一种炔基硅烷类衍生物的合成方法 ( 一 ) 技术领域 :
本发明涉及一种重要的医药中间体的合成方法, 特别是一种炔基硅烷类衍生物的 合成方法。 ( 二 ) 背景技术 :
炔基硅烷类衍生物 () 是一种重要的医药中间体, 其中当 R1, R2 均为烷基基团时, 亦是重要的具硅基础化工原料, 也是重要的炔基化试剂, 在各种单炔, 多炔 烃的制备中是必不可少的合成基元。在杂环化学, 碳 - 碳偶联, 药物合成, 催化化学和材料 工业中有很多应用。
现阶段制备炔基硅烷类衍生物的方法主要有以下几种 : 1、 以卤素取代的硅烷和炔为反应原料, 正丁基锂为催化剂制备炔基硅烷类衍生 物, 此种制备方法虽产率还好, 但是反应条件苛刻, 成本高, 大规模工业化生产时危险性 高;
2、 以卤素取代的硅烷和炔的金属衍生物如炔基钠, 炔基锂为原料制备炔基硅烷类 衍生物, 此种方法原料昂贵, 不适合大规模的工业化生产 ;
3、 以卤素或氮取代的硅烷和炔为反应原料, 在锌盐的催化下制备炔基硅烷衍生 物, 此种制备方法产率较低, 不适合, 工业化生产 ;
4、 以卤素取代的硅烷, 格氏试剂和炔经多步反应制备炔基硅烷类衍生物, 但只限 于少数实验室生产阶段, 且未见大规模的工业化生产。
以上已经报道的炔基硅烷类衍生物的合成方法因为反应条件苛刻, 原料昂贵或产 率低等原因, 不适合规模化生产。因此, 为解决现有技术中存在的难题, 急待找到一条切实 可行的工业化生产的合成路线。
( 三 ) 发明内容 :
本发明的目的在于提供一种炔基硅烷类衍生物的合成方法, 此方法的优势在于采 用格氏反应进行, 成本低廉, 工艺简单, 安全, 已经成功放大到吨位进行大规模生产, 且已经 应用于多个医药中间体的制备使用, 使用效果反馈良好。
本发明所述的一种炔基硅烷类衍生物是指 本发明采用的技术方案如下 : 一种炔基硅烷类衍生物的合成方法, 采用的原料是 炔烃 和三烷基氯硅烷 其中 R1 为 -H, C1 ~ C2 的烷基 ;正氯丁烷R2 为 C1 ~ C4 的烷基, 其特征在于具体制备步骤如下 :
(1) 制备正丁基镁格氏试剂 : 向反应釜中先加入醚类溶剂, 后向体系中加入镁粉,体系升温至 20 ~ 70℃时, 向体系中滴加正氯丁烷滴加过程中控温 20 ~ 70℃ ;滴毕, 于 20 ~ 70℃下保温反应 1 ~ 5h ;
醚类溶剂与正氯丁烷 的 用 量 比 为 2 ~ 8ml/1g ; 镁粉与正氯丁烷 的摩尔比为 1.0 ~ 1.5 ∶ 1 ;
(2) 制备炔类格氏试剂 : 向预先配制的饱和的炔烃 的醚类溶液中滴加步骤 (1) 制备的正丁基镁格氏试剂, 滴毕, 控温 -20 ~ 0℃, 继续通炔烃 气体 3h ;
其中 R1 为 -H, C1 ~ C2 的烷基 ; 炔烃 气体与正氯丁烷 的摩尔比 为: 1.5 ~ 5.0 ∶ 1 ;
(3) 制备炔基硅烷衍生物 : 向步骤 (2) 制备的炔类格氏试剂中滴加三烷基氯硅烷 滴毕, 保温 0 ~ 40℃, 继续搅拌 1h ~ 5h ; 控温 0 ~ 40℃, 向体系中滴入配制好的 1%~ 40%稀酸溶液终止反应, 直至体系 pH = 6 ~ 7 ;
其中 R2 为 C1 ~ C4 的烷基 ; 三烷基氯硅烷与正氯丁烷的摩尔比为 0.7 ~ 1.5 ∶ 1 ; (4) 后处理 : 分液洗涤, 有机相进行干燥、 过滤、 精馏 ;
(5) 制得产品 : 得到炔基硅烷类衍生物的纯品。
