光学活性的环丙胺(CPA)是众多具有生物活性的天然产物、药物和农药的重要中间体,有不同种类的不对称合成方法。CPA是一种重要的精细化工中间体,可用于合成新型抗菌药物氟哌酸类产品,如环丙沙星、恩氟沙星、斯帕沙星等药物。此外环丙胺也是合成农药、植物保护剂、除草剂的重要中间体。
合成方法
环丙胺的工业生产方法,包括由γ-丁内酯经氯化酯化反应,环合成环丙甲酯反应,酰胺化反应及霍夫曼降解反应四个步骤:
一、γ-丁内酯400kg与氯化亚砜563.8kg投入反应锅,加入混合催化剂6.3kg,投毕保温在30℃反应6小时,减压至真空度0.087MPa,除去过量氯化亚砜,制得γ-氯代丁酰氯。投入甲醇900.6kg,反应完毕,蒸去过量甲醇,再减压蒸馏,于52-60℃/0.67KPa蒸出γ-氯代丁酸甲酯635.8kg,气相色谱测得含量98.2%,收率98.4%,物化数据与文献值相同。
二、将市售甲醇钠(含量27.5%)157.8kg投入反应锅。控制温度45℃,滴入γ-氯代丁酸甲酯105.5kg,滴毕保温反应6小时。蒸去甲醇,再减压蒸馏,于10-13℃/10Kpa蒸出环丙甲酯75.5kg,气相色谱测得含量98.9%,收率96.6%,物化数据与文献值相同。
三、将市售甲醇钠(含量27.5%)26.5kg,环丙甲酯90kg,甲苯335.4kg,相继投入反应釜中。关闭阀门后,打开补氨阀门通入液氨16.8kg。加热外浴温度至85℃。补氨时控制压力1.85MPa,保温反应4小时,反应毕冷却排氨后,离心分离出白色晶状固体环丙酰胺74.8kg。测得熔点119-120℃,含量98.2%,收率96.0%,物化数据与文献值相同。
四、投入市售次氯酸钠750.7kg(含量11.5%)于反应锅,加入30%液碱241.4kg,再投入环丙酰胺白色固体98.7kg,控制-2℃保温反应15小时,降温至-5℃保温反应5小时,再升温至25℃水解保温4小时。升温至75℃开始蒸馏,收集至98℃得环丙胺水溶液154.5kg,含量41.4%。投入无水CaCl2294.2kg,Na2S2O35.0kg于上述环丙胺水溶液一起加热,蒸馏收集49-50.5℃馏份,得63.9kg环丙胺,气相色谱测定含量为99.8%,收率96.3%,物化数据与文献值相同。
四步反应计算得总收率87.9%。