CN102633772B - 一种2-硝基乙酰噻吩的合成方法 - Google Patents
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Abstract
一种2-硝基乙酰噻吩的合成方法，其特征在于以噻吩、固体光气和苯酚为原料合成2-噻吩甲酸苯酯，2-噻吩甲酸苯酯和硝基甲烷反2-噻吩甲酸苯酯→2-硝基乙酰噻吩。本发明提供了合成2-硝基乙酰噻吩的一种方法，具有污染小、生产成本较低、反应步骤较短等特点，具有工业化应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种2-硝基乙酰噻吩的合成方法，尤其是一种以噻吩、固体光气和苯酚为原料经两步反应合成2-硝基乙酰噻吩的合成方法。
背景技术
2-硝基乙酰噻吩可以制备多种功能材料，可以合成恶唑烷酮类、异恶唑类、吡咯类、胺类、酮类等许多化合物，应用很广，其结构式如下：
2-硝基乙酰噻吩的合成文献报道少。解放军药学学报，2009，25（6），471报道了由2-噻吩甲酸、碳酰二咪唑、硝基甲烷为原料合成2-硝基乙酰噻吩，其反应方程式为：
该方法需先由噻吩合成2-噻吩甲酸，然后与碳酰二咪唑反应得到活性中间体，最后与硝基甲烷反应得到2-硝基乙酰噻吩，需三步反应，步骤较长，反应需用碳酰二咪唑，成本较高且收率较低。
J．Org。Chem，2005，70，9211报道了2-硝基乙酰噻吩由2-噻吩甲酸和苯并三唑反应生成2-噻吩甲酰苯并三唑活性中间体，然后与硝基甲烷反应生成2-硝基乙酰噻吩，其反应方程式如下：
该方法同样需先由噻吩合成2-噻吩甲酸， 共需三步反应得到2-硝基乙酰噻吩，步骤较长，反应所用到的苯并三唑较贵，成本较高。
上述现有文献报道的合成方法均存在反应步骤长、需要唑类化合物制备活性中间体导致成本较高等不足。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术需三步反应才能得到产物，且需用唑类化合物来制备2-噻吩甲酰胺类活性中间体导致生产成本较高的问题，进而提供一种成本较低、反应仅需两步、环境污染小、适合工业化生产的2-硝基乙酰噻吩的合成方法。
本发明要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的：
一种2-硝基乙酰噻吩的合成方法，其所述方法是：以噻吩、固体光气和苯酚为原料经两步反应合成2-硝基乙酰噻吩，其合成路线为：噻吩→2-噻吩甲酸苯酯→2-硝基乙酰噻吩；
1）2-噻吩甲酸苯酯的制备
将固体光气溶于二氯甲烷中，冷却至-20℃，然后滴加三乙胺；加毕，再加入三氯化铝，搅拌形成浆状物，此温度下将由噻吩和二氯甲烷组成的溶液滴入反应液中；加毕，在0℃下搅拌0.5h，在此温度下加入三乙胺，滴加由苯酚和二氯甲烷组成的溶液；加毕，在室温下反应2h，有机层依次用2N的盐酸溶液、饱和碳酸钠溶液、氯化钠溶液洗涤，无水硫酸钠干燥、过滤、浓缩、提纯得2-噻吩甲酸苯酯；
其所述方法采用的反应原料噻吩:固体光气:苯酚摩尔比=1: (0.35-0.45):(1.1-1.3)；
2）2-硝基乙酰噻吩的制备
将NaH悬浮在N,N-二甲基甲酰胺中，加入硝基甲烷，室温下搅拌2.5h，冷却至0℃，缓慢滴加由2-噻吩甲酸苯酯和 N,N-二甲基甲酰胺组成的溶液；滴毕，0℃搅拌过夜，室温下搅拌1h，倒入冰和浓盐酸组成的溶液中，水层由醋酸乙酯萃取，合并有机相，盐水洗涤，无水硫酸钠干燥、过滤、精制得2-硝基乙酰噻吩；
其所述方法采用的反应原料2-噻吩甲酸苯酯:硝基甲烷摩尔比=1:(1-1.2）。
在上述技术方案中，所述合成2-噻吩甲酸苯酯所用的原料进一步的摩尔比为：噻吩:固体光气:苯酚=1:0.4:1.2；所述合成2-硝基乙酰噻吩所用的原料进一步的摩尔比为：2-噻吩甲酸苯酯:硝基甲烷=1:1.1。
