CN102702168B

CN102702168B - 一种2-硝基乙烯噻吩的合成方法

Info

Publication number: CN102702168B
Application number: CN201210153195.4A
Authority: CN
Inventors: 邢俊德; 苗茂谦; 张照昱; 李强
Original assignee: Taiyuan University of Technology
Current assignee: Shanxi Ruipude Technology Co ltd
Priority date: 2012-05-17
Filing date: 2012-05-17
Publication date: 2014-03-26
Anticipated expiration: 2032-05-17
Also published as: CN102702168A

Abstract

一种2-硝基乙烯噻吩的合成方法是在反应瓶中放入2-噻吩甲醛，硝基甲烷，乙腈溶解的β-丙氨酸和溶剂，超声辐射下反应1h；反应毕，除去乙腈，滤出β-丙氨酸，浓缩，残留物重结晶得2-硝基乙烯噻吩。本发明方法具有成本低、操作简便、收率高等特点，适合于工业化生产。

Description

一种2-硝基乙烯噻吩的合成方法

技术领域

本发明涉及一种2-硝基烯乙噻吩的合成方法，尤其是一种以2-噻吩甲醛、硝基甲烷为原料经一步反应合成2-硝基乙烯噻吩的合成方法。

背景技术

2-硝基烯乙噻吩是一些医药化工的中间体，可用来合成2-噻吩乙胺、噻氯吡啶、氯吡格雷、普拉格雷等，其结构式如下：

Figure 2012101531954100002DEST_PATH_IMAGE001

公开文献报道的2-硝基乙烯噻吩的合成方法主要是由2-噻吩甲醛和硝基甲烷反应制得，但反应条件有一定的区别。

现有公开文献US4906756报道，将2-噻吩甲醛、硝基甲烷、甲醇放入反应瓶中，滴加氢氧化钠溶液，反应毕，倒入盐酸溶液得2-硝基乙烯噻吩固体产物，其反应方程式为：

该方法将原料2-噻吩甲醛、硝基甲烷和甲醇置入反应瓶中，在0～20℃下缓慢滴加氢氧化钠溶液、水，搅拌4小时后倒入盐酸溶液中，析出黄色固体的产物，收率72.4%。该工艺操作简单，用氢氧化钠作为碱价廉、工艺成熟，但所得产物收率中等偏低。

现有化学世界，2007,48(2):92-94公开报道了由2-噻吩甲醛与硝基甲烷在Ando催化剂作用下合成2-硝基乙烯噻吩，其反应方程式为：

该方法的优点是收率高（95.91%），其存在的不足是Ando催化剂制备工艺较复杂，较难制备高活性的催化剂导致重复性差，且用量较大（Ando催化剂:噻吩甲醛的质量比=4.80:1），成本也较高。

现有公开US5137894报道了由2-噻吩甲醛与硝基甲烷在醋酸铵和冰醋酸存在下，回流反应约3h得2-硝基乙烯噻吩，其反应方程式为：

该方法将2-噻吩甲醛、硝基甲烷、醋酸铵、醋酸放入反应瓶中约回流3小时，冷却后倒入冰水中得产物。工艺过程简单，所用原料醋酸铵和冰醋酸价格低廉，但醋酸铵和冰醋酸用量较大（醋酸铵: 2-噻吩甲醛摩尔比=1.3:1，100g 2-噻吩甲醛需用1000ml醋酸），收率也低（60%）。

现有Tetrahedron Letters,2011,52:2629-2632公开报道了由2-噻吩甲醛与硝基甲烷在醋酸铵存在下，微波和超声波分别协助下合成了2-硝基乙烯噻吩，其反应方程式为：

该工艺是将2-噻吩甲醛、硝基甲烷和醋酸铵放入反应瓶中，超声波250W、90℃反应60分钟或微波100W、40kHz、60℃反应45分钟，硅胶柱提纯得2-硝基乙烯噻吩。该方法的不足是硝基甲烷用量太大（硝基甲烷:2-噻吩甲醛摩尔比=56:1），产物经硅胶柱提纯成本高。

发明内容

本发明要解决的技术问题主要是针对现有技术制备2-硝基乙烯噻吩收率较低，且成本较高的不足，提供一种2-硝基乙烯噻吩的合成方法。

本发明要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的。

一种2-硝基乙烯噻吩的合成方法，其所述方法采用的原料是按摩尔比为2-噻吩甲醛:硝基甲烷=1:1～1.4，催化剂β-丙氨酸的用量按摩尔比为2-噻吩甲醛: β-丙氨酸=1:0.1，溶解β-丙氨酸所用乙腈的量为刚好全溶，溶剂用量按体积/质量比为溶剂体积:2-噻吩甲醛质量=5～6:1；其所述方法是在反应瓶中置入2-噻吩甲醛，硝基甲烷和溶剂，以乙腈溶解的β-丙氨酸为催化剂，在超声辐射下，90℃反应1h，反应毕，除去乙腈，滤出β-丙氨酸，浓缩，获得2-硝基乙烯噻吩。

