1-乙酰氨基金刚烷的电化学合成方法

技术领域

本发明涉及1-乙酰氨基金刚烷的电化学合成方法，属于电化学合成领域。

背景技术

盐酸金刚烷胺是饱和三环癸烷的氨基衍生物，具有抗病毒作用，可用于亚洲A型流感病毒的预防和早期治疗，目前已广泛应用于抗流感病毒。1-乙酰氨基金刚烷是合成盐酸金刚烷胺的关键中间体，因此，由金刚烷合成1-乙酰氨基金刚烷在盐酸金刚烷胺的工业生产中是十分重要的。

目前，传统合成1-乙酰氨基金刚烷是通过乙腈法合成的。何建勋等人报道了一种合成1-乙酰氨基金刚烷的化学方法。(何建勋,王宏博,周后元.盐酸金刚烷胺的合成[J].中国医药工业杂志,2013,44(01):1-3)该方法是用乙腈和浓硫酸为溶剂，在-15℃温度下完成1-乙酰氨基金刚烷的化学合成。简称乙腈法。乙腈法主要存在以下缺点:Ritter反应周期长，通常需要6-8h；均采用大量的浓硫酸作为溶剂，后处理过程中会产生大量高浓度的废酸水，处理难度大且环境不友好；工业能耗较大，生产成本较高。

Miller等人报道了一种合成1-乙酰氨基金刚烷的电化学方法。(Victor R.Kochand Larry L.Miller,J.Amer.Chem.Soc.,1973,26,8631-8637)在此方法中，作者采用三电极系统控制电位法制备1-乙酰氨基金刚烷。该方法存在以下几方面问题：①三电极系统控制电位法制备需要使用昂贵的电化学工作站，只适合于实验室克量级制备，不适用于工业化生产；②需要使用大量的高氯酸盐或四氟硼酸盐等支持电解质，且不能够回收重复使用；③产物转化率低(普遍在60％左右)。这同样也不符合绿色合成化学发展宗旨。

因此，亟需一种适用于工业生产、环境友好的1-乙酰氨基金刚烷合成方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于工业化生产的1-乙酰氨基金刚烷的电化学合成方法。

本发明提供的1-乙酰氨基金刚烷的电化学的合成方法，包括如下步骤：在单室电解池中，金刚烷和溶剂混合，通电进行恒电流电化学反应，即得到1-乙酰氨基金刚烷。

上述的方法中，所述恒电流电化学反应在质子酸存在的条件下进行；

所述质子酸包括硫酸、甲磺酸、三氟甲磺酸、硝酸和酸性离子交换树脂中的至少一种。

本发明中，所述酸性离子交换树脂为本领域常规的试剂，所述酸性离子交换树脂具体可为商购于丹东明珠特种树脂有限公司，产品目录号为D005。

上述的方法中，所述金刚烷与所述质子酸的摩尔比可为1：0.1～3。

上述的方法中，所述溶剂为乙腈。

上述的方法中，所述恒电流电化学反应的条件如下：电流密度可为10～70mA/cm

温度可为10～70℃，优选20～40℃，更优选可为25℃。

上述的方法中，所述恒电流电化学反应的阳极材料为铂和/或石墨，阴极材料为镍和/或石墨；电极组合优选阳极铂网/阴极镍片、阳极石墨/阴极石墨或阳极铂网/阴极石墨。

本发明具有以下优点：

(1)采用恒电流电解方法，该方法所需设备成本低，更适合工业化生产。

(2)不需外加大量的高氯酸盐或四氟硼酸盐等支持电解质，并且质子酸可以循环利用。

(3)反应不需要加入大量浓硫酸等氧化剂，对环境污染小，避免了高浓度废酸水的产生和排放，后处理方便。

附图说明

图1为本发明合成金刚烷的机理流程图。

具体实施方式

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

下述实施例中酸性离子交换树脂商购于丹东明珠特种树脂有限公司，产品目录号为D005。

实施例1：电化学方法合成1-乙酰氨基金刚烷

在50ml的单室电解池中，将金刚烷(1.0mmol)、甲磺酸(3mmol)加入到10ml乙腈中，以石墨为阳极和阴极，在15mA/cm

结构确证如下：

实施例2：电化学方法合成1-乙酰氨基金刚烷

在50ml的单室电解池中，将金刚烷(1.0mmol)、甲磺酸(3mmol)加入到10ml乙腈中，以石墨为阳极和阴极，在15mA/cm

实施例3：电化学方法合成1-乙酰氨基金刚烷

在50ml的单室电解池中，将金刚烷(1.0mmol)、硫酸(3mmol)加入到10ml乙腈中，以石墨为阳极和阴极，在15mA/cm

实施例4：电化学方法合成1-乙酰氨基金刚烷

在50ml的单室电解池中，将金刚烷(1.0mmol)、硝酸(3mmol)加入到10ml乙腈中，以石墨为阳极和阴极，在15mA/cm

实施例5：电化学方法合成1-乙酰氨基金刚烷

在50ml的单室电解池中，将金刚烷(1.0mmol)、甲磺酸(3mmol)、酸性离子交换树脂(200mg)加入到10ml乙腈中，以石墨为阳极和阴极，在15mA/cm