本发明上述所提供的一种2-硝基乙酰噻吩的合成方法，与现有技术相比，其优点与积极效果在于本发明方法反应采用了固体光气作为酰化剂，制备2-硝基乙酰噻吩，具有收率高、污染小的特点；本发明方法反应采用了苯酚制备2-噻吩甲酸苯酯这一活性中间体化合物，具有成本低的特点；本发明方法反应采用了噻吩作为起始原料合成2-硝基乙酰噻吩，反应步骤由现有技术的三步法减少至两步，简化了合成工艺。
本发明所提供的合成方法具有生产成本低、污染小、步骤短、设备投资少等特点，适合工业化生产。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作出进一步的说明。
实施本发明一种2-硝基乙酰噻吩的合成方法，以噻吩、固体光气为原料，三氯化铝为催化剂，在低温下反应得到2-噻吩甲酰氯，不需分离出产物，与苯酚直接反应一锅合成2-噻吩甲酸苯酯活性中间体，最后与硝基甲烷在反应，经后处理即得2-硝基乙酰噻吩。其反应方程式如下：
其中制备2-噻吩甲酸苯酯所用的反应溶剂为二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、硝基苯、氯苯；反应原料噻吩:固体光气:苯酚摩尔比=1: (0.35-0.45):(1.1-1.3)，优选反应原料噻吩:固体光气:苯酚摩尔比=1: 0.4:1.2。
由2-噻吩甲酸苯酯制备2-硝基乙酰噻吩所用的溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、苯、正己烷、二氯甲烷、二氧六环。反应原料 2-噻吩甲酸苯酯:硝基甲烷摩尔比=1:(1-1.5），优选反应原料 2-噻吩甲酸苯酯:硝基甲烷摩尔比=1:(1-1.2）。
下面通过具体实施例对本发明的具体实施方式作出进一步的详细说明。
实施例1
将11.9g(0.04mol)固体光气溶于140ml的二氯甲烷中，冷却至-20℃，然后滴加10.1g(0.1mol)三乙胺。加毕，再加入13.4g(0.1mol)三氯化铝，搅拌形成浆状物，此温度下将由8.4g(0.1mol)噻吩和80ml二氯甲烷组成的溶液滴入反应液中。加毕，在0℃下搅拌0.5h，在此温度下加入16ml三乙胺，滴加由11.3g(0.12mol)苯酚和50ml二氯甲烷组成的溶液。加毕，在室温下反应2h，有机层依次用2N的盐酸溶液、饱和碳酸钠溶液、氯化钠溶液洗涤，无水硫酸钠干燥、过滤、浓缩、提纯得17.5g 2-噻吩甲酸苯酯(收率86%)。
将7.2g(0.3mol) NaH悬浮在170ml N,N-二甲基甲酰胺中，加入6.1g(0.1mol)硝基甲烷，室温下搅拌2.5h，冷却至0℃，缓慢滴加由18.3g(0.09mol)2-噻吩甲酸苯酯和120ml N,N-二甲基甲酰胺组成的溶液。滴毕，0℃搅拌过夜，室温下搅拌1h，倒入400g冰和48ml浓盐酸组成的溶液中，水层用醋酸乙酯萃取，合并有机相，盐水洗涤，无水硫酸钠干燥、过滤、精制得13.5g 2-硝基乙酰噻吩，收率88%。
实施例2
将8.4g(0.1mol)噻吩、13.4g(0.1mol)三氯化铝、10.1g(0.1mol)三乙胺和80ml二氯甲烷放入反应瓶中，冷却至-20℃，将11.9g(0.04mol)固体光气溶于140ml二氯甲烷的溶液缓慢滴入反应瓶中。加毕，在0℃下搅拌0.5h，加入16ml三乙胺，此温度下滴加由11.3g(0.12mol)苯酚和50ml二氯甲烷组成的溶液。加毕，在室温下反应2h，有机层依次用2N的盐酸溶液、饱和碳酸钠溶液、氯化钠溶液洗涤，无水硫酸钠干燥、过滤、浓缩、提纯得16.1g 2-噻吩甲酸苯酯(收率79%)。
将7.2g(0.3mol) NaH悬浮在170ml N,N-二甲基甲酰胺中，加入6.1g(0.1mol)硝基甲烷，室温下搅拌2.5h，冷却至0℃，缓慢滴加由18.3g(0.09mol)2-噻吩甲酸苯酯和120ml N,N-二甲基甲酰胺组成的溶液。滴毕，0℃搅拌过夜，室温下搅拌1h，倒入400g冰和48ml浓盐酸组成的溶液中，水层用醋酸乙酯萃取，合并有机相，盐水洗，无水硫酸钠干燥、过滤、精制得13.5g 2-硝基乙酰噻吩，收率88%。
实施例3
