1,4,7-三氮杂环壬烷及其盐酸盐的制备

背景技术

1,4,7-三氮杂环壬烷 ，英文名：1,4,7-Triazacyclononane，CAS号：4730-54-5，分子式：C6H15N3，分子量：129.2，熔点：42-45°C(lit.)，沸点：110-130°C/7mmHg(lit.)，密度：0.9987(roughestimate)，折射率：4620(estimate)，闪点：>230°F，储存条件：2-8°C，水溶解性：Solubleinwater，溶解度：可溶于氯仿（少许）、甲醇（少许），酸度系数(pKa)：10.57±0.20(Predicted)，是白色晶体。

1,4,7-三氮杂环壬烷是九元环的大环三胺化合物，因其具有柔性的碳链和提供配位的多变性，经常被作为桥联配体广泛地应用于多核配合物的构筑与合成上。其母核可与金属铜、钴、镍、钯、铑等络合，具有非常重要的生物活性，一直是化学家研究的热点内容，并被广泛应用于无机药物化合物、离子捕获剂、分子传感器以及氧化还原过程中的模拟酶等方面，目前在医疗、电子等领域已经得到了广泛的应用，具有光明的前景。

以二乙烯三胺为起始原料，与对甲苯磺酰氯反应合成N,N',N''-三(对甲苯磺酰基)二亚乙基三胺，再与乙醇钠反应制得二钠盐；乙二醇与对甲苯磺酰氯反应合成二对甲苯磺酸三乙二醇酯，然后与二钠盐在惰性溶剂中氮气保护下环化得到1,4,7-三对甲苯磺酰基-1,4,7-三氮杂环壬烷；最后在浓硫酸中脱保护、中和，通过五步反应得到1,4,7-三氮杂环壬烷。该方法存在合成路线长、周期长，且二钠盐的制备较为繁琐，不适合工业化生产的缺点。因此，本文提供一种1,4,7-三氮杂环壬烷的制备和1,4,7-三氮杂环壬烷盐酸盐的制备方法，该方法步骤少、工艺简单，得到的产品性能稳定，便于保存，收率高，适合工业化大生产的需要。

制备方法

一、1,4,7-三氮杂环壬烷的制备

以N,N'-双(N-苄基-2-氯乙酰胺)乙二胺和苄胺为原料，以Na₂CO₃为碱，以LiBr为催化剂，回流条件下，柱层析得到中间体1,4,7-三苄基-1,4,7-三氮杂环壬烷-2,6-二酮；后在THF的溶剂中，回流条件下，LiAlH₄还原48小时，柱层析得中间体1,4,7-三苄基-1,4,7-三氮 杂环壬烷；后在甲醇中，温度为40-80℃条件下，加Pd/C催化除苄基，无需纯化得1,4,7-三氮杂环壬烷。

二、1,4,7-三氮杂环壬烷盐酸盐的制备

在反应瓶中加入浓硫酸(98wt%)420mL、1,4,7-三对甲苯磺酰基-1,4,7- 三氮杂环壬烷210g，加热至183℃，保温反应3小时，降至室温，将反应液滴入剧烈搅拌的2000ml乙醇中，滴加完毕，继续搅拌30分钟，过滤，乙醇淋洗三次，得到硫酸盐。将硫酸盐加入盛有420mL浓盐酸和5g活性炭的反应瓶中，加热至110℃，反应0.5小时，热过滤，降温析出，过滤得淡黄色固体产品1,4,7-三氮杂环壬烷盐酸盐60.5g，收率71.5%^[2]。

参考文献

[1] 沈阳感光化工研究院有限公司. 一种1,4,7-三氮杂环壬烷盐酸盐的制备方法:CN201410768588.5[P]. 2015-04-22.