具有PVC穩定劑作用的哌啶并吡啶酮?錫配合物的制備方法與流程

本發明屬于藥物化學的合成技術領域，具體涉及一種新型具有pvc穩定劑作用的哌啶并吡啶酮-錫配合物的制備方法。

背景技術：

聚氯乙烯(簡稱pvc)是五大通用塑料之一，以其低廉的價格和非常突出的均衡性能而成為十分理想的材料，也是塑料應用歷史上古老而活躍的品種，其全球產量僅次于聚乙烯居第二位。我國是pvc樹脂的生產大國之一，國內聚氯乙烯工業經過50多年的發展已取得長足進步，目前國內擁有聚氯乙烯生產企業100多家，生產能力在國內合成樹脂中居于首位。

一般pvc通常加熱到130℃以上時，便開始釋放出hcl，這是因為在制造pvc的過程中，由于自動氧化反應、鏈終止反應與微量氧的共聚反應及一些尚未明確的副反應產生了不穩定的c-cl鍵，進而受熱分解釋放出hcl，而hcl又會對pvc的繼續分解起到催化作用，使pvc最后轉變成含有不飽和的共軛雙鍵結構(多烯序列)，這樣的連串反應，最后導致了大分子鏈上出現長的多烯序列，當大分子鏈上的雙鍵數大于6時，pvc就會變色。

因此，作為pvc的熱穩定劑應具備預防功能和鈍化作用。其中預防功能包括兩個方面，一方面是吸收pvc熱降解釋放出的hcl，另一方面是消除pvc不穩定的氯原子，從而防止hcl的產生；鈍化作用是消除影響pvc性能的物質，其方法是熱穩定劑與多烯序列化合物進行加成反應，使長的多烯序列化合物變短(使共軛雙鍵數減少)。目前，市場上作用效果最好的是有機錫類熱穩定劑，是最有發展前景的熱穩定劑，尤其在透明pvc制備中的應用更為廣泛。其主要包括二甲基錫、二正丁基錫和二正辛基錫的脂肪酸鹽、馬來酸鹽、硫醇鹽、硫醇基脂肪酸鹽等類型。有機錫類熱穩定劑有很好的熱穩定性、相容性和透明性等優點，但是該類熱穩定劑都為液體，在運輸、儲存等方面不是很方便。

近年來，雜環化合物由于結構多變、活性高、毒性低而成為醫藥和農藥創新的主流，為數眾多的新品種正源源不斷地投入市場，且合成研究更趨向結構復雜的稠雜環、雙雜環及多雜環化合物。哌啶化合物是具有良好生物活性的含氮雜環化合物，廣泛應用于醫藥和農藥的合成研究。哌啶主要用于合成醫藥、農藥和橡膠助劑，在農藥行業主要用于合成稻田除草劑哌草丹，是一種選擇性的非激素型硫代氨基甲酸類除草劑，非常具有發展前景。在醫藥行業用于合成消化系統藥物鹽酸乙酰羅沙替丁，心血管疾病藥物雙密達莫等。在橡膠助劑行業用于合成秋蘭姆類超級硫化促進劑四硫化雙五亞甲基秋蘭姆，二硫代氨基甲酸鹽類超級促進劑五亞甲基二硫代氨基甲酸哌啶鹽等。另外哌啶還可以合成多種新型精細化工中間體，許多產品都屬于新開發的小噸位、高附加值的醫藥、農藥和助劑的中間體，如2-甲基哌啶、3-氨甲基哌啶、4-羥基哌啶等。吡啶也是一種重要的含氮雜環，因其具有很好的生物活性被廣泛應用于醫藥研究。例如，其衍生物可以作為5ht2a受體拮抗劑、細胞外信號調節蛋白激酶抑制劑、哺乳動物p2x7調節劑，以及具有抗乳腺癌細胞mda-mb-231增殖活性和抑制肝癌細胞hepg2的增殖。

