CN102558139B - 一种合成3，4-噻吩二甲醛的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种合成3，4-噻吩二甲醛的方法，所述方法是以3，4-二溴噻吩为原料，在催化剂的存在下合成3-甲氧基-4-溴噻吩，然后与由双(三氯甲基)碳酸酯和N，N-二甲基甲酰胺制备的Vilsmeier试剂在有机溶剂中反应即得目标化合物。本发明方法具有原料廉价易得、反应条件温和、操作简单安全等优点，具备工业化应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种有机化合物的合成方法，具体涉及一种合成3，4-噻吩二甲醛的方法。
背景技术
3，4-噻吩二甲醛，英文名：3，4-Thiophenedicarboxaldehyde，外观为浅黄色固体，熔点78～80℃，CAS：1073-31-0。其作为重要的化工中间体，被用来合成各种噻吩类衍生物，在医药和材料领域具有重要的利用价值。
在本发明给出之前，现有技术中的3，4-噻吩二甲醛是通过以3，4-二溴噻吩和N，N-二甲基甲酰胺为底物，在-78℃下缓慢滴加正丁基锂后在低温环境中搅拌过夜的方法来制备的。但是，此方法使用的正丁基锂化学性质十分活泼，需要在较苛刻的低温环境下反应，操作复杂，成本较高，因此只适合于在实验室条件下合成，无法满足工业化大生产的要求。
发明内容
本发明解决的正是现有的合成3，4-噻吩二甲醛的方法条件苛刻、操作复杂、成本较高的问题而提供了一种反应条件温和、操作简单、成本低廉的合成3，4-噻吩二甲醛的方法。
本发明的具体技术方案为：一种合成3，4-噻吩二甲醛的方法，它是以3，4-二溴噻吩为原料，通过两步反应制得，收率较高，具备工业化应用前景。反应式为：
其具体步骤如下：
(1)将3，4-二溴噻吩加入含有甲醇钠的甲醇溶液，在催化剂存在的条件下加热反应，反应液经过滤后，加入水，用有机溶剂萃取，合并有机层，干燥、浓缩、柱层析分离后即得产物3-甲氧基-4-溴噻吩；
(2)以双(三氯甲基)碳酸酯和N，N-二甲基甲酰胺为原料，于-5～0℃下在卤代烃中反应完全制成Vilsmeier试剂，再加入步骤(1)的产物3-甲氧基-4-溴噻吩，升温至50～80℃，反应6～12h，反应结束后，将反应液倒入冰水中，调节PH至7～8，再用有机萃取剂萃取，合并有机层，干燥、浓缩、重结晶后即得3，4-噻吩二甲醛。
优选步骤(1)中，3，4-二溴噻吩与甲醇钠的质量比为1∶0.3～0.5；优选步骤(1)中，甲醇溶液中甲醇钠的质量百分浓度为8％～13％。
优选步骤(1)中，催化剂为氯化亚铜、溴化亚铜、碘化亚铜或碘化钾与氧化铜的混合物，其中碘化钾与氧化铜的混合物中碘化钾与氧化铜的质量比为1∶25～35；优选催化剂的用量为3，4-二溴噻吩和甲醇钠的甲醇溶液总质量的2.5～10％。
优选步骤(1)中，反应温度为65～75℃，反应时间为25～40h；步骤(1)中，水的的加入质量为甲醇钠的甲醇溶液质量的1.5～3倍。
优选步骤(1)中，萃取用的有机溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷、乙醚、甲基叔丁基醚、甲酸乙酯或乙酸乙酯。
