CN103880763A - 一种4-氨基-5-取代-1,2,4-三唑-3-硫酮及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种4-氨基-5-取代-1,2,4-三唑-3-硫酮及其制备方法，步骤为：向干燥的反应容器中加入A mol羧酸，B mol对称二氨基硫脲和C mol五氯化磷，室温下研磨至原料完全反应，静置后得到粗产物；其中A:B:C=(1～1.2):1:(1～1.2)；再向粗产物中加入碱性溶液，至得到的混合液的pH值呈中性，然后将混合液抽滤，将滤饼重结晶，即得4-氨基-5-取代-1,2,4-三唑-3-硫酮。本发明为固相反应，反应时间短，反应条件温和，设备要求低，且操作简单，后处理简单，无须溶剂，产率高达86%以上，是一种绿色，经济，高效的合成4-氨基-5-取代-1,2,4-三唑-3-硫酮的方法。
Description
技术领域
本发明属于化学合成领域，特别涉及一种4-氨基-5-取代-1,2,4-三唑-3-硫酮及其制备方法。
背景技术
1,2,4-三唑类化合物是一种含有N、S杂原子的重要杂环化合物，和芳香环类似，具有明显的共轭效应和芳香性。由于其取代芳基作为活性基团能与多种化合物发生化学反应，因此取代基为活性基团的三唑类化合物常被作为有机合成和药物化学的重要中间体。
随着大量研究工作的不断深入，三唑类化合物由于其广泛的生物活性，已有许多品种作为杀虫剂、药物和植物生长调节剂得到开发和应用，尤其是在医药方面，三唑类化合物作为一类重要的有机杀菌剂，以其高效、广谱、内吸等特点在防治真菌方面起着重要的作用。而1,2,4-三唑类化合物是众多三唑类化合物中较为重要的一类，具有许多药理活性，如止痛、消炎、杀（抗）菌、除草、杀虫、抗病毒、抗血压及植物生长调节活性等，研究开发新结构类型的三唑类化合物已成为该类化合物的研究热点。现有的均三唑类化合物的制备多以液相回流法为主，该法存在反应时间长、收率不高、溶剂使用量大等缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种4-氨基-5-取代-1,2,4-三唑-3-硫酮及其制备方法。该方法操作简单，反应时间短，反应条件温和，设备要求低，且后处理简单，无须溶剂，绿色、经济、高效、产率高。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种4-氨基-5-取代-1,2,4-三唑-3-硫酮，其结构式为：
其中R基包括苯基、对甲基苯基、邻甲基苯基、间甲基苯基、对甲氧基苯基、间甲氧基苯基、4-氟苯基、2-氟苯基、对氨基苯基、间氨基苯基、邻氨基苯基、对氯苯基、邻氯苯基、2,4-二氯苯基、对硝基苯基、3,5-二硝基苯基、对溴苯基、邻溴苯基、间溴苯基、对羟基苯基、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、正戊基、正己基、庚基、辛基、壬基、苯氧亚甲基、4-氯苯氧亚甲基、2-氯苯氧亚甲基、2,4-二氯苯氧亚甲基、3,5-二氯苯氧亚甲基、4-氟苯氧亚甲基、4-溴苯氧亚甲基、4-碘苯氧亚甲基、4-甲氧基苯氧亚甲基、2-硝基苯氧亚甲基、α-萘氧亚甲基、β-萘氧亚甲基。
一种4-氨基-5-取代-1,2,4-三唑-3-硫酮的制备方法，包括以下步骤：
1）向干燥的反应容器中加入A mol羧酸，B mol对称二氨基硫脲和C mol五氯化磷，室温下研磨至原料完全反应，静置后得到粗产物；其中A:B:C=(1～1.2):1:(1～1.2)；
