CN101397281B - 5-氨基-1,2,3-噻二唑的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种5-氨基-1，2，3-噻二唑的制备方法，具有以下步骤：①将氨基乙腈硫酸盐用水溶解，然后加入有机溶剂，并用冰盐水冷却至-10～10℃；②滴加亚硝酸钠水溶液；滴完控制温度在-5～5℃；然后滴加稀酸，使溶液的pH为1～2，滴完后在-5～5℃的温度下继续反应30min～90min；③将溶液静置分层，将上层的水层和下层的有机层分离后，得到下层的有机层作为重氮乙腈溶液；④将重氮乙腈溶液冷却至-15～-5℃，在搅拌下加入催化剂三乙胺，并缓缓通入硫化氢气体，反应完成后通过后处理得到5-氨基-1，2，3-噻二唑成品。本发明的方法反应时间较短、操作简单、收率较高、易于工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种有机化工中间体的制备方法，特别是涉及一种5-氨基-1，2，3-噻二唑的制备方法。
背景技术
5-氨基-1，2，3-噻二唑是一种重要的有机化工中间体，广泛应用于药物和农用化学品的合成，是合成内酰胺抗菌素和植物生长调节剂噻苯隆的关键中间体。
美国专利US4269982公开了一种利用重氮乙腈和硫化氢气体在有三乙胺存在的有机溶剂中反应生成5-氨基-1，2，3-噻二唑。该方法的不足是溶剂用量偏大，收率偏低，只有50％左右。中国专利CN1232019对其进行了改进，减少了溶剂的用量，环合收率提高到70％左右。但是上述两种方法的成环温度较高，由于5-氨基-1，2，3-噻二唑也是易爆物，较高温度会影响安全生产。而这两篇专利都未报道重氮乙腈的合成方法。
发明内容
本发明的目的是克服上述问题，提供一种反应时间较短、操作简单、收率较高、易于工业化生产的5-氨基-1，2，3-噻二唑的制备方法。
实现本发明目的的技术方案是：一种5-氨基-1，2，3-噻二唑的制备方法，具有以下步骤：①将氨基乙腈硫酸盐用水溶解，然后加入有机溶剂，并用冰盐水冷却至-10～10℃。②向步骤①得到的溶液中滴加亚硝酸钠水溶液，而使亚硝酸钠与氨基乙腈硫酸盐发生重氮化反应而生成重氮乙腈；滴完控制温度在-5～5℃，所述亚硝酸钠水溶液与氨基乙腈硫酸盐的摩尔比为1.2∶1～1.5∶1；然后滴加稀酸，使溶液的pH为1～2，滴完后在-5～5℃的温度下继续反应30min～90min。③将步骤②得到的溶液静置分层，将上层的水层和下层的有机层分离后，得到下层的有机层作为重氮乙腈溶液。④将步骤③得到的重氮乙腈溶液冷却至-15～-5℃，在搅拌下加入催化剂三乙胺，并缓缓通入硫化氢气体使之与重氮乙腈反应而生成5-氨基-1，2，3-噻二唑，反应完成后通过后处理得到5-氨基-1，2，3-噻二唑成品。
上述步骤①中所述的有机溶剂为乙醚、异丙醚、二氯甲烷、氯仿或者四氯化碳，优选氯仿。
上述步骤②中亚硝酸钠水溶液与氨基乙腈硫酸盐的摩尔比为1.3∶1～1.4∶1；滴加稀酸后的继续反应时间为50min～60min。
上述步骤②中所述的稀酸为盐酸、硫酸、磷酸、甲酸或者醋酸，优选醋酸。
上述步骤④中通完硫化氢气体后，继续搅拌10～20min，使之反应完全。
上述步骤③中，在得到下层的有机层后，用碳酸钠水溶液和水洗涤后，再用无水硫酸钠干燥，而得到重氮乙腈溶液；碳酸钠水溶液是优选浓度为2N的碳酸钠溶液。
