[发明专利]N-单取代哌嗪-2,3-二酮的合成方法

权利要求书

1.N-单取代哌嗪-2,3-二酮的合成方法，是以乙二胺为起始原料，与环合试剂经环合反应制得中间产物哌嗪-2,3-二酮；中间产物哌嗪-2,3-二酮再与取代试剂经取代反应制得目标产物N-单取代哌嗪-2,3-二酮，其中，第一步所得中间产物哌嗪-2,3-二酮分离后或不用分离直接进行第二步取代反应。

2.根据权利要求1所述的N-单取代哌嗪-2,3-二酮的合成方法，其特征是按以下步骤进行：

1）将反应物乙二胺、环合试剂分别用适当的溶媒稀释成反应物稀释液待用，其中，所述的环合试剂包括但不限于草酸、草酰二卤、草酰二胺、草酸二烷基酯，所述的溶媒包括但不限于水、二氧六环、四氢呋喃、二甲基亚砜、二氯甲烷、氯仿、异丙醚、甲苯或低级脂肪醇，反应物乙二胺、环合试剂与溶媒的质量体积比均为1︰2～20；

2）按照反应物乙二胺与环合试剂的摩尔比为1︰0.8～1.5的比例，将上述两种反应物稀释液混合，混合温度-20℃～60℃，混合方式为将乙二胺稀释液滴入到环合试剂稀释液中，或者将乙二胺稀释液与环合试剂稀释液同时滴入到一个反应容器中；

3）控制反应温度为5℃～120℃，反应3h～15h，得到含有中间产物哌嗪-2,3-二酮的反应液；

4）直接使用上述含有中间产物哌嗪-2,3-二酮的反应液作为取代反应的反应物溶液，或者蒸馏除去上述含有中间产物哌嗪-2,3-二酮的反应液中的大部分溶媒后，析出哌嗪-2,3-二酮白色晶体，洗涤，干燥，再溶解在适当的溶媒中作为取代反应的反应物溶液，其中，所述的溶媒包括但不限于水、二氧六环、四氢呋喃、醋酸乙酯、二氯甲烷、氯仿、二甲基亚砜、甲苯、异丙醚或低级脂肪醇，且中间产物哌嗪-2,3-二酮与溶媒的质量体积比为1︰2～15；

5）在取代反应的反应物溶液中加入保护剂和取代试剂，所述的保护剂包括但不限于卤化氢气体、氢卤酸、硫酸、磷酸、甲酸、乙酸或甲磺酸，哌嗪-2,3-二酮与保护剂的摩尔比为1︰1；所述的取代试剂包括但不限于卤代化合物、固体光气、硝酸、亚硝酸盐、甲醛-甲酸或双氧水，哌嗪-2,3-二酮与取代试剂的摩尔比为1︰0.5～1.5；

6）控制反应温度为-20℃～120℃，反应2h～10h；

7）反应完成后，蒸馏除去大部分溶媒，降温，调节体系的pH值到7.5～8.0，过滤除去固体不溶物，滤液浓缩，降温析出晶体，过滤，洗涤，干燥，得到目标产物N-单取代哌嗪-2,3-二酮。

3.根据权利要求2所述的N-单取代哌嗪-2,3-二酮的合成方法，其特征是所述的环合试剂是草酸二烷基酯。

4.根据权利要求3所述的N-单取代哌嗪-2,3-二酮的合成方法，其特征是所述的环合试剂是草酸二甲酯或草酸二乙酯。

5.根据权利要求2所述的N-单取代哌嗪-2,3-二酮的合成方法，其特征是反应物乙二胺、环合试剂与溶媒的质量体积比均为1︰4～10。

6.根据权利要求2所述的N-单取代哌嗪-2,3-二酮的合成方法，其特征是反应物乙二胺与环合试剂的摩尔比为1︰1～1.2。

7.根据权利要求2所述的N-单取代哌嗪-2,3-二酮的合成方法，其特征是当环合反应与取代反应使用相同的溶媒时，不分离中间产物哌嗪-2,3-二酮，直接使用含有中间产物哌嗪-2,3-二酮的反应液进行取代反应。

8.根据权利要求2所述的N-单取代哌嗪-2,3-二酮的合成方法，其特征是所述的保护剂为卤化氢气体或氢卤酸。

9.根据权利要求2所述的N-单取代哌嗪-2,3-二酮的合成方法，其特征是哌嗪-2,3-二酮与取代试剂的摩尔比为1︰0.8～1.1。