2）向粗产物中加入碱性溶液，至得到的混合液的pH值呈中性，然后将混合液抽滤，将滤饼重结晶，即得4-氨基-5-取代-1,2,4-三唑-3-硫酮。
所述的羧酸包括苯甲酸、对甲基苯甲酸、邻甲基苯甲酸、间甲基苯甲酸、对甲氧基苯甲酸、间甲氧基苯甲酸、4-氟苯甲酸、2-氟苯甲酸、对氨基苯甲酸、间氨基苯甲酸、邻氨基苯甲酸、对氯苯甲酸、邻氯苯甲酸、2,4-二氯苯甲酸、对硝基苯甲酸、3,5-二硝基苯甲酸、对溴苯甲酸、邻溴苯甲酸、间溴苯甲酸、对羟基苯甲酸、C2～C10的脂肪酸、苯氧乙酸、4-氯苯氧乙酸、2-氯苯氧乙酸、2,4-二氯苯氧乙酸、3,5-二氯苯氧乙酸、4-氟苯氧乙酸、4-溴苯氧乙酸、4-碘苯氧乙酸、4-甲氧基苯氧乙酸、2-硝基苯氧乙酸、α-萘氧乙酸或β-萘氧乙酸。
所述的步骤1）中在研磨过程中用TLC监测，当对称二氨基硫脲的原料点消失时表示原料完全反应；所述的TLC的展开剂是体积比为1:3的乙酸乙酯与石油醚的混合溶剂。
所述的步骤1）中的研磨是在研钵中进行的，研磨至原料完全反应所需的时间为5～10min。
所述的步骤1）中的静置时间为20～30min。
所述的步骤2）中的碱性溶液为碳酸盐溶液。
所述的碳酸盐溶液的质量浓度为5～10%。
所述的步骤2）中滤饼先经水洗、干燥后，再进行重结晶。
所述的步骤2）中重结晶所用溶剂为无水乙醇或体积分数为50%的乙醇。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明提供的4-氨基-5-取代-1,2,4-三唑-3-硫酮的制备方法，以羧酸、对称二氨基硫脲为原料，以五氯化磷为催化剂，采用固相研磨法制备出4-氨基-5-取代-1,2,4-三唑-3-硫酮。研磨法是利用研钵和研杵产生的机械力作用于反应物，而使反应进行的一种固相反应方法，它比传统的有机合成方法更方便和易于操作，在研磨条件下许多传统的反应可以在较温和的条件下进行，或者提高收率、或者缩短反应时间，甚至可以引起某些在传统条件下不能进行的反应。与文献相比，本发明的催化剂的量减少，且所得产物的产率提高。本发明通过固相反应制备4-氨基-5-取代-1,2,4-三唑-3-硫酮，反应过程简单，操作简单，只需将原料研磨均匀即可反应，反应时间短，反应时间由常规的5～6h缩短至5～10min，极大地提高了反应速率，而且反应条件温和，室温下即可进行反应，设备要求低，五氯化磷作为催化剂具有毒性低、廉价易得的优点，且该方法的后处理简单，无须溶剂，4-氨基-5-取代-1,2,4-三唑-3-硫酮的产率高达86%以上，克服了常规加热法中反应时间长，溶剂用量大，后处理难等缺点，是一种绿色、经济、方便、高效、低毒性的制备4-氨基-5-取代-1,2,4-三唑-3-硫酮的方法。
本发明提供的4-氨基-5-取代-1,2,4-三唑-3-硫酮中除了包括少部分已报道过的芳基取代的1,2,4-三唑-3-硫酮，还包括多种未经报道的烷基取代的1,2,4-三唑-3-硫酮和芳基取代的1,2,4-三唑-3-硫酮，因此研究开发了新结构类型的三唑类化合物，为三唑类化合物的发展应用提供了有益帮助。
具体实施方式
本发明以羧酸、对称二氨基硫脲为原料，以五氯化磷为催化剂，反应生成4-氨基-5-取代-1,2,4-三唑-3-硫酮，其反应方程式如式（1）所示。
其中R基为苯基、对甲基苯基、邻甲基苯基、间甲基苯基、对甲氧基苯基、间甲氧基苯基、4-氟苯基、2-氟苯基、对氨基苯基、间氨基苯基、邻氨基苯基、对氯苯基、邻氯苯基、2,4-二氯苯基、对硝基苯基、3,5-二硝基苯基、对溴苯基、邻溴苯基、间溴苯基、对羟基苯基、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、正戊基、正己基、庚基、辛基、壬基、苯氧亚甲基、4-氯苯氧亚甲基、2-氯苯氧亚甲基、2,4-二氯苯氧亚甲基、3,5-二氯苯氧亚甲基、4-氟苯氧亚甲基、4-溴苯氧亚甲基、4-碘苯氧亚甲基、4-甲氧基苯氧亚甲基、2-硝基苯氧亚甲基、α-萘氧亚甲基、β-萘氧亚甲基。
