1-叔丁氧羰基-4-哌啶酮是医药、农药和其他化学添加剂的重要中间体。每年我国需求量约为80吨,其中约55吨依赖进口,市场缺口接近20吨。然而,目前国内合成4-哌啶酮的工艺存在一些问题,包括低产率、低纯度、高能耗、高原料成本和严重污染。
为了改进1-叔丁氧羰基-4-哌啶酮的合成工艺,可以采用以下步骤:
步骤1:以丙烯酸甲酯为原料,使用金属钠代替醇钠关环,在常温下进行迈克尔加成反应,反应时间缩短,然后纯化反应生成物,去除甲醇,得到哌啶酮中间体1。
步骤2:以金属钠和哌啶酮中间体1为原料,在甲苯中进行狄克曼缩合反应,温度控制在100℃~125℃,然后纯化生成物,得到哌啶酮中间体2。
步骤3:以浓盐酸和哌啶酮中间体2为原料,在80℃~100℃温度下进行脱羧基反应,得到粗品1-苄基-4-哌啶酮盐酸盐。
步骤4:制备乙醇溶液,将粗品1-苄基-4-哌啶酮盐酸盐加入乙醇溶液中,溶解后在低温下结晶,得到精品1-苄基-4-哌啶酮盐酸盐。
步骤5:将精品1-苄基-4-哌啶酮盐酸盐和催化剂加入浓盐酸中,在常温下反应,然后纯化生成物,得到4-派啶酮盐酸盐。
步骤6:以三乙胺、二碳酸二叔丁酯和4-派啶酮盐酸盐为原料,在室温下进行反应,得到反应产物。
步骤7:制备乙酸乙酯和石油醚的溶剂,将反应产物溶解于该溶剂中,在低温下进行重结晶,得到1-叔丁氧羰基-4-哌啶酮。