一种1-金刚烷甲酰胺的制备方法与流程
本发明属于化学合成，具体说涉及一种以1-金刚烷甲酸为起始原料制备1-金刚烷甲酰胺的方法。
背景技术：
1、1-金刚烷甲酰胺，其分子式：c11h17no；分子量：179.25；熔点:188-190℃；白色晶体，可溶于氯仿、二氯甲烷、甲醇、乙醇和乙酸乙酯，作为一种重要的金刚烷一取代衍生物，在有机合成、医药化工、功能化分子材料领域有着普遍的应用。
2、1-金刚烷甲酰胺的化学结构式如下：
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4、目前，1-金刚烷甲酰胺的合成方法主要有以下几种：
5、方法一，申请公布号us6348625b1的美国专利公开了：向n，n-二乙基-1，1，2，3，3，3-六氟丙胺中加入1-金刚烷羧酸(摩尔比1:1)装在一个带有磁力搅拌的宽口聚乙烯瓶中。酸立即溶解，在此期间发生了高度放热反应。将反应混合物冷却至室温，缓慢加入冷氨水，一个沉重的沉淀物的酰胺几乎立即出现。加入完成后，将反应混合物搅拌约15分钟。1-金刚烷羧酰胺经水洗后乙醚干燥。该反应产生大量的废碱，对环境不够友好，且工艺适用性不够好，易生成副产物。
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7、方法二，申请公布号cn110642895a的中国专利公开了：将催化剂、四氟硼酸银溶解于四氢呋喃和水的混合液中混合均匀,再加入1-氰基金刚烷在40℃下搅拌12h得到1-金刚烷甲酰胺,其中催化剂相对1-氰基金刚烷的摩尔百分比为0.25,四氟硼酸银相对1-氰基金刚烷的摩尔百分比为0.25,四氢呋喃与水的体积比为10:1；向1-金刚烷甲酰胺中加入水得到分散液,水的体积与1-金刚烷甲酰胺的体积比为1:1,再采用乙酸乙酯对分散液进行萃取2次并分离得到有机溶液；向有机溶液中加入饱和食盐水对有机溶液进行洗涤,再向有机溶液中加入无水硫酸钠对有机溶液进行干燥:对经过洗涤和干燥的有机溶液进行过滤得到滤液:对滤液进行减压蒸馏得到1-金刚烷甲酰胺固体,再采用二氯甲烷和正己烷对1-金刚烷甲酰胺固体进行重结品得到纯化的1-金刚烷甲酰胺。该反应要先反应生成催化剂，经济成本高昂、反应步骤复杂，工艺化难度较大，经济效益不佳。
8、方法三，文献selective n-debenzylation of amides with p-tsoh以甲苯二甲氧基金刚烷基酰胺为原料，在dcc存在下，羧酸与2,4二甲氧基金刚烷基胺在常温条件下进行n-脱苯反应，制备了对tsoh回流甲苯二甲氧基金刚烷基酰胺n-脱苯反应的实例。该反应使用不易得的原料甲苯二甲氧基金刚烷基酰胺，经济成本高，不适宜工业化生产。
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技术实现思路
1、本发明的目的在于克服现有技术在制备1-金刚烷甲酰胺过程中，由于反应试剂危险且不经济，反应周期长，收率低，后处理困难且操作环境恶劣导致的难以进行工业化生产的难题，提供一种以1-金刚烷甲酸为起始原料制备1-金刚烷甲酰胺的方法，通过较廉价的酰胺化试剂和简洁的反应步骤获得高纯度1-金刚烷甲酰胺，反应过程中无危险试剂的使用，环境友好、操作适宜、产率高、纯度高、具备工业化生产的潜力。
2、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种1-金刚烷甲酰胺的制备方法，包括以下步骤：