下面将结合本发明较佳的实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例1
1）向干燥的研钵中加入0.005mol对称二氨基硫脲，0.0055mol苯甲酸和0.0055mol五氯化磷，室温下研磨10min，此时TLC监测显示对称二氨基硫脲的原料点消失，表示原料完全反应，然后静置30min，得到混合物；其中TLC的展开剂是体积比为1:3的乙酸乙酯与石油醚的混合溶剂；
2）将粗产物移入烧杯中，向粗产物中加入质量浓度为10%的碳酸钠溶液，至得到的混合液的pH值呈中性，静置，然后将混合液抽滤，得到的滤饼为白色固体，将滤饼用少量水洗、干燥，然后用无水乙醇对滤饼进行重结晶，即得4-氨基-5-苯基-1,2,4-三唑-3-硫酮，m.p.（熔点）:203～204℃，产率为89%。
IR(KBr压片):3320,3192(N-H)，3060(=C-H)，1630(C=S)，1567,1505,1470(C=C,C=N)，1262(N-N=C)。
实施例2
1）向干燥的研钵中加入0.005mol对称二氨基硫脲，0.0055mol对硝基苯甲酸和0.0055mol五氯化磷，室温下研磨10min，此时TLC监测显示对称二氨基硫脲的原料点消失，表示原料完全反应，然后静置30min，得到混合物；其中TLC的展开剂是体积比为1:3的乙酸乙酯与石油醚的混合溶剂；
2）将粗产物移入烧杯中，向粗产物中加入质量浓度为10%的碳酸钠溶液，至得到的混合液的pH值呈中性，静置，然后将混合液抽滤，得到的滤饼为黄色固体，将滤饼用少量水洗、干燥，然后用无水乙醇对滤饼进行重结晶，即得4-氨基-5-对硝基苯基-1,2,4-三唑-3-硫酮，m.p.:199～200℃，产率为89.7%。
IR(KBr压片)：3348,3110(N-H)，3071(=C-H)，1630(C=S)，1594,1508,1450(C=C,C=N)，1540,1348(NO2)，1258(N-N=C)。
实施例3
1）向干燥的研钵中加入0.005mol对称二氨基硫脲，0.0055mol3,5-二硝基苯甲酸和0.0055mol五氯化磷，室温下研磨10min，此时TLC监测显示对称二氨基硫脲的原料点消失，表示原料完全反应，然后静置30min，得到混合物；其中TLC的展开剂是体积比为1:3的乙酸乙酯与石油醚的混合溶剂；
2）将粗产物移入烧杯中，向粗产物中加入质量浓度为10%的碳酸钠溶液，至得到的混合液的pH值呈中性，静置，然后将混合液抽滤，得到的滤饼为黄色固体，将滤饼用少量水洗、干燥，然后用无水乙醇对滤饼进行重结晶，即得4-氨基-5-(3,5-二硝基苯基)-1,2,4-三唑-3-硫酮，m.p.:189～191℃，产率为87.6%。
IR(KBr压片)：3348,3112(N-H)，3070(=C-H)，1630(C=S)，1594,1508,1450(C=C,C=N)，1542,1347(NO2)，1257(N-N=C)。
实施例4
1）向干燥的研钵中加入0.005mol对称二氨基硫脲，0.0055mol对氯苯甲酸和0.0055mol五氯化磷，室温下研磨10min，此时TLC监测显示对称二氨基硫脲的原料点消失，表示原料完全反应，然后静置30min，得到混合物；其中TLC的展开剂是体积比为1:3的乙酸乙酯与石油醚的混合溶剂；