上述所说的步骤 (1) 中醚类溶剂为四氢呋喃、 2- 甲基四氢呋喃或甲基叔丁基醚 ; 所说的步骤 (3) 中稀酸为盐酸、 硫酸、 柠檬酸、 乙酸或氯化铵。
上述所说的步骤 (1) 中醚类溶剂与正氯丁烷 的用量比优选为 2 ~ 7ml/1g ; 镁粉与正氯丁烷 的摩尔比优选为 1.0 ~ 1.3 ∶ 1 ; 所说的步骤 (2) 中炔 烃 气体与正氯丁烷 的摩尔比优选为 2.0 ~ 4.5 ∶ 1 ; 所说的步骤 (3) 中三
烷基氯硅烷
与正氯丁烷的摩尔比优选为 0.8 ~ 1.3 ∶ 1。上述所说的步骤 (1) 中的醚类溶剂优选为四氢呋喃, 2- 甲基四氢呋喃 ; 所说的步 骤 (3) 中的稀酸优选为盐酸, 硫酸, 柠檬酸。
上述所说的步骤 (1) 中醚类溶剂与正氯丁烷 的用量比优选为 3 ~ 6ml/1g ; 镁粉与正氯丁烷 的摩尔比优选为 1.0 ~ 1.2 ∶ 1 ; 上述所说的步骤 (2) 中炔烃 气体与正氯丁烷 的摩尔比优选为 : 2.0 ~ 4.0 ∶ 1.0 ; 上述所说的 与正氯丁烷 的摩尔比优选为 0.8 ~ 1.2 ∶ 1。步骤 (3) 中三烷基氯硅烷
上述所说的步骤 (1) 中醚类溶剂优选为四氢呋喃。
上述所说的步骤 (3) 中稀酸优选为柠檬酸。
本发明的优越性 : 1、 采用格氏反应进行, 成本低廉, 成本价是市场价格的三分之 一; 2、 工艺简单、 安全, 已经放量到吨位进行大批量生产使用 ; 3、 已经应用于多个医药中间 体的制备使用, 使用效果反馈良好。( 四 ) 附图说明 :
图 1 为本发明所涉一种炔基硅烷类衍生物的合成方法反应步骤流程图。
图 2 为本发明所涉一种炔基硅烷类衍生物的合成方法的化学反应过程流程图。 ( 五 ) 具体实施方式 :
对于实施方式中出现的区间范围, 是由于在一次试验中温度, pH 随反应过程的进 行会出现一定的浮动。
实施例 1 : 制备三甲基硅基乙炔(即中 R1 = H, R2 = -CH3)(1) 制备正丁基格氏试剂 : 向 2000L 搪瓷釜中加入四氢呋喃 778.8kg( 与正氯丁烷 的用量比为 5mL/1g), 后加入镁粉 55.1kg( 与正氯丁烷 的用量比为 1.2 ∶ 1)。将体系升温至 40±5℃, 向体系中加入正氯丁烷 175kg, 滴加过程中, 控温 40±5℃。滴毕, 于 40±5℃℃下保温反应 3.5h ;
(2) 制备炔类格氏试剂 : 向预先配制的饱和乙炔溶液中滴加上述步骤制备的正丁 基氯格氏试剂, 滴毕, 控温 -10±5℃, 继续通乙炔气体 3h, 共用乙炔气体 147.7kg( 与正氯丁 烷 的用量比为 3.0 ∶ 1) ; (3) 制备炔基硅烷衍生物 : 向步骤 (2) 制备的炔类格氏试剂中滴加三甲基氯硅烷 226.0kg( 与正氯丁烷 的用量比为 1.1 ∶ 1)。滴毕, 控温 25±5℃, 继续搅拌 2h。 控温 25±5℃, 向体系中滴入配制好的 5%的柠檬酸溶液终止反应, 直到体系 pH = 6 ~ 7 ;
(4) 后处理 : 分液洗涤, 有机相进行干燥、 过滤、 精馏 ;
(5) 制得产品 : 得到三甲基硅乙炔的纯品, 得 130.0kg, 收率 70%, 气相色谱纯度 : 98.5%。 1
所得产品的核磁数据如下 : H-NMR(CDCl3) : 2.39(s, 1H, ); 0.20(s, 9H, )。