我們利用哌啶和吡啶酮上含有氮原子，氮原子很容易與氯化氫結合的原理，合成了一系列的具有pvc穩定劑功能的哌啶并吡啶酮-錫配合物，并進行了相關檢測。

技術實現要素：

本發明解決的技術問題是提供了一種合成方法簡單，分子結構新穎的具有pvc穩定劑作用的哌啶并吡啶酮-錫配合物的制備方法。

本發明為解決上述技術問題采用如下技術方案，一種新型的具有pvc穩定劑作用的哌啶并吡啶酮-錫配合物的分子結構為：

本發明為解決上述技術問題采用如下技術方案，一種新型的具有pvc穩定劑作用的哌啶并吡啶酮-錫配合物的制備方法，其特征在于具體步驟為：

a、n-boc-4-哌啶酮與碳酸二甲酯在叔丁醇鉀的作用下反應得到n-boc-3-甲酸甲酯-4-哌啶酮

b、n-boc-3-甲酸甲酯-4-哌啶酮在乙酸銨作用下，酮羰基氧化還原成氨基，得到化合物n-boc-3-甲酸甲酯-4-氨基-3-烯-哌啶

c、n-boc-3-甲酸甲酯-4-氨基-3-烯-哌啶與氯甲酰乙酸乙酯在tea作用下發生取代反應得到化合物n-boc-3-甲酸甲酯-4-氨基甲酰乙酸乙酯-3-烯-哌啶

d、n-boc-3-甲酸甲酯-4-氨基甲酰乙酸乙酯-3-烯-哌啶在叔丁醇鉀的作用下發生分子內成環得到化合物然后在酸性條件下該化合物進行分子內氫轉移和羰基還原得到化合物

e、在強酸條件下，加熱脫去酯基和boc基團，得到化合物

f、在三氯氧磷作用下，羥基被氯取代得到化合物

g、在濃鹽酸作用下使氯代碳氮雙鍵變為酰胺鍵得到化合物

h、在堿性條件下，進行boc氨基保護得到化合物

i、在碳酸銫作用下與碘代叔丁烷反應得到化合物

j、在有機強酸作用下使氯代碳碳雙鍵變為酰胺鍵得到化合物

k、與疊氮化合物反應得到化合物

l、脫去boc基團和叔丁基得到化合物

m、與氯化亞錫配合反應得到

進一步限定，步驟a的具體過程為：在反應瓶中，把1eq的n-boc-4-哌啶酮加入到10v體積的甲苯中，再加入2eq的碳酸二甲酯和2eq的叔丁醇鉀，加熱至70℃反應1h，冷卻至室溫，加水淬滅，用1mol/l的hcl調節反應液ph為7，乙酸乙酯萃取，無水硫酸鈉干燥后，旋干得到黃色油狀物n-boc-3-甲酸甲酯-4-哌啶酮

進一步限定，步驟b的具體過程為：將1eq的n-boc-3-甲酸甲酯-4-哌啶酮加入到10倍體積的甲醇中，再加入3eq的乙酸銨，反應過夜，旋干甲醇，加入3倍體積的水，二氯甲烷萃取反應液后用無水硫酸鈉干燥，旋干后得到紅的油狀液體n-boc-3-甲酸甲酯-4-氨基-3-烯-哌啶

進一步限定，步驟c的具體過程為：將1eq的n-boc-3-甲酸甲酯-4-氨基-3-烯-哌啶加入到8倍體積的dcm中，再加入1.05eq的tea，冷卻至10℃，滴加1.05eq的4-氯甲酰乙酸乙酯，室溫反應過夜，再加入8倍體積的dcm稀釋反應液，水洗兩次，無水硫酸鈉干燥，旋干既得紅色油狀產物n-boc-3-甲酸甲酯-4-氨基甲酰乙酸乙酯-3-烯-哌啶

進一步限定，步驟d的具體過程為：把1eq的n-boc-3-甲酸甲酯-4-氨基甲酰乙酸乙酯-3-烯-哌啶加入到10倍體積的thf中，再分批加入2.0eq的t-buok，反應溫度控制在小于25℃，反應1h后加入冰水淬滅，用2mol/l的hcl調節反應液ph為3，過濾，真空干燥得到類白色固體產品

進一步限定，步驟e的具體過程為：在10eq6mol/l的hcl溶液中，分批加入1.0eq的加熱至100℃，反應過夜，旋干反應溶劑，再用乙醚洗滌，真空干燥得到類白色固體