2）将粗产物移入烧杯中，向粗产物中加入质量浓度为10%的碳酸钠溶液，至得到的混合液的pH值呈中性，静置，然后将混合液抽滤，得到的滤饼为白色固体，将滤饼用少量水洗、干燥，然后用无水乙醇对滤饼进行重结晶，即得4-氨基-5-对氯苯基-1,2,4-三唑-3-硫酮，m.p.:204～205℃，产率为86.5%。
IR(KBr压片)：3330,3124(N-H)，3078(=C-H)，1630(C=S)，1600,1504,1460(C=C,C=N)，1260(N-N=C)，614(C-Cl)。
实施例5
1）向干燥的研钵中加入0.005mol对称二氨基硫脲，0.0055mol2,4-二氯苯甲酸和0.0055mol五氯化磷，室温下研磨10min，此时TLC监测显示对称二氨基硫脲的原料点消失，表示原料完全反应，然后静置30min，得到混合物；其中TLC的展开剂是体积比为1:3的乙酸乙酯与石油醚的混合溶剂；
2）将粗产物移入烧杯中，向粗产物中加入质量浓度为10%的碳酸钠溶液，至得到的混合液的pH值呈中性，静置，然后将混合液抽滤，得到的滤饼为白色固体，将滤饼用少量水洗、干燥，然后用无水乙醇对滤饼进行重结晶，即得4-氨基-5-(2,4二氯苯基)-1,2,4-三唑-3-硫酮，m.p.:209～210℃，产率为89.3%。
IR(KBr压片)：3330,3123(N-H)，3076(=C-H)，1630(C=S)，1600,1503,1460(C=C,C=N)，1260(N-N=C)，612(C-Cl)。
实施例6
1）向干燥的研钵中加入0.005mol对称二氨基硫脲，0.0055mol对羟基苯甲酸和0.0055mol五氯化磷，室温下研磨10min，此时TLC监测显示对称二氨基硫脲的原料点消失，表示原料完全反应，然后静置30min，得到混合物；其中TLC的展开剂是体积比为1:3的乙酸乙酯与石油醚的混合溶剂；
2）将粗产物移入烧杯中，向粗产物中加入质量浓度为10%的碳酸钠溶液，至得到的混合液的pH值呈中性，静置，然后将混合液抽滤，得到的滤饼为白色固体，将滤饼用少量水洗、干燥，然后用无水乙醇对滤饼进行重结晶，即得4-氨基-5-对羟基苯基-1,2,4-三唑-3-硫酮，m.p.:242～243℃，产率为89.9%。
IR(KBr压片)：3410(O-H)，3334,3120(N-H)，3070(=C-H)，1630(C=S)，1598,1584,1460(C=C,C=N)，1258(N-N=C)。
实施例7
1）向干燥的研钵中加入0.005mol对称二氨基硫脲，0.0055mol间氨基苯甲酸和0.0055mol五氯化磷，室温下研磨10min，此时TLC监测显示对称二氨基硫脲的原料点消失，表示原料完全反应，然后静置30min，得到混合物；其中TLC的展开剂是体积比为1:3的乙酸乙酯与石油醚的混合溶剂；
2）将粗产物移入烧杯中，向粗产物中加入质量浓度为10%的碳酸钠溶液，至得到的混合液的pH值呈中性，静置，然后将混合液抽滤，得到的滤饼为白色固体，将滤饼用少量水洗、干燥，然后用无水乙醇对滤饼进行重结晶，即得4-氨基-5-间氨基苯基-1,2,4-三唑-3-硫酮，m.p.:189～190℃，产率为92.7%。
IR(KBr压片)：3334,3120(N-H)，3070(=C-H)，1630(C=S)，1596,1583,1460(C=C,C=N)，1260(N-N=C)。
实施例8