上述步骤④中的后处理的方法是：将反应体系过滤，所得滤饼用有机溶剂洗涤后即得5-氨基-1，2，3-噻二唑成品。该有机溶剂为二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、石油醚或者正己烷，优选石油醚。
本发明具有积极的效果：(1)本发明的方法在制备重氮乙腈的过程中，使亚硝酸钠过量，并通过加入稀酸使pH值控制在1～2，这样在-5～5℃的温度下，可以在90min内完成重氮化反应，使得整个制备过程耗时短，操作简便，目标产物在保证质量的前提下收率提高到70％左右，特别是在50～60min完成时收率最高。(2)亚硝酸钠过量有助于目标产物收率的提高，特别是过量30％～40％时，收率最高。
具体实施方式
(实施例1)
本实施例的5-氨基-1，2，3-噻二唑的制备方法如下：
①将5.67g的氨基乙腈硫酸盐(0.054mol)用7ml的水溶解，然后加入60ml的氯仿，用冰盐水冷却至-5℃。
②向步骤①得到的溶液中滴加10ml含有5.25g亚硝酸钠的水溶液(0.076mol)，滴完控制温度在-2℃，20min左右滴完。然后滴加稀醋酸溶液，使溶液的pH为1～2，滴完后在-2℃继续反应60min。
③将步骤②得到的溶液静置分层，上层的水层用氯仿萃取三次(分别为30ml、30ml和25ml)。下层的有机层依次用4.65ml的浓度为2N的碳酸钠溶液和9.25ml的水洗涤，并用无水硫酸钠干燥1h，将无水硫酸钠过滤后得到重氮乙腈溶液。
④将步骤③得到的重氮乙腈溶液冷却到-10℃，在搅拌下在7min内慢慢加入3.58ml的三乙胺，并缓慢通入200g的硫化氢气体，通完继续搅拌15min，过滤去除沉淀物，所得滤饼用少量的石油醚洗涤，回收石油醚后得到3.95g的5-氨基-1，2，3-噻二唑，熔点为146～147℃，收率达72.5％。
(实施例2～实施例5)
实施例2～实施例5的制备方法基本与实施例1相同，不同之处在于步骤②滴加稀醋酸后的继续反应的时间。具体见表1。
表1
| 反应时间 | 目标产物重量 | 收率 | |
| 实施例1 | 60min | 3.95g | 72.5％ |
| 实施例2 | 90min | 3.93g | 72.1％ |
| 实施例3 | 30min | 3.75g | 68.8％ |
| 实施例4 | 55min | 3.96g | 72.7％ |
| 实施例5 | 50min | 3.94g | 72.3％ |
从表1可以看出，反应时间过短，由于重氮化反应不完全，目标产物的收率还不是很高，而反应时间过长也不会提高目标产物的收率，反应时间在50～60min是收率更高。
(实施例6～实施例9)
实施例6～实施例9的制备方法基本与实施例1相同，不同之处在于步骤②中亚硝酸钠的加入量。具体见表2。
表2
| 亚硝酸钠重量 | 亚硝酸钠与氨基乙腈硫酸盐的摩尔比 | 目标产物重量 | 收率 | |
| 实施例1 | 5.2g | 1.4 | 3.95g | 72.5％ |
| 实施例6 | 4.88g | 1.3 | 3.84g | 70.5％ |
| 实施例7 | 5.44g | 1.45 | 3.90g | 71.4％ |
| 实施例8 | 5.62g | 1.5 | 3.70g | 68％ |
| 实施例9 | 4.5g | 1.2 | 3.65g | 67％ |
从表2可以看出，亚硝酸钠的加入量以过量30％～40％时收率更高。
(实施例10～实施例20)
实施例10～实施例20的制备方法基本与实施例1相同，不同之处在于温度、稀酸以及有机溶剂的选择。具体见表3。
表3