优选步骤(2)中，3-甲氧基-4-溴噻吩、双(三氯甲基)碳酸酯与N，N-二甲基甲酰胺的摩尔比为1∶0.7～1∶2.5～5；卤代烃为二氯甲烷、三氯甲烷、1，2-二氯乙烷或四氯化碳；卤代烃的质量用量为3-甲氧基-4-溴噻吩和双(三氯甲基)碳酸酯总质量的3～4.5倍；有机萃取剂为二氯甲烷、三氯甲烷、乙酸乙酯或甲酸乙酯；加入的冰水的质量为卤代烃质量的1～2倍。
有益效果：
(1)产品3，4-噻吩二甲醛的收率较高，总收率可达45％以上。
(2)反应中所用的溶剂可以回收重复利用。
(3)反应过程中工艺简单、反应温和、成本低、产品收率高，适合工业化生产。
具体实施方式
下面结合实例对本发明作进一步描述：
实施例一：
3，4-噻吩二甲醛的合成方法，包括如下步骤：
(1)将100g3，4-二溴噻吩加到366g甲醇钠的甲醇溶液中，甲醇钠的质量浓度为9％，加入碘化钾1.4g，氧化铜44g，升温至68℃，反应40h，反应液经过滤后，加入1000g水，用乙醚萃取，合并乙醚层，无水硫酸钠干燥，浓缩干乙醚(回收利用)后经柱层析分离得无色透明液体39.6g(另得少量3，4-二甲氧基噻吩)，即为3-甲氧基-4-溴噻吩，含量98％，收率50％；
(2)将35g双(三氯甲基)碳酸酯溶于260g1，2-二氯乙烷中，-5℃下缓慢滴加至30gN，N-二甲基甲酰胺中，加完搅拌15分钟，加入步骤(1)产物30g，升温至75℃，反应7h，反应结束后降至室温，倒入300g冰水中，然后用10％的氢氧化钠水溶液调PH至8左右，乙酸乙 酯萃取，合并有机层，无水硫酸钠干燥后浓缩干溶剂(回收利用)，粗品用甲醇重结晶得黄色晶体19.8g，即为3，4-噻吩二甲醛，熔点78-80℃，含量99％，收率90％。
产物的核磁数据为：1H NMR(CDCl3)：δ7.78(2H，s)，10.08(2H，s).13C NMR(CDCl3)：δ113.5，131.5，181.4.
实施例二：
3，4-噻吩二甲醛的合成方法，包括如下步骤：
(1)将120g3，4-二溴噻吩加到430g甲醇钠的甲醇溶液中，甲醇钠的质量浓度为8.8％，加入碘化钾1.7g，氧化铜45g，升温至66℃，反应40h，反应液经过滤后，加入1100g水，用甲酸乙酯萃取，合并有机层，无水硫酸钠干燥，浓缩干甲酸乙酯(回收利用)后经柱层析分离得无色透明液体45.7g(另得少量3，4-二甲氧基噻吩)，即为3-甲氧基-4-溴噻吩，含量98％，收率48％；
(2)将66g双(三氯甲基)碳酸酯溶于475g1，2-二氯乙烷中，0℃下缓慢滴加至60gN，N-二甲基甲酰胺中，加完搅拌15分钟，加入步骤(1)产物45g，升温至80℃，反应6h，反应结束后降至室温，倒入900g冰水中，然后用10％的氢氧化钠水溶液调PH至8左右，二氯甲烷萃取，合并有机层，无水硫酸钠干燥后浓缩干溶剂(回收利用)，粗品用乙醇重结晶得黄色晶体30g，即为3，4-噻吩二甲醛，熔点78-80℃，含量99％，收率91.3％。
产物的核磁数据为：1H NMR(CDCl3)：δ7.78(2H，s)，10.08(2H，s).13C NMR(CDCl3)：δ113.5，131.5，181.4.
