[发明专利]一种制备叔丁基异氰的工艺方法

说明书

本发明公开了一种制备叔丁基异氰的工艺方法，包括以下步骤：以叔丁胺为原料，与原甲酸酯类化合物，在碱和催化剂作用下反应，得到叔丁基异氰。其原料便宜易得，工艺环保安全性高，收率高，产品纯度高。

技术领域

本发明涉及了医药中间体制备领域，具体的是一种制备叔丁基异氰的工艺方法。

背景技术

异腈是指烃基R与异氰基NC的氮原子相连接的一类化合物，其结构通式为R—N≡C：，是腈的同分异构体。从异氰的结构式R—N≡C：可以看出，异氰的端基碳与常规的有机碳原子有很大的差异，常规的有机碳原子的四个电子都参与成键，而异氰上的碳只有两个电子参与成键，还有两个电子以孤对电子的形式存在而未参与成键，这一特殊的结构使异氰在有机合成，特别是药物合成和功能材料合成上具有广泛应用。

叔丁基异氰(tert-Butyl isocyanide，CAS:7188-38-7)是异氰类化合物中应用的非常广泛的一类。叔丁基异氰酸酯被广泛应用于合成香豆素类、4H-色烯类和异恶唑啉类药物。另外，叔丁基异氰还可以与锗等金属形成络合物，并插入金属-碳键中，用于合成亚氨基酰基类药物和功能材料。

目前大量制备叔丁基异氰的方法，主要有如下两条合成路线：

(一)采用霍夫曼异腈合成反应，以叔丁胺和氯仿为原料在碱性条件下反应得到叔丁基异氰(Synthesis,48(1),85-96；2016)。该方法有三个非常明显的缺点：第一，该路线的关键原料氯仿对光敏感，遇光照会与空气中的氧作用，逐渐分解而生成剧毒的光气(碳酰氯)和氯化氢，对操作人员的身体健康会造成较大危害，操作安全性比较差，不符合绿色环保可持续发展的要求；第二，氯仿属于管制品，采购非常困难；第三，该反应采用沸点只有40℃极易挥发的二氯甲烷作为溶剂，会造成操作环境中的VOC严重超标，不符合绿色环保可持续发展的要求。上述三个缺点严重限制了该工艺的进一步应用，也使得该产品的公斤级和十公斤放大变得比较困难。

(二)采用两步合成法，以叔丁胺为起始原料，先与甲酸或甲酸酯反应生成N-叔丁基甲酰胺，再用三氯氧磷等脱水剂进行脱水得到叔丁基异氰(Chemical Communications,51(91), 16312-16315；2015)。该方法也有三个非常明显的缺点：第一，反应步骤比较长，需要2 步反应，操作比较繁琐，导致合成成本较高；第二，三氯氧磷等脱水剂的反应活性都非常高，危险性非常大，一旦操作不当，将对操作人员的身心健康造成严重危害，不符合绿色环保可持续发展的要求；第三，三氯氧磷等脱水剂反应完成之后都需要用大量水进行淬灭，会产生大量的酸性废水，后处理成本很高。上述三个缺点严重限制了该工艺的进一步应用，也使得该产品的公斤级和十公斤放大变得比较困难。

为了解决叔丁基异氰现有工艺路线中所存在的上述问题，寻找一种路线设计合理，操作简单，绿色环保，对操作人员友好的叔丁基异氰合成方法具有非常重要的意义。

发明内容

为了克服现有技术中的缺陷，本发明实施例提供了一种制备叔丁基异氰的工艺方法，其原料便宜易得，工艺环保安全性高，收率高，产品纯度高。

为实现上述目的，本申请实施例公开了一种制备叔丁基异氰的工艺方法，包括以下步骤：以叔丁胺为原料，与原甲酸酯类化合物，在碱和催化剂作用下反应，得到叔丁基异氰。

优选的，所述原甲酸酯类化合物是以下物质中的一种或者多种：原甲酸三甲酯、原甲酸三乙酯、原甲酸三丙酯、原甲酸三异丙酯、原甲酸三丁酯、原甲酸三异丁酯。

优选的，所述碱是以下物质中的一种或者多种：DBU、三乙烯二胺、4-二甲氨基吡啶、三乙胺、吡啶。

优选的，所述催化剂是以下物质中的一种或者多种：碘化钠、碘化钾、四丁基碘化铵、苄基三乙基碘化铵、苄基三甲基碘化铵、溴化钠、溴化钾、四丁基溴化铵、苄基三甲基溴化铵、苄基三乙基溴化铵。