊肟酯、二甲基二茂铁、N,N-二甲基乙二胺、3-苯氧基苯乙腈、2-氨基-4,6-二氟嘧啶、1,3-噻唑烷-2-酮等化工产品。
目前对18-冠醚-6的研究较少,尤其是制备方法的研究更为稀少。目前采用的技术方案主要是在四氢呋喃和二氯甲烷溶剂中,以三甘醇、二氯代三甘醇和氢氧化钾为反应物进行制备。然而,该方法的产率较低,且所得的18-冠醚-6纯度不高,有待进一步提高。
有分析人士指出,作为一种精细化工品,18-冠醚-6能够生产多种化工产品,需求广泛,尤其在电子工业、贵金属和稀土元素分离等领域正处于快速发展阶段。因此,对于18-冠醚-6的市场需求较高,目前市场呈现稳定增长趋势。然而,在生产方面,我国的18-冠醚-6生产厂家众多,但技术仍然落后,产品质量较差,难以与外企竞争。