在上述的技术方案中，其附加的技术特征在于所述方法采用的原料按摩尔比优选为2-噻吩甲醛:硝基甲烷=1:1.2，催化剂β-丙氨酸的用量按摩尔比为2-噻吩甲醛: β-丙氨酸=1:0.1，所述催化剂是由乙腈溶解的β-丙氨酸催化剂；所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、二氧六环、甲苯、二甲苯、硝基苯和氯苯中的一种，溶剂用量按体积/质量比优选为溶剂体积:2-噻吩甲醛质量=5.4:1，；所述微波辐射的功率为100W；微波辐射的频率为40kHz。

本发明上述所提供的一种2-硝基乙烯噻吩的合成方法，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用少量的乙腈溶解β-丙氨酸后加到反应瓶中有利于与2-噻吩甲醛形成席夫碱，提高收率；超声波有利于促进反应，缩短了反应时间，催化剂β-丙氨酸用量少且可回收再用，成本低、工艺简单、收率高，适合于工业化生产。

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-硝基乙烯噻吩的合成方法，该方法是以2-噻吩甲醛和硝基甲烷为原料，DMF等为溶剂，由乙腈溶解的β-丙氨酸为催化剂，在超声辐射下，90℃反应1h；后经除去乙腈、过滤、浓缩，残留物重结晶得2-硝基乙烯噻吩。其反应方程式如下：

其反应历程为：

上述本发明方法反应所用的溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、二氧六环、甲苯、二甲苯、硝基苯或者是氯苯；本方法反应所用的原料按摩尔比进一步优选为2-噻吩甲醛:硝基甲烷摩尔比= 1:1.2，催化剂β-丙氨酸的用量按摩尔比为2-噻吩甲醛: β-丙氨酸=1:0.1，溶剂用量按体积/质量比优选为溶剂体积:2-噻吩甲醛质量=5.4:1。

下面通过实施例进一步说明本发明的具体实施方式。

实施例1

在反应瓶中放入11.2g(0.1mol) 2-噻吩甲醛，7.3g(0.12mol) 硝基甲烷，4ml乙腈溶解0.9g(0.01mol)β-丙氨酸的溶液，60ml N,N-二甲基甲酰胺，90℃超声辐射（100W，40kHz）反应1h，冷却，蒸去乙腈，过滤，浓缩，残渣重结晶得2-硝基乙烯噻吩14.6g（收率94%），黄色晶体，m.p79～80℃，含量99.2%(GC)。β-丙氨酸回收0.75g，可重复使用。

实施例2

在反应瓶中放入11.2g(0.1mol) 2-噻吩甲醛，6.1g(0.10mol) 硝基甲烷，4ml乙腈溶解0.9g(0.01mol)β-丙氨酸的溶液，60ml N,N-二甲基甲酰胺，90℃超声辐射（100W，40kHz）反应1h，冷却，蒸去乙腈，过滤，浓缩，重结晶得2-硝基乙烯噻吩13.3g(收率86%)，黄色晶体，m.p 79～80℃，含量99.2%(GC)。β-丙氨酸回收0.75g，可重复使用。

实施例3

在反应瓶中放入11.2g(0.1mol) 2-噻吩甲醛，8.5g(0.14mol) 硝基甲烷，4ml乙腈溶解0.9g(0.01mol)β-丙氨酸的溶液，60ml N,N-二甲基甲酰胺，90℃超声辐射（100W，40kHz）反应1h，冷却，蒸去乙腈，过滤，浓缩，重结晶得2-硝基乙烯噻吩14.7g(收率95%)，黄色晶体，m.p 79～80℃，含量99.1%(GC)。β-丙氨酸回收0.74g，可重复使用。

上述实施例中，本发明方法将2-噻吩甲醛、硝基甲烷、乙腈溶解的β-丙氨酸溶液、溶剂加入反应瓶中，90℃超声辐射（100W，40kHz）反应1h，经后处理即得产物2-硝基乙烯噻吩，β-丙氨酸回收82%以上，可重复使用。该工艺与已有的技术相比具有操作简单、收率高（94%），成本低的特点。

Claims

1.一种2-硝基乙烯噻吩的合成方法，其所述方法采用的原料是按摩尔比为2-噻吩甲醛:硝基甲烷=1:1～1.4，催化剂β-丙氨酸的用量按摩尔比为2-噻吩甲醛:β-丙氨酸=1:0.1，溶解β-丙氨酸所用乙腈的用量为完全溶解，溶剂为N,N-二甲基甲酰胺用量按体积/质量比为溶剂体积:2-噻吩甲醛质量=5～6:1；其所述方法是在反应瓶中置入2-噻吩甲醛，硝基甲烷和溶剂，以乙腈溶解的β-丙氨酸为催化剂，在超声辐射下，90℃反应1h；反应毕，除去乙腈，滤出β-丙氨酸，浓缩，获得2-硝基乙烯噻吩。

2.根据权利要求1所述的方法，其所述方法采用的原料按摩尔比优选为2-噻吩甲醛:硝基甲烷=1:1.2。

3.根据权利要求1所述的方法，其所述方法采用的溶剂用量按体积/质量比优选为溶剂体积:2-噻吩甲醛质量=5.4:1。

4.根据权利要求1所述的方法，其所述超声辐射的功率为100W；超声辐射的频率为40kHz。