[發明專利]一種1,4,7-三氮環壬烷的合成方法

在審

• 申請號: 202110659977.4
• 申請日: 2021-06-15
• 公開（公告）號: CN113321624A
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 張燕;鄒從偉;李付;李靚;牛偉
• 申請（專利權）人: 儀征市海帆化工有限公司
• 主分類號: C07D255/02
• 分類號: C07D255/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提出一種1,4,7?三氮環壬烷的合成方法。本發明以N,N’?二(2?氯乙基)乙二胺鹽酸鹽與乙二胺在低溫下進行縮合閉環反應得到1,4,7?三氮環壬烷；本發明反應溫度選擇為零下50℃到零下30℃之間，N,N’?二(2?氯乙基)乙二胺鹽酸鹽和乙二胺的摩爾比為1/(0.95?1)。采用對二甲氨基吡啶(DMAP)為縛酸劑，DMAP與N,N’?二(2?氯乙基)乙二胺鹽酸鹽的摩爾比為(3.9?4.1)/1。選擇四氯化碳作為反應溶劑，四氯化碳和N,N’?二(2?氯乙基)乙二胺鹽酸鹽的質量比為2/1。本發明工藝可以有效避免其它副反應發生，反應的收率最高可達78%以上，產品純度可達94%以上。

技術領域

本發明提出1,4,7-三氮環壬烷的合成方法。

背景技術

1,4,7-三氮環壬烷是重要的配位化合物中間體，其本身就是一個應用廣泛的有機中間體和配體。重要合成中間體。目前還沒有公開文獻報道這類化合物及其合成方法。

1,4,7-三氮環壬烷的分子結構式為：

1,4,7-三氮環壬烷目前公開報道的合成方法有很多，根據路線的原理，基本歸納為兩種方法。第一種方法是先制得N-保護(對甲苯磺酰基(Ts)或甲基磺酰基(Ms)或芐基(Bn))的1,4,7-三氮環壬烷再在硫酸中高溫脫保護、中和得到產物。以PCT專利WO86/02352所述5步反應為代表，合成路線如下：

第二種方法是由二乙烯三胺經內保護，再與鹵乙烷關環后脫保護制得。以美國專利US5587451的三步反應為代表，合成路線如下：

第一種方法步驟長，最后脫保護需要在大量的濃硫酸中高溫長時間進行，反應生成大量的高濃度廢硫酸，而廢硫酸中含有脫下來的對甲苯磺酸等雜質，無法套用，污染嚴重。雖然每步反應的轉化率都可達80%以上，但總收率低，且原子利用率極低，生產效率低下。

第二種方法步驟短，但所用試劑DMF-DMA昂貴，且三步摩爾收率非常低。US5587451在整個說明書中沒有提及合成到1,4,7-三氮環壬烷的機理及說明，僅在實例8中給出簡述說可以得到目標產物。申請人重復多次，最高僅以3%的摩爾收率得到產品。生產成本極高。

發明內容

本發明的目的是提供一種1,4,7-三氮環壬烷的合成方法。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的，一種1,4,7-三氮環壬烷的合成方法，

其分子結構式如下:

其特征在于，所述合成方法分為一步反應：

N,N’-二(2-氯乙基)乙二胺鹽酸鹽與乙二胺進行縮合閉環反應得到產物，即1,4,7-三氮環壬烷；

所述合成方法的化學反應式如下：

上述反應式為Sn2反應機理，但當原料N,N’-二(2-氯乙基)乙二胺鹽酸鹽和乙二胺發生酸堿中和后游離出N,N’-二(2-氯乙基)乙二胺后，N,N’-二(2-氯乙基)乙二胺非常不穩定，會發生多種復雜的分子內取代關環、分子內消除、消除后雙鍵又和乙二胺加成、自身結構分解等副反應。故反應溫度越低，越有利于N,N’-二(2-氯乙基)乙二胺自身結構的穩定。本發明反應溫度選擇為零下50℃到零下30℃之間。