進一步限定，步驟f的具體過程為：向5eqpocl3中分批加入1.0eq的加熱至100℃，反應過夜，旋干pocl3得到紅色油狀產物

進一步限定，步驟g的具體過程為：把加入到4倍體積的1,4-二氧六環中，再加入4倍體積的濃鹽酸，加熱至100℃，回流反應2天，旋干溶劑后加入10倍體積的乙酸乙酯，水洗三次，干燥旋干后得到棕色固體

進一步限定，步驟h的具體過程為：把1eq的加入到10倍體積的1,4-二氧六環和10倍體積的水中，再分批加入3.0eq的碳酸鈉和1.5eq的(boc)2o，室溫反應10h后，過濾，再用乙酸乙酯洗滌濾餅后用乙酸乙酯萃取反應液，再用氯化鈉溶液洗滌，干燥，旋反應液得到

進一步限定，步驟i的具體過程為：把1.0eq的加入到10倍體積的dmf中，再加入1.5eq的cs2co3，1.3eq的碘帶叔丁烷，室溫反應過夜，加入冰水淬滅反應液，乙酸乙酯萃取反應液，氯化鈉溶液洗滌，干燥，旋干，再用乙醚打漿，過濾，真空干燥得到白色固體

進一步限定，步驟j的具體過程為：將1.0eq的加入到4倍體積的1,4-二氧六環中，再加入一定量的有機強酸，加熱至100℃，回流反應2天，旋干溶劑后加入10倍體積的乙酸乙酯，水洗三次，干燥旋干后得到棕色固體

進一步限定，步驟k的具體過程為：在反應瓶中，1.0eq的加入到20倍體積的叔丁醇中，再加入3.0eq的碳酸鉀和1.2eq的tmsn3，在室溫下反應一段時間后，tlc監控原料反應完全，得到化合物

進一步限定，步驟l的具體過程為：在反應瓶中，將1.0eq的加入到10倍體積的甲醇和10體積的12mol/l的hcl/1,4-二氧六環中，室溫反應過夜，旋干，乙醚洗滌，得到

進一步限定，步驟m的具體過程為：向安裝有攪拌裝置的超聲波反應容器中通入氮氣，然后加入溶有的二氯甲烷溶液，加入氨水后，于25℃向超聲波反應容器中滴加溶有氯化亞錫的甲醇溶液，滴加過程中開啟攪拌裝置和超聲波發生裝置，超聲波發生裝置的設定頻率為80khz，滴加完后溶液為澄清狀態，停止攪拌，保持超聲波發生裝置繼續工作，降溫至0℃靜置反應液，打開超聲波反應容器上的排氣孔，保持通入的氮氣從排氣孔排出，使氮氣伴隨反應溶劑排出超聲波反應容器，有無色晶體析出，5h后析晶完全，抽濾反應液，濾餅用甲醇洗滌多次以洗去多余的氯化亞錫，濾餅在室溫下晾干后得到

本發明所述的具有pvc穩定劑作用的哌啶并吡啶酮-錫配合物的合成路線為：

本發明合成了一種新型哌啶并吡啶酮-錫配合物并進行了pvc穩定劑測試，發現該配合物具有良好的pvc穩定劑功能。

具體實施方式

以下通過實施例對本發明的上述內容做進一步詳細說明，但不應該將此理解為本發明上述主題的范圍僅限于以下的實施例，凡基于本發明上述內容實現的技術均屬于本發明的范圍。

實施例1

在反應瓶中，把n-boc-4-哌啶酮20g(0.1mol)加入到甲苯200ml中，再加入碳酸二甲酯18g(0.2mol)和叔丁醇鉀22g(0.2mol)，加熱至70℃反應1h，冷卻至室溫，加水100ml淬滅，用1mol/l的hcl調節反應液ph為7，乙酸乙酯萃取，無水硫酸鈉干燥后，旋干得到黃色油狀物n-boc-3-甲酸甲酯-4-哌啶酮25g；¹hnmr(400mhz,cd3cl)δ:3.81(s,1h),3.71(d,j＝8.4hz,1h),3.68(d,j＝8.4hz,1h),3.45(s,3h),3.07-3.05(m,2h),2.76-2.73(m,2h),1.37(s,9h).ms-esi(m/z):258.3[m+h⁺]。