实施例6：电化学方法合成1-乙酰氨基金刚烷

在50ml的单室电解池中，将金刚烷(1.0mmol)、甲磺酸(3mmol)、酸性离子交换树脂(200mg)加入到10ml乙腈中，以石墨为阳极和阴极，在15mA/cm

实施例7：电化学方法合成1-乙酰氨基金刚烷

在50ml的单室电解池中，将金刚烷(1.0mmol)、三氟甲磺酸(1mmol)加入到10ml乙腈中，以石墨为阳极和阴极，在15mA/cm

实施例8：电化学方法合成1-乙酰氨基金刚烷

在50ml的单室电解池中，将金刚烷(1.0mmol)、三氟甲磺酸(1.5mmol)加入到10ml乙腈中，以石墨为阳极和阴极，在15mA/cm

实施例9：电化学方法合成1-乙酰氨基金刚烷

在50ml的单室电解池中，将金刚烷(1.0mmol)、三氟甲磺酸(0.1mmol)加入到10ml乙腈中，以铂网电极为阳极、镍片为阴极，在15mA/cm

实施例10：电化学方法合成1-乙酰氨基金刚烷

在50ml的单室电解池中，将金刚烷(1.0mmol)、三氟甲磺酸(0.5mmol)加入到10ml乙腈中，以铂网电极为阳极、石墨为阴极，在15mA/cm

实施例11：电化学方法合成1-乙酰氨基金刚烷

在50ml的单室电解池中，将金刚烷(1.0mmol)、三氟甲磺酸(0.5mmol)加入到10ml乙腈中，以铂网电极为阳极、石墨为阴极，在15mA/cm

实施例12：电化学方法合成1-乙酰氨基金刚烷

在50ml的单室电解池中，将金刚烷(1.0mmol)、三氟甲磺酸(0.5mmol)加入到10ml乙腈中，以铂网电极为阳极、石墨为阴极，在15mA/cm

实施例13：电化学方法合成1-乙酰氨基金刚烷

在50ml的单室电解池中，将金刚烷(1.0mmol)、三氟甲磺酸(0.5mmol)加入到10ml乙腈中，以铂网电极为阳极、石墨为阴极，在15mA/cm

实施例14：电化学方法合成1-乙酰氨基金刚烷

在50ml的单室电解池中，将金刚烷(1.0mmol)、三氟甲磺酸(0.5mmol)加入到10ml乙腈中，以铂网电极为阳极、镍片为阴极，在15mA/cm

实施例15：电化学方法合成1-乙酰氨基金刚烷

在50ml的单室电解池中，将金刚烷(1.0mmol)、三氟甲磺酸(1mmol)加入到10ml乙腈中，以铂网电极为阳极、石墨为阴极，在10mA/cm

实施例16：电化学方法合成1-乙酰氨基金刚烷

在50ml的单室电解池中，将金刚烷(1.0mmol)、三氟甲磺酸(1mmol)加入到10ml乙腈中，以铂网电极为阳极、石墨为阴极，在15mA/cm

实施例17：电化学方法合成1-乙酰氨基金刚烷

在50ml的单室电解池中，将金刚烷(1.0mmol)、三氟甲磺酸(1mmol)加入到10ml乙腈中，以铂网电极为阳极、石墨为阴极，在25mA/cm

实施例18：电化学方法合成1-乙酰氨基金刚烷

在50ml的单室电解池中，将金刚烷(1.0mmol)、三氟甲磺酸(1mmol)加入到10ml乙腈中，以铂网电极为阳极、石墨为阴极，在45mA/cm

实施例19：电化学方法合成1-乙酰氨基金刚烷

在50ml的单室电解池中，将金刚烷(1.0mmol)、三氟甲磺酸(1mmol)加入到10ml乙腈中，以铂网电极为阳极、石墨为阴极，在70mA/cm

实施例20：电化学方法合成1-乙酰氨基金刚烷

在50ml的单室电解池中，将金刚烷(1.0mmol)、三氟甲磺酸(2mmol)加入到10ml乙腈中，以铂网电极为阳极、镍片为阴极，在15mA/cm

实施例21：电化学方法合成1-乙酰氨基金刚烷

在50ml的单室电解池中，将金刚烷(1.0mmol)、三氟甲磺酸(2mmol)加入到10ml乙腈中，以铂网电极为阳极、石墨为阴极，在15mA/cm

实施例22：电化学方法合成1-乙酰氨基金刚烷

在50ml的单室电解池中，将金刚烷(1.0mmol)、三氟甲磺酸(2.5mmol)加入到10ml乙腈中，以铂网电极为阳极、镍片为阴极，在15mA/cm

实施例23：电化学方法合成1-乙酰氨基金刚烷

在50ml的单室电解池中，将金刚烷(1.0mmol)、三氟甲磺酸(3mmol)加入到10ml乙腈中，以铂网电极为阳极、石墨为阴极，在15mA/cm

实施例24：电化学方法合成1-乙酰氨基金刚烷

在50ml的单室电解池中，将金刚烷(1.0mmol)、三氟甲磺酸(3mmol)加入到10ml乙腈中，以铂网电极为阳极、镍片为阴极，在15mA/cm