3、步骤1、酯化反应：在室温和搅拌的条件下，向溶剂m中加入1-金刚烷甲酸，缓慢加入浓硫酸，反应温度设置为10-100℃，反应时间设置为1-7小时，得到含有1-金刚烷甲酸某酯的反应液；
4、步骤2、酰胺化反应：在室温和搅拌的条件下，向溶剂m中加入1-金刚烷甲酸某酯和碱性试剂n,缓慢滴加甲酰胺，反应温度设置为10-100℃，反应时间设置为4-11小时，得到含有1-金刚烷甲酰胺的反应液。
5、具体地，步骤1中所述的溶剂m为甲醇、乙醇、丙醇中的一种或几种，优选乙醇。
6、具体地，步骤2中所述的碱性试剂n为三乙胺、氢氧化钠、氢氧化钾、甲醇钠和乙醇钠中的一种或几种，优选乙醇钠。
7、作为本发明的进一步改进措施，所述步骤1中1-金刚烷甲酸和试剂m的质量比为1:5-15，反应温度为30-90度反应时间为2-5小时。
8、作为本发明的进一步改进措施，所述步骤2中1-金刚烷甲酸某酯和碱性试剂n的质量比为1:0.38-0.725，反应温度为30-80度，反应时间为8-11小时。
9、作为本发明的进一步改进措施，还包括将步骤1制备得到的1-金刚烷甲酸某酯进行纯化的提纯步骤一，将步骤1制备得到的含有1-金刚烷甲酸某酯的反应液直接进行浓缩，自然冷却至室温，加入氢氧化钠溶液洗去硫酸，剧烈搅拌，静置分液，滤液用溶剂u萃取，合并有机相，用饱和食盐水洗涤，静置分液，收集滤饼，将有机相使用旋转蒸发仪旋蒸得到固体，合并滤饼，即得到1-金刚烷甲酸某酯。
10、作为本发明的进一步改进措施，所述溶剂u为二氯甲烷、石油醚、甲苯、丙酮、乙酸乙酯、四氢呋喃中的一种或几种，优选为二氯甲烷。
11、作为本发明的进一步改进措施，所述进行浓缩时的浓缩温度为10-80度，剧烈搅拌时间为10-60分钟。
12、作为本发明的进一步改进措施，还包括将步骤2制备得到的1-金刚烷甲酰胺进行纯化的提纯步骤二，将步骤2制备得到的含有1-金刚烷甲酰胺的反应液加入水中，加入溶剂q，剧烈搅拌，静置分液，取有机相，同时用溶剂q萃取水相，合并有机相，用饱和食盐水洗涤，静置分液，将有机相使用旋转蒸发仪旋蒸得到固体，即得到1-金刚烷甲酰胺粗品；
13、将1-金刚烷甲酰胺粗品加入到溶剂m、溶剂q、水和碱性试剂t中溶解，设置反应温度为10-100摄氏度，反应时间为3-10小时，加入溶剂l,剧烈搅拌，静置分液，取有机相，同时用溶剂l萃取水相，合并有机相，用饱和食盐水洗涤，静置分液，将有机相使用旋转蒸发仪旋蒸得到固体，即得到1-金刚烷甲酰胺。
14、作为本发明的进一步改进措施，所述溶剂q为甲苯、四氢呋喃、二氯甲烷和乙酸乙酯中的一种或几种。
15、作为本发明的进一步改进措施，所述碱性试剂t为三乙胺、苄胺、氢氧化钠和氢氧化钾中的一种或几种。
16、作为本发明的进一步改进措施，所述水和碱性试剂t制备为碱液，所述碱液为4-10％氢氧化钠溶液或4-10％氢氧化钾溶液中的一种。
17、作为本发明的进一步改进措施，所述碱液为6％氢氧化钠溶液。
18、作为本发明的进一步改进措施，所述溶剂l为四氢呋喃、甲苯、二氯甲烷和乙酸乙酯中的一种或几种。
19、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：(1)本发明使用1-金刚烷甲酸为原料，使用乙醇、二氯甲烷、四氢呋喃等溶剂，反应过程中无危险操作，无安全隐患，可规模化生产，操作性强；(2)本发明使用甲酰胺作为酰胺化试剂，原料便宜易得、酰胺化反应速率快、纯度高，可以提高生产效率，降低了生产成本；(3)本发明反应路线简洁，反应时间短，反应条件适宜，可控，后处理简便，收率和纯度高，具备工业化生产的条件。
