聚乙二醇催化合成6,6-二溴青霉烷酸 聚乙二醇催化合成6,6-二溴青霉烷酸

聚乙二醇催化合成6,6-二溴青霉烷酸

  • 期刊名字:精细石油化工
  • 文件大小:874kb
  • 论文作者:李士杰,朱领地,章文军,张丽萍,闫红霞,高训章
  • 作者单位:河北工业大学化工学院应用化学系
  • 更新时间:2020-07-10
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论文简介

精细石油化工2004年1月第1期SPECIALITY PETROCHEMICALS聚乙二醇催化合成6,6-二溴青霉烷酸李士杰朱领地°章文军张丽萍闫红霞高训章(河北工业大学化工学院应用化学系,天津300130)摘要:以6-氨基青霉烷酸(6-APA)为原料,以二氯甲烷为溶剂,在聚乙二醇(PEG-400)催化剂的存在下,经重氮化、溴代合成了6.6-二溴青霉烷酸。通过正交实验得到最佳反应条件为;m(NaNO2) : n(6-APA)=2 : 1;m(PEG-400) : m(6-APA)=0.08: l; n(Br2) : n(6-APA)=2.0t 1;反应温度8~12 C;反应时间4h。在此条件下,6,6-二溴青霉烷酸的产率为95% ,纯度97% ,并对聚乙二醇的催化机理进行了初步探讨。关键词:6氨基青霉烷酸6,6-二溴青霉烷酸 聚乙二醇合成中围分类号:TQ465. 1文献标识码:A6,6-二溴青霉烷酸是合成亚硫胺霉素[1、青COOH霉烯类抗生素的中间体,文献[2]采用将6-氨基CHs青霉烷酸(6-APA)溶于稀硫酸,在水溶液中进行BCHz重氮化,溴化的方法,但收率低。文献[3]在非均(6.6-二溴青霉烷酸)相反应体系中使重氮化,溴化同时完成,产率较笔者采用聚乙二醇(PEG-400)为相转移催化高,但是纯度较差。6-APA 及6,6-二溴青霉烷酸剂-步法合成6,6-二溴青霉烷酸,通过适当降低的分子结构如下:温度和调整液溴与原料比,使生成的重氮盐在相CO0H0、CHa收稿日期:2003 -05-08;修改稿收到日期:2003- 12- 27.作者简介:李士杰(1976-),男,在读研究生。H2N基全项目:河北省博士基金资助项目(230020509)。*通讯联系人。(6-APA)PREPARATION AND CHARACTERIZATION OFSOLID SUPERBASE Na-Na2CO3/ y-Al2O3Ding Yuansheng' , Luo Zhichen',Wang Xun' and Han Xiaoyan2(1. Department of Pharmacy and Applied Chemistry, J inlin Institute of Chemical Technology ,Jilin 132022 ,China; 2. Environment Monitoring Station, Lishu 136500,Jilin, China)Abstract: The preparation method for the solid superbase catalyst consisting of Na-Na2CO3/r-Al2O3was studied, and its base strength, basicity and structure were analysed. The results showed that itsbase strength is higher than H_ =43, and its basicity (H_≥35) is 9. 00 mmol/g. The results of itsare surface layer structure analysis by XRD and IR showed that r Al2O3 has reacted with Na2CO3 toform sodium metaaluminate on the supporter surface, when Na was added, the electrons of Na wastransferred, so that negative charge density of O~- incre中国煤化工th base site on thesolid base surface are formed. This catalyst was used inNB, the conversionand selectivity are both almost 100%.TYHCNMHGKey words: solid superbase; catalyst; base strength; basicity第1期李士杰等.聚乙二醇催化合成6,6-二溴青霉烷酸35转移催化剂的作用下,很快的接触到有机相中的用0.45μm滤膜抽吸过滤。液溴,不但可以提高产率和纯度,而且缩短反应时1.2实验方法间。该类相转移催化剂具有化学稳定性高、毒性在带电动搅拌的三口瓶中加入二氯甲烷和液低、来源方便、价格低廉.使用简便等优点,适合于溴,在冰盐水中冷却到0 C ,然后加入相转移催化工业化生产,该工艺末见文献报道。剂PEG-400,搅拌使温度为0~5 C。依次加入硫1实验部分酸、亚硝酸钠。然后,分批加人6-APA,并保持反.1.1 试剂与仪器应温度在--5~0C.此时反应液颜色为黑红色。二氯甲烷、亚硝酸钠、溴素、浓硫酸、PEG-在0C搅拌45min后,于室温再搅拌3h。反应400、硫酸镁、氯化钠均为分析纯;6-APA,工业品,完后滴加亚硫酸氢钠溶液脱溴,并且温度保持在华北制药倍达公司。5~15 C。当溴色被除去后,进行分离,水相用WC-1显微熔点测试仪,四川大学科仪厂;(2X20 mL)二氯甲烷萃取,有机相用饱和的食盐WZZ 2S数字式自动旋光仪,上海精密科学仪器水(2X20 mL)洗涤,无水硫酸镁干燥,减压蒸馏有限公司;IR-435型红外光谱仪,日本岛津; LC得到淡黄色固体。 通过液相色谱进行了检测纯10AT反相高效液相色谱仪,色谱条件:色谱柱度。Sperisorbcl8 (250 mmX46 mm,内径10 μm)不2结果与讨论锈钢柱;检测波长UV 220 nm,流动相为V(甲6,6-二溴青霉烷酸合成反应的正交实验因素醇) : V(双蒸水)=80 : 20,流速为0. 8 mL/min.安排见表1,结果及分析见表2。