CN102702168B - 一种2-硝基乙烯噻吩的合成方法 - Google Patents
一种2-硝基乙烯噻吩的合成方法 Download PDFInfo
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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
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:
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 (4)
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。
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