N-叔丁氧羰基-3-哌啶酮的制备

背景及概述^[1]

N-叔丁氧羰基-3-哌啶酮是一种重要的农药，也是医药中间体及其他化学添加剂的中间体。现有的合成方法有多种：(1)以γ-丁内酯为原料，经过苄胺胺解、水解、酯化、与溴乙酸乙酯缩合、环合、水解脱羧六步反应生1-苄基-3-哌啶酮盐酸盐，然后脱苄基上叔丁氧羰基得到N-叔丁氧羰基-3-哌啶酮(US0053565)。(2)以3-羟基吡啶为原料，与溴苄反应生成季铵盐、硼氢化钠还原、钯碳脱苄基上叔丁氧羰基，在经草酰氯，二甲基亚砜低温氧化得到N-叔丁氧羰基-3-哌啶酮(CN103204801)。

制备^[1-2]

报道一、

第1步：

将101克3-羟基哌啶(1mol)溶解于400毫升二氯甲烷中，加入400毫升水，252克碳酸氢钠(3mol)，控温0℃滴加二碳酸二叔丁酯240克(1.1mol)，GC检测反应完全后，直接加入400毫升水和二氯甲烷，分液，用二氯甲烷洗涤水层，合并有机相，无水硫酸钠干燥，旋转蒸发掉有机溶剂得到油状N-叔丁氧羰基-3-羟基哌啶，用正己烷0-5℃重结晶，得到无色固体(173克，0.86mol)，产率86％。

第2步：

将100克N-叔丁氧羰基-3-羟基哌啶(0.5mol)溶解于500毫升二氯甲烷中，加入1.56克四甲基哌啶氧化物，0.6克溴化钾，控温25℃滴加新制备的次氯酸钠水溶液600毫升(有效浓度10％)。GC检测反应完全后，直接分液，水层用二氯甲烷洗涤，合并有机相，用硫代硫酸钠水溶液洗涤，无水硫酸钠干燥，旋转蒸发掉有机溶剂得到油状粗产品，正己烷0-5℃重结晶，得到白色N-叔丁氧羰基-3-哌啶酮(78克，0.39mol，纯度在98％以上)，产率78％。

报道二、

向反应釜中加入N-叔丁氧羰基-3-羟基哌啶198g、二氯甲烷2.5Kg，搅拌下加入2,2,6,6-四甲基哌啶-氮-氧化物3g与溴化钠4g，再将二氯异腈尿酸钠固体198g用1.8Kg水溶解，滴加至混合液中反应，继续5℃下搅拌反应4h；中控LC检测底物N-叔丁氧羰基-3-羟基哌啶剩余1.0％(<2.0％)，反应完全后用饱和亚硫酸钠溶液374mL淬灭反应，分出二氯甲烷相，减压浓缩至无回流液为止，用23g甲醇溶出所得物，即N-叔丁氧羰基-3-哌啶酮。

应用^[3-4]

应用一、

CN201310596266.2公开了一种制备手性N-叔丁氧羰基-3-羟基哌啶的方法，所述方法包括如下步骤：a)将外消旋的3-羟基哌啶与二碳酸二叔丁酯反应，生成外消旋的N-叔丁氧羰基-3-羟基哌啶；b)在氧化剂作用下，将外消旋的N-叔丁氧羰基-3-羟基哌啶氧化为外消旋的N-叔丁氧羰基-3-哌啶酮；c)将外消旋的N-叔丁氧羰基-3-哌啶酮用酮还原酶还原为手性N-叔丁氧羰基-3-羟基哌啶。与现有技术相比，本发明提供的方法可实现以外消旋的3-羟基吡啶为原料制得光学纯度>99%的手性N-叔丁氧羰基-3-羟基哌啶，而且原料价廉易得，反应条件温和，操作简单易行，大大降低了生产成本，具有极大的工业应用价值。

应用二、

CN201510668800.5报道了一种去除燃油锅炉尾气中二氧化硫、三氧化硫和硫化氢的方法，将燃油锅炉尾气通过管道通入足量的脱硫剂中，尾气中的二氧化硫、三氧化硫和硫化氢与脱硫剂发生反应，形成络合物沉淀被过滤去除，所述脱硫剂包括以下按重量分数计的组分：2-乙氧基苯甲醛、4-甲氧基溴化苄、环已酮、N，N-二乙基乙胺、3-丁烯-1-醇、1-四氢萘酮、磷酸三甲苯酯、N，N-二甲基三亚甲基二胺、2-甲氧基-5-氟尿嘧啶、异丙胺、N-叔丁氧羰基-3-哌啶酮、乙基乙二酰氯酯、无水乙醇等。该方法与目标物质的络合能力强，形成络合物沉淀速度快，去除率可达99%，成本低，用量少，不结垢，对环境不产生危害。

参考文献

[1][中国发明]CN201410638184.4一种N-叔丁氧羰基-3-哌啶酮的合成方法

[2][中国发明]CN202010260747.6N-叔丁氧羰基-3-哌啶酮及其衍生物的制备方法

[3]CN201310596266.2一种制备手性N-叔丁氧羰基-3-羟基哌啶的方法

[4]CN201510668800.5去除燃油锅炉尾气中二氧化硫、三氧化硫和硫化氢的方法