表1合成反应正交实验 因素水平表因素水平A(时间/h) B(反应温度/C) C[V(Br2) : V(CH2Cl2)]D[Cn(Brz): n(6-APA)] E[m(PEG-400) : m(6-APA)]2~8, 031.53. 58~120. 042.00.044.012~150, 052.20. 064. 515~200.062.50.08表2正交实验结果及分析由重氮化反应动力学["1可知反应速率与亚硝.实验号ACDE产率.% .酸浓度的平方成正比。两个亚硝酸相互作用生成一个中间产物亚硝酸酐(N2O3),N2Os与HBr反.7679应生成ON-Br重氮化活泼质点,N2O3与75ON- Br均为亲电质点,并进攻6-APA分子生成78.534重氮盐。82根据动力学方程,通过单一因素实验确定重8130氮化反应中n(NaNO2) ; n(6-APA) = 2:1。当39比值小于2时,反应不完全,产率低。比值大于20°)5时,过量的NaNO2促进重氮盐分解,不仅降低收19012率而且浪费原料。386从表2极差分析中可看出,5个影响因素中4B431反应时间影响最大。反应时间为4 h时,产率较1680好。反应时间过短,物料反应不完全,产物干燥过K 308.5 335 32833032K2 327 340 333335 329程中中国煤化工盐在中性条件下,363327 32833332发生i低。温度在8~K, 331 327.5 340.5330.5336.5R_ 54.5 13_ 12.5_57.52d0HCNMHG低.反应速率缓注:n(NaNO2) : n(6-APA) = 2: 1.慢,4 h内反应进行不完全;温度过高,易造成液36精细石油化工2004年溴挥发和亚硝酸的分解,并使6-APA增多。其他溴青棕烷酸的产率为95%(文献值田为80%),纯最优条件为:V (Br2) : V (CH2Cl2) = 0.06,度为97%(杂质为6-溴青霉烷酸),粗产品的熔程n(Br2) ; n(6- APA)=2.0。为136~138C,经重结晶得到的产物熔点为1453催化机理 初步探讨C(文献值[E]为144~ 146 C); IR(KBr) v:6-APA与HNO2和Br2 在( PEG-400)- 2 600~3 700,1 799,1 775 cm-1,与文献相符。CH2Cl2体系中,进行重氮化和a氢的取代反应,得高产率、高纯度的产品。PEG-400 可作为相转移催化剂(PTC) ,是由于在无水情况下, PEG-400参考文献呈锯齿状;在水存在下,呈曲链状[门,曲链状的1刘液,屈传星,王燕云 等.亚硫胺霉素的合成[J].中国新药杂PEG-400具有络合正离子的能力5],其催化机理志,1997 ,6(6) :467~469可能是:Volkmann R A,Carroll R D,Drolet R B.et al. Efficient prep-1) PEG-400激活亚硝酰溴有利于ON+的形aration of 6, 6-dihalopenicillanic acids. Syathesis of penicllan-成。使重氮化反应能平稳进行,得到高产率的重ic acid s, S-dioxde ( sulbactam). J Org Chem, 1982, 47 ;氮盐"°3];3 344~3 3452)作相转催化剂,使反应体系由非均相体系3 ClaytonJ P. The Chemistry of Penicillanic acid. Part I.6.6-dibromo and 6,6 diodo derivatives. J Chem Soc (C), 1969;变为均相体系;2. 123~2 1273)PEG400的存在能极化有机相的溴形成唐坍輦.精细有机合成化学及工艺学[M] .天津:天津大学出极性分子[] ,进行a取代。版社.1993.11~184结论章亚东.高晓蕾等, 聚乙二醇相转移催化合成对硝基苯甲醚综上所述,实验较优条件为:n(NaNO2) :工艺[J].郑州大学学报( T.学版) ,2002 ,23(2):23~26李怀刚. 芳香伯胺重氮化的特殊反应条件[J].淮海工学院学n(6-APA)=2 : 1; m(PEG-400) : m(6-APA)=报,2000,S1:4~50.08: 1; n(Br2) : n(6-APA)=2.0: 1;反应温刘增勋.相转移催化剂在有机化学和农药合成中的应用[M].度8~12 C;反应时间4 h。在此条件下,6,6-二北京:科学出版社,1987.12~16SYNTHESIS OF 6,6-DIBROMOPENICILLANIC ACID ONPOLYETHYLENE GLYCOLLi Shijie, Zhu Lingdi, Zhang Wenjun, Zhang Liping,Yan Hongxia and Gao Xunzhang(School of Chemical Engineering and Technology, Hebei University of Technology,Tianjin 300130, China)Abstract: 6,6-Dibromopenicillanic acid was synthesis from 6-aminopenicillanic acid (6-APA) by bro-minated on the polyethylene glycol (PEG-400) as phase-transfer catalyst in methylene chloride as sol-vent. The optimal conditions was obtained by orthogonal experiment as follows: n(NaNO2) : n(6-APA)=2: 1, m(PEG-400) : m(6-APA)=0.08: 1, n(Br2) : n(6-APA)=2.0: 1, reaction tempera-ture 8~12 C, reaction time 4 h with the yield up to 95% and purity 97%. The mechanism of the ca-talysis was discussed.Key words: 6-aminopenicillanic acid; 6, 6- dibromopenicillanic acid; phase transfer catalyst; synthesize中国煤化工HCNMHG

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