實施例2

在反應瓶中，將n-boc-3-甲酸甲酯-4-哌啶酮25g(0.1mol)加入到甲醇300ml中，再加入乙酸銨22g(0.3mol)，反應過夜，tlc監控原料反應完全，旋干甲醇，加入水900ml，用二氯甲烷300ml萃取反應液三次，合并有機相后用無水硫酸鈉干燥，旋干后得到紅的油狀液體n-boc-3-甲酸甲酯-4-氨基-3-烯-哌啶25g；¹hnmr(400mhz,cd3cl)δ:8.56(s,2h),3.93(s,2h),3.77(s,3h),3.57-3.55(m,2h),2.16-2.13(m,2h),1.37(s,9h).ms-esi(m/z):257.3[m+h⁺]。

實施例3

在反應瓶中，將n-boc-3-甲酸甲酯-4-氨基-3-烯-哌啶26g(0.1mol)加入到二氯甲烷200ml中，再加入tea11g(0.11mol)，冷卻至10℃，緩慢滴加4-氯甲酰乙酸乙酯16g(0.105mol)，室溫反應過夜，tlc監控原料反應完全，再加入二氯甲烷200ml稀釋反應液，水洗兩次，無水硫酸鈉干燥，旋干既得紅色油狀產物n-boc-3-甲酸甲酯-4-氨基甲酰乙酸乙酯-3-烯-哌啶25g；¹hnmr(400mhz,cd3cl)δ:4.71(s,2h),3.93(s,2h),3.79(s,3h),3.57-3.55(m,2h),3.53(s,2h),2.16-2.13(m,2h),1.37(s,9h),1.29(s,3h).ms-esi(m/z):371.4[m+h⁺]。

實施例4

在反應瓶中，把n-boc-3-甲酸甲酯-4-氨基甲酰乙酸乙酯-3-烯-哌啶37g(0.1mol)加入到thf400ml中，再分批加入t-buok23g(0.2mol)，反應溫度控制在小于25℃，反應1h后加入冰水300ml淬滅，用2mol/l的hcl調節反應液ph為3，過濾，真空干燥得到類白色固體產品32g；¹hnmr(400mhz,dmso-d6)δ:11.51(s,1h),5.35(s,1h),4.71(s,2h),4.33(d,j＝4.0hz,2h),3.66-3.62(m,2h),3.25(d,j＝12.0hz,2h),1.41-1.39(m,9h),1.33-1.32(m,3h)。

實施例5

在反應瓶中，加入在6mol/l的hcl溶液200ml，再分批加入34g(0.1mol)，加熱至100℃，反應過夜，旋干反應溶劑，再用乙醚洗滌，真空干燥得到類白色固體15g；¹hnmr(400mhz,dmso-d6)δ:11.47(s,1h),5.95(s,1h),5.41(s,1h),3.86-3.85(m,2h),3.71(d,j＝12.0hz,2h),3.11-3.09(m,2h),1.90(s,1h)。

實施例6

在密閉的反應瓶中，向三氯氧磷50g(0.5mol)中分批加入16g(0.1mol)，緩慢加熱至100℃，反應過夜，tlc監控原料反應完全后，真空旋干三氯氧磷得到紅色油狀產物16g；¹hnmr(400mhz,dmso-d6)δ:7.61(s,1h),3.81(s,2h),3.37(d,j＝12.0hz,2h),3.13-3.12(m,2h),1.87(s,1h)。

實施例7

在帶有溫度計和攪拌的反應瓶中，把20g加入到1,4-二氧六環100ml中，再緩慢加入濃鹽酸100ml，加熱至100℃，回流反應2天，tlc監控原料反應完全后，旋干溶劑并把濃縮物加入10倍體積的乙酸乙酯，水洗三次，分出有機相，干燥旋干后得到棕色固體18g

實施例8

在反應瓶中，把18g(0.1mol)加入到1,4-二氧六環200ml和水200ml中，再分批加入碳酸鈉30g(0.3mol)和(boc)2o33g(0.15mol)，室溫反應10h后，tlc監控原料反應完全，過濾反應液，再用乙酸乙酯100ml洗滌濾餅后用乙酸乙酯200ml萃取反應液三次，再用氯化鈉溶液洗滌，干燥，旋反應液得到20g；¹hnmr(400mhz,dmso-d6)δ:6.61(s,1h),3.93(s,2h),3.54(s,3h),3.57(d,j＝12.0hz,2h),2.07-2.05(m,2h),1.39(s,9h).