1）向干燥的研钵中加入0.005mol对称二氨基硫脲，0.0055mol丙酸和0.0055mol五氯化磷，室温下研磨10min，此时TLC监测显示对称二氨基硫脲的原料点消失，表示原料完全反应，然后静置30min，得到混合物；其中TLC的展开剂是体积比为1:3的乙酸乙酯与石油醚的混合溶剂；
2）将粗产物移入烧杯中，向粗产物中加入质量浓度为10%的碳酸钠溶液，至得到的混合液的pH值呈中性，静置，然后将混合液抽滤，得到的滤饼为白色固体，将滤饼用少量水洗、干燥，然后用无水乙醇对滤饼进行重结晶，即得4-氨基-5-乙基-1,2,4-三唑-3-硫酮，m.p.:182～184℃产率为89.7%。
IR(KBr压片)：3320,3192(N-H)，3060(=C-H)，1630(C=S)，1567,1505,1470(C=C,C=N)，1262(N-N=C)，2800-3000，1475,1380（-CH2CH3）。
实施例9
1）向干燥的研钵中加入0.005mol对称二氨基硫脲，0.005mol苯氧乙酸和0.005mol五氯化磷，室温下研磨5min，此时TLC监测显示对称二氨基硫脲的原料点消失，表示原料完全反应，然后静置25min，得到混合物；其中TLC的展开剂是体积比为1:3的乙酸乙酯与石油醚的混合溶剂；
2）将粗产物移入烧杯中，向粗产物中加入质量浓度为8%的碳酸钾溶液，至得到的混合液的pH值呈中性，静置，然后将混合液抽滤，得到的滤饼为白色固体，将滤饼用少量水洗、干燥，然后用体积分数为50%的乙醇对滤饼进行重结晶，即得4-氨基-5-苯氧亚甲基-1,2,4-三唑-3-硫酮。
实施例10
1）向干燥的研钵中加入0.005mol对称二氨基硫脲，0.006mol4-甲氧基苯氧乙酸和0.006mol五氯化磷，室温下研磨8min，此时TLC监测显示对称二氨基硫脲的原料点消失，表示原料完全反应，然后静置20min，得到混合物；其中TLC的展开剂是体积比为1:3的乙酸乙酯与石油醚的混合溶剂；
2）将粗产物移入烧杯中，向粗产物中加入质量浓度为5%的碳酸氢钠溶液，至得到的混合液的pH值呈中性，静置，然后将混合液抽滤，得到的滤饼为白色固体，将滤饼用少量水洗、干燥，然后用体积分数为50%的乙醇对滤饼进行重结晶，即得4-氨基-5-(4-甲氧基苯氧亚甲基)-1,2,4-三唑-3-硫酮。
实施例11～实施例42与实施例1的步骤相同，所采用的羧酸与制得的4-氨基-5-取代-1,2,4-三唑-3-硫酮具体如表1所示。
表1
Claims (10)
1.一种4-氨基-5-取代-1,2,4-三唑-3-硫酮，其特征在于：其结构式为：
其中R基包括苯基、对甲基苯基、邻甲基苯基、间甲基苯基、对甲氧基苯基、间甲氧基苯基、4-氟苯基、2-氟苯基、对氨基苯基、间氨基苯基、邻氨基苯基、对氯苯基、邻氯苯基、2,4-二氯苯基、对硝基苯基、3,5-二硝基苯基、对溴苯基、邻溴苯基、间溴苯基、对羟基苯基、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、正戊基、正己基、庚基、辛基、壬基、苯氧亚甲基、4-氯苯氧亚甲基、2-氯苯氧亚甲基、2,4-二氯苯氧亚甲基、3,5-二氯苯氧亚甲基、4-氟苯氧亚甲基、4-溴苯氧亚甲基、4-碘苯氧亚甲基、4-甲氧基苯氧亚甲基、2-硝基苯氧亚甲基、α-萘氧亚甲基、β-萘氧亚甲基。
2.一种4-氨基-5-取代-1,2,4-三唑-3-硫酮的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）向干燥的反应容器中加入A mol羧酸，B mol对称二氨基硫脲和C mol五氯化磷，室温下研磨至原料完全反应，静置后得到粗产物；其中A:B:C=(1～1.2):1:(1～1.2)；