将10.4g(0.035mol)固体光气溶于130ml的二氯甲烷中，冷却至-20℃，然后滴加10.1g(0.1mol)三乙胺；加毕，再加入13.4g(0.1mol)三氯化铝，搅拌形成浆状物，此温度下将由8.4g(0.1mol)噻吩和80ml二氯甲烷组成的溶液滴入反应液中。加毕，在0℃下搅拌0.5h，在此温度下加入16ml三乙胺，滴加由10.4g(0.11mol)苯酚和45ml二氯甲烷组成的溶液。加毕，在室温下反应2h，有机层依次用2N的盐酸溶液、饱和碳酸钠溶液、氯化钠溶液洗涤，无水硫酸钠干燥、过滤、浓缩、提纯得16.3g 2-噻吩甲酸苯酯(收率80%)。
将7.2g(0.3mol) NaH悬浮在170ml N,N-二甲基甲酰胺中，加入6.1g(0.1mol)硝基甲烷，室温下搅拌2.5h，冷却至0℃，缓慢滴加由20.4g(0.1mol)2-噻吩甲酸苯酯和120ml N,N-二甲基甲酰胺组成的溶液；滴毕，0℃搅拌过夜，室温下搅拌1h，倒入400g冰和48ml浓盐酸组成的溶液中，水层用醋酸乙酯萃取，合并有机相，盐水洗涤，无水硫酸钠干燥、过滤、精制得14.4g 2-硝基乙酰噻吩，收率84%。
实施例4
将13.4g(0.045mol)固体光气溶于145ml的二氯甲烷中，冷却至-20℃，然后滴加12.1g(0.12mol)三乙胺；加毕，再加入13.4g(0.1mol)三氯化铝，搅拌形成浆状物，此温度下将由8.4g(0.1mol)噻吩和80ml二氯甲烷组成的溶液滴入反应液中；加毕，在0℃下搅拌0.5h，在此温度下加入16ml三乙胺，滴加由12.2g(0.13mol)苯酚和50ml二氯甲烷组成的溶液。加毕，在室温下反应2h，有机层依次用2N的盐酸溶液、饱和碳酸钠溶液、氯化钠溶液洗涤，无水硫酸钠干燥、过滤、浓缩、提纯得17.7g 2-噻吩甲酸苯酯(收率87%)。
将8.6g(0.36mol) NaH悬浮在175ml N,N-二甲基甲酰胺中，加入7.3g(0.12mol)硝基甲烷，室温下搅拌2.5h，冷却至0℃，缓慢滴加由20.4g(0.1mol)2-噻吩甲酸苯酯和125ml N,N-二甲基甲酰胺组成的溶液。滴毕，0℃搅拌过夜，室温下搅拌1h，倒入400g冰和48ml浓盐酸组成的溶液中，水层用醋酸乙酯萃取，合并有机相，盐水洗涤，无水硫酸钠干燥、过滤、精制得15.1g 2-硝基乙酰噻吩，收率88.5%。
Claims (3)
1.一种2-硝基乙酰噻吩的合成方法，其所述方法是：以噻吩、固体光气、苯酚和硝基甲烷为原料经两步反应合成2-硝基乙酰噻吩，其合成路线为：噻吩→2-噻吩甲酸苯酯→2-硝基乙酰噻吩；
1）2-噻吩甲酸苯酯的制备
将固体光气溶于二氯甲烷中，冷却至-20℃，然后滴加三乙胺，加毕，再加入三氯化铝，搅拌形成浆状物，此温度下将由噻吩和二氯甲烷组成的溶液滴入反应液中；加毕，在0℃下搅拌0.5h，在此温度下加入三乙胺，滴加由苯酚和二氯甲烷组成的溶液；加毕，在室温下反应2h，有机层依次用2N的盐酸溶液、饱和碳酸钠溶液、氯化钠溶液洗涤，无水硫酸钠干燥、过滤、浓缩、提纯得2-噻吩甲酸苯酯；
其所述方法采用的反应原料噻吩:固体光气:苯酚摩尔比=1: (0.35-0.45):(1.1-1.3)；
2）2-硝基乙酰噻吩的制备
将NaH悬浮在N,N-二甲基甲酰胺中，加入硝基甲烷，室温下搅拌2.5h，冷却至0℃，缓慢滴加由2-噻吩甲酸苯酯和 N,N-二甲基甲酰胺组成的溶液；滴毕，0℃搅拌过夜，室温下搅拌1h，倒入冰和浓盐酸组成的溶液中，水层由醋酸乙酯萃取，合并有机相，盐水洗涤，无水硫酸钠干燥、过滤、精制得2-硝基乙酰噻吩；
其所述方法采用的反应原料2-噻吩甲酸苯酯:硝基甲烷摩尔比=1:(1-1.2）。
2.根据权利要求1所述的方法，其所述方法是合成2-噻吩甲酸苯酯所用的原料进一步的摩尔比为：噻吩:固体光气:苯酚= 1:0.4:1.2。
3.根据权利要求1所述的方法，其所述方法是合成2-硝基乙酰噻吩所用的原料进一步的摩尔比为：2-噻吩甲酸苯酯:硝基甲烷=1:1.1。
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