實施例9

在反應液中，把28g(0.1mol)加入到dmf300ml中，再加入碳酸銫50g(0.15mol)，碘代叔丁烷24g(0.13mol)，室溫反應過夜，tlc監控原料反應完全，加入冰水100ml淬滅反應液，乙酸乙酯200ml萃取反應液三次，飽和氯化鈉溶液200ml洗滌反應液，干燥，旋干，再用乙醚打漿，過濾，真空干燥得到白色固體26g

實施例10

在反應液中，將34g(0.1mol)加入到1,4-二氧六環200ml中，再緩慢加入三氟甲磺酸20ml，在氮氣保護下，加熱至100℃，回流反應3h，tlc監控原料反應完全，把反應液倒入冰水1000ml中，再用碳酸鈉飽和溶液調節反應液的ph為中性，再用乙酸乙酯300ml萃取反應液三次，合并有機相，再用水洗三次，分出有機相干燥旋干后得到棕色固體26g；¹hnmr(400mhz,dmso-d6)δ:4.17(s,2h),3.83(s,2h),3.54(s,2h),2.07-2.05(m,2h),1.45(s,9h),1.37(s,9h)；ms-esi(m/z):323.4[m+h⁺]。

實施例11

在反應瓶中，把32g(0.1mol)加入到叔丁醇400ml中，再加入碳酸鉀42g(0.3mol)和tmsn314g(0.12mol)，在室溫下反應一段時間后，tlc監控原料反應完全，把反應液倒入水500ml中，用乙酸乙酯200ml萃取反應液三次，合并有機相，蒸除溶劑得到化合物29g；¹hnmr(400mhz,dmso-d6)δ:12.3(s,1h),3.96(s,2h),3.54-3.53(s,2h),2.07-2.06(m,2h),1.39(s,9h),1.26(s,9h)；ms-esi(m/z):348.4[m+h⁺]。

實施例12

在反應瓶中，將35g(0.1mol)加入到甲醇300ml和12mol/l的hcl/1,4-二氧六環200ml中，室溫反應過夜，tlc監控原料反應完全，旋干，乙醚洗滌濃縮物，得到17g；¹hnmr(400mhz,dmso-d6)δ:12.3(s,1h),3.95-3.94(m,1h),3.33-3.32(m,2h),2.95(s,2h),2.07-2.06(m,2h)；ms-esi(m/z):192.2[m+h]⁺。

實施例13

向安裝有攪拌裝置的超聲波反應容器中通入氮氣，然后加入溶有化合物51g的二氯甲烷溶液500ml，加入氨水100ml后，于25℃向超聲波反應容器中緩慢滴加溶有氯化亞錫50g的甲醇溶液500ml，滴加過程中開啟攪拌裝置和超聲波發生裝置，超聲波發生裝置的設定頻率為80khz，滴加完后溶液為澄清狀態，停止攪拌，保持超聲波發生裝置繼續工作，緩慢降溫至0℃靜置反應液，打開超聲波反應容器上的排氣孔，保持通入的氮氣從排氣孔排出，使氮氣伴隨一定量的反應溶劑排出超聲波反應容器，逐漸有無色晶體析出，5h后析晶完全，抽濾反應液，濾餅用甲醇洗滌多次以洗去多余的亞錫鹽，濾餅在室溫下晾干后得到48g。

實施例15

熱穩定性測試

檢測所需的pvc材料配方組成為：100重量份的pvc材料、5重量份的增塑劑鄰苯二甲酸二辛酯、3重量份的二氧化鈦和一定重量份的穩定劑，在180℃條件下在雙輥煉膠機中塑煉至變色，觀察顏色改變時所經歷的時間的長短(時間越長說明穩定劑效果越好)，上述每一份pvc材料所使用的穩定劑加入量如下表所示。

由上表可以看出，本發明所制得的的作用效果超過了傳統鉛復合穩定劑、鈣鋅復合穩定劑和甲基硫醇錫穩定劑穩定劑水平。

以上實施例描述了本發明的基本原理、主要特征及優點，本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明原理的范圍下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進均落入本發明保護的范圍內。