实施例 2 : 制备三甲基硅基丙炔(即中 R1 = -CH3, R2= -CH3) (1) 制备正丁基格氏试剂 : 向 500L 搪瓷釜中加入 2- 甲基四氢呋喃 71.2kg( 与正 氯丁烷 的用量比为 2mL/1g), 后加入镁粉 10.5kg( 与正氯丁烷 的摩尔 比为 1.0 ∶ 1)。将体系升温至 25±5℃, 向体系中加入正氯丁烷 40kg, 滴加过程 中, 控温 25±5℃。滴毕, 于 25±5℃下保温反应 1h ;
(2) 制备炔类格氏试剂 : 向预先配制的饱和 1- 丙炔溶液中滴加上述步骤制备的正 丁基氯格氏试剂, 滴毕, 控温 -15±5℃, 继续通 1- 丙炔 3h。1- 丙炔用量为 30kg( 与正氯丁 烷 的摩尔比为 1.5 ∶ 1)。
(3) 制备炔基硅烷衍生物 : 向体系中滴加三甲基氯硅烷 32.9kg, ( 与正氯丁烷 的摩尔比为 0.7 ∶ 1) 滴毕, 控温 5±5℃, 继续搅拌 1h。控温 5±5℃, 向体系中 滴入配制好的 1%的稀盐酸溶液终止反应, 直到体系 pH = 6 ~ 7。
(4) 后处理 : 分液洗涤, 有机相进行干燥、 过滤、 精馏 ;
(5) 制得产品 : 得到三甲基硅基丁炔的纯品, 得 33.0kg, 收率 68.0%, , 气相色谱纯
度: 97.8%。 1
所得产品的核磁数据如下 : H-NMR(CDCl3) : 1.87(s, 3H, ); 0.14(s, 9H, )。
实施例 3 : 制备三乙基硅基乙炔(即中 R1 = H, R2= -C2H5)
(1) 制备正丁基格氏试剂 : 向 500L 搪瓷釜中加入甲基叔丁基醚 207.2kg( 与正氯 丁烷 的用量比为 8mL/1g), 后加入镁粉 13.8kg( 与正氯丁烷 的摩尔比 为 1.5 ∶ 1)。将体系升温至 40 ~ 45℃, 向体系中加入正氯丁烷 35kg, 滴加过程 中, 控温 65±5℃。滴毕, 于 65±5℃下保温反应 5h ;
(2) 制备炔类格氏试剂 : 向预先配制的饱和乙炔溶液中滴加上述步骤制备的正丁 基氯格氏试剂, 滴毕, 控温 -5±5℃, 继续通乙炔气体 3h。乙炔气体的用量为 49.2kg( 与正 氯丁烷 的摩尔比为 5.0 ∶ 1) ;
(3) 制备炔基硅烷衍生物 : 向体系中滴加三乙基氯硅烷 85.5kg( 与正氯丁烷 的摩尔比为 1.5 ∶ 1), 滴毕, 控温 35±5℃, 继续搅拌 5h。控温 35±5℃, 向体系 中滴入配制好的 40%的氯化铵溶液终止反应, 直到体系 pH = 6 ~ 7 ;
(4) 后处理 : 分液洗涤, 有机相进行干燥、 过滤、 精馏
(5) 制得产品 : 得到三异丙基硅基乙炔的纯品, 得产品 34.0kg, 收率 64.1%, , 气相 色谱纯度 : 98.0%。 1
所得产品的核磁数据如下 : H-NMR(CDCl3) : 2.36(s, 1H, ); 1.01(t, 9H, ); 0.63(q, 6H, )。
由此可见, 本发明中公开的炔基硅烷类衍生物的合成方法可以得到纯度> 97.5% 的目标产物, 合成方法采用的原料易得, 使用的试剂都是常见试剂, 价格较低, 成本低廉, 无 高温高压反应, 工艺条件温和, 整个生产过程中操作简单、 污染较低, 通过说明书能看出本 发明使用的试剂均为普通试剂, 毒性较小, 对环境污染低, 为炔基硅烷类衍生物的工业化生 产提供了可能。