2）向粗产物中加入碱性溶液，至得到的混合液的pH值呈中性，然后将混合液抽滤，将滤饼重结晶，即得4-氨基-5-取代-1,2,4-三唑-3-硫酮。
3.根据权利要求2所述的制备4-氨基-5-取代-1,2,4-三唑-3-硫酮的方法，其特征在于：所述的羧酸包括苯甲酸、对甲基苯甲酸、邻甲基苯甲酸、间甲基苯甲酸、对甲氧基苯甲酸、间甲氧基苯甲酸、4-氟苯甲酸、2-氟苯甲酸、对氨基苯甲酸、间氨基苯甲酸、邻氨基苯甲酸、对氯苯甲酸、邻氯苯甲酸、2,4-二氯苯甲酸、对硝基苯甲酸、3,5-二硝基苯甲酸、对溴苯甲酸、邻溴苯甲酸、间溴苯甲酸、对羟基苯甲酸、C2～C10的脂肪酸、苯氧乙酸、4-氯苯氧乙酸、2-氯苯氧乙酸、2,4-二氯苯氧乙酸、3,5-二氯苯氧乙酸、4-氟苯氧乙酸、4-溴苯氧乙酸、4-碘苯氧乙酸、4-甲氧基苯氧乙酸、2-硝基苯氧乙酸、α-萘氧乙酸或β-萘氧乙酸。
4.根据权利要求2或3所述的4-氨基-5-取代-1,2,4-三唑-3-硫酮的制备方法，其特征在于：所述的步骤1）中在研磨过程中用TLC监测，当对称二氨基硫脲的原料点消失时表示原料完全反应；所述的TLC的展开剂是体积比为1:3的乙酸乙酯与石油醚的混合溶剂。
5.根据权利要求4所述的4-氨基-5-取代-1,2,4-三唑-3-硫酮的制备方法，其特征在于：所述的步骤1）中的研磨是在研钵中进行的，研磨至原料完全反应所需的时间为5～10min。
6.根据权利要求2或3所述的4-氨基-5-取代-1,2,4-三唑-3-硫酮的制备方法，其特征在于：所述的步骤1）中的静置时间为20～30min。
7.根据权利要求2或3所述的4-氨基-5-取代-1,2,4-三唑-3-硫酮的制备方法，其特征在于：所述的步骤2）中的碱性溶液为碳酸盐溶液。
8.根据权利要求7所述的4-氨基-5-取代-1,2,4-三唑-3-硫酮的制备方法，其特征在于：所述的碳酸盐溶液的质量浓度为5～10%。
9.根据权利要求2或3所述的4-氨基-5-取代-1,2,4-三唑-3-硫酮的制备方法，其特征在于：所述的步骤2）中滤饼先经水洗、干燥后，再进行重结晶。
10.根据权利要求2或3所述的4-氨基-5-取代-1,2,4-三唑-3-硫酮的制备方法，其特征在于：所述的步骤2）中重结晶所用溶剂为无水乙醇或体积分数为50%的乙醇。
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| CN104231004A (zh) * | 2014-08-21 | 2014-12-24 | 陕西科技大学 | 一种制备3-取代-6-二茂铁基亚甲基-1,2,4-三唑并[3.4-b]-1,3,4-噻二唑的方法 |
| CN104262407A (zh) * | 2014-08-21 | 2015-01-07 | 陕西科技大学 | 3-取代-6-二茂铁基亚甲基-1,2,4-三唑并[3.4-b]-1,3,4-噻二唑及其制备方法 |
| CN104231004B (zh) * | 2014-08-21 | 2017-02-15 | 陕西科技大学 | 一种制备3‑取代‑6‑二茂铁基亚甲基‑1,2,4‑三唑并[3.4‑b]‑1,3,4‑噻二唑的方法 |
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| CN103880763B (zh) | 2016-08-24 |
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