技术特征：
1.一种1-金刚烷甲酰胺的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述一种1-金刚烷甲酰胺的制备方法，其特征在于：步骤1中所述的溶剂m为甲醇、乙醇、丙醇中的一种或几种；
3.根据权利要求1所述一种1-金刚烷甲酰胺的制备方法，其特征在于：所述步骤1中1-金刚烷甲酸和试剂m的质量比为1:5-15，反应温度为30-90度反应时间为2-5小时。
4.根据权利要求1所述一种1-金刚烷甲酰胺的制备方法，其特征在于：所述步骤2中1-金刚烷甲酸某酯和碱性试剂n的质量比为1:0.38-0.725，反应温度为30-80度，反应时间为8-11小时。
5.根据权利要求1所述一种1-金刚烷甲酰胺的制备方法，其特征在于：还包括将步骤1制备得到的1-金刚烷甲酸某酯进行纯化的提纯步骤一，将步骤1制备得到的含有1-金刚烷甲酸某酯的反应液直接进行浓缩，自然冷却至室温，加入氢氧化钠溶液洗去硫酸，剧烈搅拌，静置分液，滤液用溶剂u萃取，合并有机相，用饱和食盐水洗涤，静置分液，收集滤饼，将有机相使用旋转蒸发仪旋蒸得到固体，合并滤饼，即得到1-金刚烷甲酸某酯。
6.根据权利要求5所述一种1-金刚烷甲酰胺的制备方法，其特征在于：所述溶剂u为二氯甲烷、石油醚、甲苯、丙酮、乙酸乙酯、四氢呋喃中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述一种1-金刚烷甲酰胺的制备方法，其特征在于：还包括将步骤2制备得到的1-金刚烷甲酰胺进行纯化的提纯步骤二，将步骤2制备得到的含有1-金刚烷甲酰胺的反应液加入水中，加入溶剂q，剧烈搅拌，静置分液，取有机相，同时用溶剂q萃取水相，合并有机相，用饱和食盐水洗涤，静置分液，将有机相使用旋转蒸发仪旋蒸得到固体，即得到1-金刚烷甲酰胺粗品；
8.根据权利要求7所述一种1-金刚烷甲酰胺的制备方法，其特征在于：所述溶剂q为甲苯、四氢呋喃、二氯甲烷和乙酸乙酯中的一种或几种；所述碱性试剂t为三乙胺、苄胺、氢氧化钠和氢氧化钾中的一种或几种。
9.根据权利要求7所述一种1-金刚烷甲酰胺的制备方法，其特征在于：所述水和碱性试剂t制备为碱液，所述碱液为4-10％氢氧化钠溶液或4-10％氢氧化钾溶液中的一种。
10.根据权利要求7所述一种1-金刚烷甲酰胺的制备方法，其特征在于：所述溶剂l为四氢呋喃、甲苯、二氯甲烷和乙酸乙酯中的一种或几种。
技术总结
本发明属于化工中间体制备领域，具体涉及一种1‑金刚烷甲酰胺的制备方法。该制备方法包括如下步骤：以1‑金刚烷甲酸为起始原料，在乙醇的作用下,加热回流，发生酯化反应，然后与甲酰胺发生酰胺化反应，得到1‑金刚烷甲酰胺。本发明采用廉价易得且对人体危害小的原料反应生成1‑金刚烷甲酰胺，具有绿色环保，操作安全、反应迅速、产品收率和纯度高、适合工业化生产、对设备腐蚀小等特点。
技术研发人员：杨座国,陈建华,苏志豪,陈仁尔,吴爽,余中宝,巴拉斯·雅拉加达,郭万琴,陈海燕
受保护的技术使用者：浙江荣耀生物科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23