[发明专利]1,4-双(对甲苯磺酰基)-7-苯甲酰基三氮环壬烷的合成方法

说明书

本发明公开了1,4‑双(对甲苯磺酰基)‑7‑苯甲酰基三氮环壬烷的合成方法：以N‑苯甲酰基‑O,O‑对甲苯磺酰基‑二乙醇胺和N,N’‑二（对甲苯磺酰基）乙二胺为底物，用无水碳酸钾或无水碳酸钠为缚酸剂，在甲苯或二甲苯和水的两相溶剂中经两相反应得到1,4‑双(对甲苯磺酰基)‑7‑苯甲酰基三氮环壬烷。N‑苯甲酰基‑O,O‑对甲苯磺酰基‑二乙醇胺和N,N’‑二（对甲苯磺酰基）乙二胺的摩尔比为1:(1‑1.05)，缚酸剂和N‑苯甲酰基‑O,O‑对甲苯磺酰基‑二乙醇胺的摩尔比为(3‑5):1，反应温度为90‑100℃之间，反应时间为5‑20小时。反应收率最高可达85%以上，反应产物无需精制就可以到达96%以上，完全满足各种有机配体的合成要求。本发明工所述工艺提高了工艺过程的本质安全，降低了生产、管理成本，具有反应条件温和、生产成本低的优势。

技术领域

本发明涉及1,4-双(对甲苯磺酰基)-7-苯甲酰基三氮环壬烷的合成方法。

背景技术

1,4-双(对甲苯磺酰基)-7-苯甲酰基三氮环壬烷，分子结构式为：

1,4-双(对甲苯磺酰基)-7-苯甲酰基三氮环壬烷，是重要的有机配体中间体。它的分子结构中带有两个对甲苯磺酰基、一个苯甲酰基，而这两个保护基团的脱保护条件完全不同，故可以用它合成出三氮环壬烷上三个N原子连有不同取代基团的有机配体化合物。

目前1,4-双(对甲苯磺酰基)-7-苯甲酰基三氮环壬烷公开报道的合成方法是先以传统方法合成1,4,7-三(对甲苯磺酰基)三氮环壬烷，再在溴化氢或丙酸条件下脱掉一个对甲苯磺酰基得到1,4-双(对甲苯磺酰基)三氮环壬烷，再和苯甲酰氯缩合得到产物。合成路线如下：

上述工艺在脱保护过程中，当采用氢溴酸时，需要采用大量的冰醋酸和苯酚为催化剂，德布勒森大学的研究（SYNTHETIC COMMUNICATIONS, 31(20), 3141–3144 (2001)）表明只有30%的转化率；当采用丙酸时，需要加入丙酸酐和浓硫酸为催化剂，PCT专利（WO2012/003712A1）公开以78%的收率得到纯度为90%的1,4-双(对甲苯磺酰基)三氮环壬烷，实际收率为70%。两个方法都存在需要大量的无机酸和有机酸，造成大量的废酸；反应收率低，生产效率低，不适合应用到工业化生产。

发明内容

本发明的目的是提供一种1,4-双(对甲苯磺酰基)-7-苯甲酰基三氮环壬烷的合成方法，该方法采用的N-苯甲酰基-O,O-对甲苯磺酰基-二乙醇胺和N,N’-二（对甲苯磺酰基）乙二胺为原料，经一步关环缩合得到1,4-双(对甲苯磺酰基)-7-苯甲酰基三氮环壬烷。

本发明路线具有反应条件温和、收率高、不用到有机酸和无机酸的优势、产生污染物少、收率高、生产效率大幅提高的优势。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的，一种1,4-双(对甲苯磺酰基)-7-苯甲酰基三氮环壬烷的合成方法，该化合物分子结构式为：

所述合成方法是以N-苯甲酰基-O,O-对甲苯磺酰基-二乙醇胺和N,N’-二（对甲苯磺酰基）乙二胺为底物，用无水碳酸钾或无水碳酸钠为缚酸剂，在甲苯或二甲苯和水的两相溶剂中经两相反应得到1,4-双(对甲苯磺酰基)-7-苯甲酰基三氮环壬烷。N-苯甲酰基-O,O-对甲苯磺酰基-二乙醇胺和N,N’-二（对甲苯磺酰基）乙二胺的摩尔比为1:(1-1.05)，缚酸剂和N-苯甲酰基-O,O-对甲苯磺酰基-二乙醇胺的摩尔比为(3-5):1，反应温度为90-100℃之间，反应时间为5-20小时。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明避免使用大量无机酸及有机酸，本质上安全、环保等问题得到有效保证；反应收率最高可达85%以上，反应产物无需精制就可以到达96%以上，完全满足各种有机配体的合成要求；生产成本低、工艺过程控制简单，避免了使用多种原料造成的各种副反应，使得原子利率得到提高。综上所述，本发明工所述工艺提高了工艺过程的本质安全，在工艺上大幅减少了污染因子的种类和数量，代表了清洁生产工艺的趋势。