[发明专利]一种2,8-二氮杂二环[4,3,0]壬烷的制备方法

说明书

本发明提供了一种2,8‑二氮杂二环[4,3,0]壬烷的制备方法，可广泛应用于有机合成技术领域，其解决了现有制备方法不合理，存在原料价格昂贵、操作复杂、成本高、三废产量大、收率低、不适合工业化生产的技术问题，本发明的2,8‑二氮杂二环[4,3,0]壬烷的制备方法，是向反应容器内，分别投加四氢呋喃和吡啶‑2,3‑二甲腈，搅拌形成混合料液，再向所述混合料液中加入钌碳催化剂，持续通入氢气，在反应温度为90‑120℃，压力为4‑6Mpa的条件下，发生催化加氢反应，后减压蒸馏得到2,8‑二氮杂二环[4,3,0]壬烷。

技术领域

本申请属于有机合成技术领域，更具体地说，是涉及一种2,8-二氮杂二环[4,3,0]壬烷的制备方法。

背景技术

2,8-二氮杂二环[4,3,0]壬烷的合成，一般用喹啉酸为原料，脱水后，与苄胺发生加成反应，然后再经历脱水，吡啶环加氢，羰基还原，脱苄等一系列反应后，生成产物。此工艺路线，路线较长，且在羰基还原步骤中，使用性质活泼，价格昂贵的四氢铝锂，会导致本工艺的成本提升，同时有一定的安全性问题。有文献提出，用易操作的硼氢化钠/氯化锌体系、硼烷体系，替代易燃易爆且价格昂贵的氢化铝锂，或者用价格较便宜的酒石酸替代价格较贵的扁桃酸完成拆分等等，但总体路线过长，收率不高，且在此过程中，产生了较难处理的三废，环保压力大。

在专利US5770597A中，使用吡啶二羧酸为原料的工艺路线，进行酯化、羰基还原、氯代、对甲苯磺酰胺环合、溴化，加氢等方式，同样可以得到2,8-二氮杂二环[4,3,0]壬烷，但使用溴等难处理物质，环境不友好，同时也存在路线过长，所用试剂种类多的问题。在专利CN101830898A中，使用2,3-吡啶二羧酸酯化，还原，然后进行双烷基磺酰酯化，氨气关环，还原得到2,8-二氮杂二环[4,3,0]壬烷，也没有避开使用硼氢化钠等昂贵的还原剂。

在专利CN107286155A中，使用呋喃并[3,4-b]吡啶-5，7-二酮为原料，经过内酰胺化、羰基还原等步骤，可以合成出2,8-二氮杂二环[4,3,0]壬烷的类似结构，但并没有绕开酰胺的还原步骤，使用四氢铝锂进行还原，先进性不足。

在专利CN104262225A中，使用酶法合成出2,8-二氮杂二环[4,3,0]壬烷，但其合成路线长，且使用了昂贵的原料试剂，成本较高，而且在酶法合成中，使用大量的水，水的利用率较低。

在专利US20080221329A1中，同样可以合成制备出2,8-二氮杂二环[4,3,0]壬烷，但原料2，3-二甲基吡啶不易得，且反应的活性不高，限制其在工业化中的应用。

在文献“（S,S）-2,8-二氮杂双环[4.3.0]壬烷新路线设计及关键中间体的合成”（晋继增，重庆医科大学，2013年5月，第10-11页）中，以廉价的L-天门冬氨酸为原料，经过6步反应成功合成出2,8-二氮杂二环[4,3,0]壬烷结构，反应条件温和，操作简单，路线具有首创性，提供了新的合成思路，但收率不足，目前还不具备工业化生产条件。

发明内容

本发明就是为了解决上述背景技术的不足，提供了一种全新的合成路线，原料廉价易得、安全性高，成本低，反应条件温和，产物总收率显著提高、较高的经济效益、三废量显著降低的2,8-二氮杂二环[4,3,0]壬烷的制备方法。

为此，本发明提供了一种2,8-二氮杂二环[4,3,0]壬烷的制备方法，反应式为：

优选的，具体包括如下步骤：

向反应容器内，分别投加四氢呋喃和吡啶-2,3-二甲腈，搅拌形成混合料液，再向所述混合料液中加入催化剂钌碳，持续通入氢气，在反应温度为90-120℃，压力为4-6Mpa的条件下，发生催化加氢反应，后减压蒸馏得到2,8-二氮杂二环[4,3,0]壬烷。

优选的，催化剂钌碳占吡啶-2,3-二甲腈质量的5%-10%。