[发明专利]一种N,N-二甲氨基丙烯酸乙酯的合成方法

说明书

本发明涉及精细化工中间体合成技术领域，具体涉及一种N,N‑二甲氨基丙烯酸乙酯的合成方法。该方法包括：以乙酸乙酯、一氧化碳与二甲胺为起始原料，在固体碱催化剂的作用下反应生成目标产物N,N‑二甲氨基丙烯酸乙酯；所述固体碱催化剂优选为负载型固体碱催化剂。本发明解决了现有技术中原料来源困难、价格昂贵、工艺条件苛刻、三废量大、产率低、成本高、不适于工业生产等问题；原料来源便捷，成本低，反应条件友好，副产物大大降低，其总收率高，原料利用率高，生产成本低且纯度高，适合大规模工业化连续生产。

技术领域

本发明涉及精细化工中间体合成技术领域，具体涉及一种N,N-二甲氨基丙烯酸乙酯的合成方法。

技术背景

N,N-二甲氨基丙烯酸乙酯，是一种重要的有机中间体，英文名称为Ethyl N,N-dimethylaminoacrylate，CAS号码为924-99-2，分子式为C7H13NO2，结构式为：

其分子中有聚合性的乙烯基和活性的叔氨基，可用于生产阳离子型高分子絮凝剂、塑料、涂料、粘合剂和日用化学品等。

N,N-二甲氨基丙烯酸乙酯更是合成沙星类，即喹诺酮类药物的重要原料。喹诺酮类药物是目前临床使用最为广泛的抗感染药，由于其具有抗菌谱广、抗菌活性强、给药方便、不良反应小、与其它抗生素无交叉耐药性等优点而成为临床联合用药的首选，也是第一大类抗菌药。合成喹诺酮类药物的方法目前文献或专利公布的有很多，而采用N,N-二甲氨基丙烯酸乙酯合成喹诺酮主环化合物的新工艺路线短，降低了原料消耗，提高了原子经济性，减少了三废排放，反应总收率显著提高，反应条件温和，反应后处理简单，具有良好的工业化前景。

据文献报道，其合成方法主要有亚胺络合法、一氧化碳高压合成法以及羟醛缩合法等。

亚胺络合法先由硫酸二甲酯与N,N-二甲基甲酰胺(DMF)制得亚胺络合物2，其经与二甲胺反应生成二甲胺取代的亚胺络合物3，再与叔丁醇钾反应得Bredereck’s(布雷德奈克)试剂4，最后与乙酸乙酯置换，最终得到N，N-二甲氨基丙烯酸乙酯1，反应方程式如下：

该工艺的收率尚可，最后一步反应基本上可以定量进行，但因路线过长，原子经济性较差，原料成本高，而且用到了有毒试剂硫酸二甲酯，操作不便，不适于药物中间体大工业生产。

一氧化碳高压合成法是以一氧化碳(CO)作为羰基的来源，在高压釜中与乙酸乙酯反应生成甲酰基乙酸乙酯的钠盐5，再与二甲胺盐酸盐反应制得最终化合物N,N-二甲氨基丙烯酸乙酯1(如下列反应方程式所示)；该方法使用了CO气体，需要在高压环境中进行反应，反应要求较高，操作和控制较困难：

羟醛缩合法由甲酸乙酯与乙酸乙酯在金属钠或氢化钠存在下，经羟醛缩合生成甲酰基乙酸乙酯的钠盐5，再与二甲胺盐酸盐反应制得最终化合物N,N-二甲氨基丙烯酸乙酯1，该方法使用了金属钠或氢化钠，遇水产生氢气极易爆炸；反应方程式如下所示：

上述三种方法中，其中一氧化碳高压合成法和羟醛缩合法的最后一步均采用甲酰基乙酸乙酯钠盐与二甲胺盐酸盐反应制得N,N-二甲氨基丙烯酸乙酯。该步骤在以下文献或专利中有公开：文献(Annales de Chimie,10th series,Vol,18(1932)107)方法采用乙醇作溶剂，收率低，反应时间较长；专利DE3531067(公开日期：1989年8月17号)方法采用在水溶液中反应，在水的介质中，特别是在弱酸性条件下，甲酰基乙酸乙酯钠盐很容易分解，实际参与反应的很少。以上两种方法所需要的产物均难以从反应体系中分离出来，损失较严重。专利US5030747(专利名称：氨基丙烯酸酯，公开日期：1991年7月9日)采用非质子性溶剂作为反应介质，理论上改善了上述不足，但实际上该反应是一种竞争反应，反应产生一分子产物的同时也会产生一分子水，所产生的水会使甲酰基乙酸乙酯钠盐分解，将阻止反应的进一步进行。