| 步骤①的温度 | 步骤①的溶剂 | 步骤①的温度 | 步骤①的溶剂 | 步骤①的温度 | 步骤①的溶剂 | 收率 | |
| 实施例10 | -7℃ | 氯仿 | -4℃ | 硫酸 | -12℃ | 石油醚 | 72.3％ |
| 实施例11 | 8℃ | 氯仿 | 2℃ | 醋酸 | -15℃ | 正己烷 | 72.2％ |
| 实施例12 | 0℃ | 异丙醚 | -3℃ | 硫酸 | -6℃ | 石油醚 | 69.2％ |
| 实施例13 | -5℃ | 二氯甲烷 | 3℃ | 磷酸 | -15℃ | 氯仿 | 70.8％ |
| 实施例14 | 10℃ | 乙醚 | -5℃ | 醋酸 | -7℃ | 二氯甲烷 | 70.2％ |
| 实施例15 | -2℃ | 四氯化碳 | 5℃ | 甲酸 | -8℃ | 石油醚 | 69.5％ |
| 实施例16 | 2℃ | 氯仿 | -1℃ | 盐酸 | -15℃ | 四氯化碳 | 71.3％ |
| 实施例17 | -1℃ | 乙醚 | 4℃ | 醋酸 | -10℃ | 石油醚 | 72.1％ |
| 实施例18 | 0℃ | 四氯化碳 | 0℃ | 硫酸 | -11℃ | 氯仿 | 70.1％ |
| 实施例19 | -10℃ | 二氯甲烷 | -5℃ | 盐酸 | -13℃ | 四氯化碳 | 68.7％ |
| 实施例20 | 5℃ | 氯仿 | 5℃ | 醋酸 | -5℃ | 石油醚 | 72.6％ |
Claims (5)
1.一种5-氨基-1，2，3-噻二唑的制备方法，其特征在于具有以下步骤：
①将氨基乙腈硫酸盐用水溶解，然后加入氯仿，并用冰盐水冷却至-10～10℃；
②向步骤①得到的溶液中滴加亚硝酸钠水溶液，而使亚硝酸钠与氨基乙腈硫酸盐发生重氮化反应而生成重氮乙腈；滴完控制温度在-5～5℃，所述亚硝酸钠水溶液与氨基乙腈硫酸盐的摩尔比为1.3∶1～1.45∶1；然后滴加醋酸，使溶液的pH为1～2，滴完后在-5～5℃的温度下继续反应50min～60min；
③将步骤②得到的溶液静置分层，将上层的水层和下层的有机层分离后，得到下层的有机层作为重氮乙腈溶液；
④将步骤③得到的重氮乙腈溶液冷却至-15～-5℃，在搅拌下加入催化剂三乙胺，并缓缓通入硫化氢气体使之与重氮乙腈反应而生成5-氨基-1，2，3-噻二唑，反应完成后通过后处理得到5-氨基-1，2，3-噻二唑成品。
2.根据权利要求书1所述的5-氨基-1，2，3-噻二唑的制备方法，其特征在于：步骤④中通完硫化氢气体后，继续搅拌10～20min，使之反应完全。
3.根据权利要求书1或2所述的5-氨基-1，2，3-噻二唑的制备方法，其特征在于：步骤③中，在得到下层的有机层后，用碳酸钠水溶液和水洗涤后，再用无水硫酸钠干燥，而得到重氮乙腈溶液；步骤④中的后处理的方法是：将反应体系过滤，所得滤饼用有机溶剂洗涤后即得5-氨基-1，2，3-噻二唑成品。
4.根据权利要求书3所述的5-氨基-1，2，3-噻二唑的制备方法，其特征在于：步骤③中，碳酸钠水溶液是浓度为2N的碳酸钠溶液；步骤④中用于洗涤滤饼的有机溶剂为二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、石油醚或者正己烷。
5.根据权利要求书4所述的5-氨基-1，2，3-噻二唑的制备方法，其特征在于：步骤④中用于洗涤滤饼的有机溶剂为石油醚。
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