实施例三：
3，4-噻吩二甲醛的合成方法，包括如下步骤：
(1)将150g3，4-二溴噻吩加到516g甲醇钠的甲醇溶液中，甲醇钠的质量浓度为11％，加入溴化亚铜25g，升温到72℃，反应36h，反应液经过滤后，加入1000g水，用乙酸乙酯萃取，合并有机层，无水硫酸钠干燥，浓缩干乙酸乙酯(回收利用)后经柱层析分离得无色透明液体69g(另得少量3，4-二甲氧基噻吩)，即为3-甲氧基-4-溴噻吩，含量98％，收率60％；
(2)将69g双(三氯甲基)碳酸酯溶于450g二氯甲烷中，-5℃下缓慢滴加至85gN，N-二甲基甲酰胺中，加完搅拌15分钟，加入步骤(1)产物50g，升温至50℃，反应12h，反应结束后降至室温，倒入650g冰水中，然后用10％的氢氧化钠水溶液调PH至8左右，三氯甲烷萃取，合并有机层，无水硫酸钠干燥后浓缩干溶剂(回收利用)，粗品用甲醇重结晶得黄色晶体18.2g，即为3，4-噻吩二甲醛，熔点78-80℃，含量98.6％，收率50％。
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实施例四：
3，4-噻吩二甲醛的合成方法，包括如下步骤：
(1)将300g 3，4-二溴噻吩加到1050g甲醇钠的甲醇溶液中，甲醇钠的质量浓度为12.7％，加入碘化亚铜40g，升温到75℃，反应25h，反应液经过滤后，加入1600g水，用甲基叔丁基醚萃取，合并有机层，无水硫酸钠干燥，浓缩干甲基叔丁基醚(回收利用)后经柱层析分离得无色透明液体145g(另得少量3，4-二甲氧基噻吩)，即为3-甲氧基-4-溴噻吩，含量98％，收率61％；
(2)将184g双(三氯甲基)碳酸酯溶于1130g四氯化碳中，0℃下缓慢滴加至160gN，N-二甲基甲酰胺中，加完搅拌15分钟，加入步骤(1)产物140g，升温至70℃，反应9h，反应结束后降至室温，倒入1500g冰水中，然后用15％的氢氧化钠水溶液调PH至8左右，甲酸乙酯萃取，合并有机层，无水硫酸钠干燥后浓缩干溶剂(回收利用)，粗品用乙醇重结晶得黄色晶体90g，即为3，4-噻吩二甲醛，熔点78-80℃，含量99％，收率88％。
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Claims (8)
1.一种合成3，4-噻吩二甲醛的方法，其具体步骤如下：
⑴将3，4-二溴噻吩加入含有甲醇钠的甲醇溶液，在催化剂存在的条件下加热至65～75℃反应25～40h，反应液经过滤后，加入水，用有机溶剂萃取，合并有机层，干燥、浓缩、柱层析分离后即得产物3-甲氧基-4-溴噻吩；所述步骤⑴中，催化剂为氯化亚铜、溴化亚铜、碘化亚铜或碘化钾与氧化铜的混合物，其中碘化钾与氧化铜的混合物中碘化钾与氧化铜的质量比为1：25～35；催化剂的用量为3，4-二溴噻吩和甲醇钠的甲醇溶液总质量的2.5～10%；
⑵以双（三氯甲基）碳酸酯和N,N-二甲基甲酰胺为原料，于-5～0℃下在卤代烃中反应完全制成Vilsmeier试剂，再加入步骤⑴的产物3-甲氧基-4-溴噻吩，升温至50～80℃，反应6～12h，反应结束后，将反应液倒入冰水中，调节pH至7～8，再用有机萃取剂萃取，合并有机层，干燥、浓缩、重结晶后即得3，4-噻吩二甲醛；其中3-甲氧基-4-溴噻吩、双（三氯甲基）碳酸酯与N，N-二甲基甲酰胺的摩尔比为1：0.7～1：2.5～5。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤⑴中，3，4-二溴噻吩与甲醇钠的质量比为1：0.3～0.5。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤⑴中，甲醇溶液中甲醇钠的质量百分浓度为8%～13%。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤⑴中，水的加入质量为甲醇钠的甲醇溶液质量的1.5～3倍。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤⑴中，萃取用的有机溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷、乙醚、甲基叔丁基醚、甲酸乙酯或乙酸乙酯。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤⑵中，卤代烃为二氯甲烷、三氯甲烷、1,2-二氯乙烷或四氯化碳；卤代烃的质量用量为3-甲氧基-4-溴噻吩和双（三氯甲基）碳酸酯总质量的3～4.5倍。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤⑵中，有机萃取剂为二氯甲烷、三氯甲烷、乙酸乙酯或甲酸乙酯。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤⑵中，加入的冰水的质量为卤代烃质量的1～2倍。
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2011
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Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1764456A (zh) * | 2003-01-22 | 2006-04-26 | 法马西亚和厄普乔恩公司 | 利用α－7nACh受体完全激动剂对相关疾病的治疗 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| BrigitteWex et al..Synthesis of the anti and syn Isomers of Thieno[f |
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| 钱定权等.Vilsmeier试剂近年来在有机合成中的应用.《有机化学》.2000,第20卷(第1期),第30-43页. |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102558139A (zh) | 2012-07-11 |
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