[发明专利]一种由双甘肽制备2,5-二酮哌嗪的方法

说明书

本发明提供一种由双甘肽制备2,5‑二酮哌嗪的方法，将双甘肽在溶剂中进行搅拌反应，反应完成后冷却析出大量固体后抽滤、洗涤干燥得到产品。所述的溶剂包括乙二醇、丙三醇、N‑甲基吡咯烷酮、辛醇、醋酸辛酯中的任意一种或任意两种的混合物。本发明是以双甘肽为原料制备得到2,5‑二酮哌嗪，与现有技术相比具有反应选择性高、操作简单、废水少且处理难度低等特点。

技术领域

本发明属于精细有机合成技术领域，具体公开了一种2,5-二酮哌嗪的合成方法。

背景技术

2,5-二酮哌嗪又称甘氨酸酐，化学式C₄H₆N₂O₂，是自然界中最小的一种环肽。2,5-二酮哌嗪是一种生化试剂，也是以甘氨酸为原料制备内吸传导型光谱灭生性除草剂草甘膦哌嗪路线的重要原料(如专利CN105884700A)。

美国专利2004/0024180披露了一种由甘氨酸环化制备2,5-二酮哌嗪的合成方法，其中将甘氨酸有机溶剂在约50-200℃之间的温度，特别是包括在约80℃与约150℃之间的温度加热，其中甘氨酸环化二聚的溶剂优选能够与水形成低沸点的共沸物的溶剂，如乙腈、烯丙醇、苯、苯甲醇、正丁醇、2-丁醇、叔丁醇、乙酸丁酯、四氯化碳、氯苯、氯仿、环己烷、1,2-二氯乙烷、二乙基缩醛、二甲基醛缩、乙酸乙酯、庚烷、甲基异丁基酮、3-戊醇、甲苯和二甲苯；且环化二聚反应发生的pH范围有利地在约2至约9之间并且优选在约3至约7之间。

CN109317194专利披露了一种通过制备高活性钛盐催化剂催化N-烃基取代氨基酸二聚一步合成环二肽(2,5-二酮哌嗪衍生物)的方法，该应用中一步合成环二肽的催化剂是金属钛化合物与有机超强酸通过复分解反应制成。在该专利实施例二中，利用实施例一制备的催化剂，使甘氨酸分子间一步脱水环合得到2,5-二酮哌嗪。CN109317194专利披露的方法虽然不需要分别保护氨基酸的碳端或氮端，合成步骤简化，但是催化剂粉末或颗粒易潮解，且需要将母液蒸干回收催化剂。

发明内容

针对现有技术存在的不足或改进需求，本发明旨在提供一种由双甘肽制备2,5-二酮哌嗪的方法，通过母液循环使用以及关键合成工艺流程操作条件的优化，与其它2,5-二酮哌嗪合成方法相比，具有反应目标产物收率高、操作简单、废水少且处理难度低等优点。

为达到此发明目的，本发明提供的一种由双甘肽制备2,5-二酮哌嗪的方法，采用以下技术方案：

将双甘肽在溶剂中进行搅拌反应，反应完成后冷却析出大量固体后抽滤、洗涤干燥得到产品。

所述的溶剂包括乙二醇、丙三醇、N-甲基吡咯烷酮、辛醇、醋酸辛酯中的任意一种或任意两种的混合物。

反应物双甘肽在溶剂中的质量浓度范围为15-300mg/mL；更优选为反应物双甘肽在溶剂中的质量浓度范围为50-250mg/mL。

搅拌反应温度范围为150-195℃，搅拌反应时间为0.5-10.0小时；

更优选的反应温度在170-180℃，搅拌反应时间为1.0-3.0小时。

所述反应完成后冷却至0-4℃，并在该温度下保持6.0-24.0小时；更优选为在3-4℃下保持6.0-12.0小时。

所述抽滤所得滤液作为母液，直接用于下一步反应替代所用溶剂。

所述的母液以50-100％的体积分数作为溶剂参与下一步循环反应。

所述母液循环次数1-5次，更优选的母液循环次数为2-3次，所述母液循环利用前，先经无水硫酸钠进行脱水处理。

所述抽滤后得到的滤饼采用乙醇、甲醇、石油醚和四氢呋喃的任意一种洗涤溶剂进行洗涤。

另一方面本发明还提供一种2,5-二酮哌嗪，采用上述的由双甘肽制备2,5-二酮哌嗪的方法制备得到的。