CN105175355A - 一种2-氰基吩噻嗪的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种2-氰基吩噻嗪的制备方法，本发明首先进行了脱水反应，避免了在2-氰基吩噻嗪粗品生成后再进行脱水精制的复杂工艺步骤，有效减少了产品的分解；同时，本发明先进行脱水再进行2-氰基吩噻嗪的生成反应，显著减少了精制过程的重结晶次数，仅需一次重结晶即可，从而大大减少了材料和能源的损失，降低了制备成本，且提高了反应收率，本发明的制备方法收率可达90.3％以上；并且，本发明制备的产品纯度十分高，可达到99.5％以上，杂质酰胺体的含量小于0.1％；另外，本发明使用的催化剂可有效促进反应的进行，减少反应时间、降低反应温度，提高了能源的利用率，进一步减少了整个制备过程的成本。

Description

一种2-氰基吩噻嗪的制备方法
技术领域
本发明涉及有机杂环类化合物的制备技术领域，具体指一种2-氰基吩噻嗪的制备方法。
背景技术
2-氰基吩噻嗪是一种非常重要的医药中间体，由它制备的药物具备多种药效功能，尤其在降压、精神安定、镇痛以及抗癌方面具有重要作用，目前国际市场对2-氰基吩噻嗪的需求量较大。2-氰基吩噻嗪结构式如下所示：
此类化合物的合成一般是以2-氯代酚噻嗪、氯化亚铜为原料，在喹啉或N甲基吡咯烷酮等高沸点的有机溶剂中，在碘或碘化钠、碘化钾的催化下反应制备。反应方程式如下所示：
1978年的日本专利(特开昭53-92788号)和1989年的日本专利(特开平1-216982号)均报道了上述反应，但收率不高，且部分原料没有反应。授权公告号为CN1255390C的中国发明专利《2-氰基吩噻嗪的制备方法》(申请号：200410012337.0)披露了一种方法，其采用三氯氧磷作为脱水剂，显著降低了反应后酰胺体杂质的含量，避免了高毒性氢氰酸气体的产生。但是，由于其反应得到2-氰基吩噻嗪粗品后的分离及精制过程复杂，重结晶次数多，导致反应的收率偏低且产品易分解，同时存在操作困难等问题，造成2-氰基吩噻嗪的生产成本高、生产效率低，难以实现工业化。
因此，对于目前2-氰基吩噻嗪的制备方法，有待于做进一步的改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种制备成本低、收率及纯度高且能有效避免产品分解的2-氰基吩噻嗪的制备方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种2-氰基吩噻嗪的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)脱水反应：将2-氯吩噻嗪、氰化亚铜、催化剂、溶剂、脱水剂按照摩尔比为1:0.95～1.25:0.05～0.15:3～5:0.02～0.1加入反应器中，升温至100～120℃进行脱水反应；
(2)2-氰基吩噻嗪粗品的制备：将反应器温度升温至200～230℃，反应3～15小时；
(3)2-氰基吩噻嗪粗品的分离：将反应器温度降温至70～90℃，向反应器中加水使固体析出并过滤，用乙酸乙酯提取产品并浓缩至干得到2-氰基吩噻嗪粗品；
(4)2-氰基吩噻嗪的精制：用甲苯与甲醇的混合溶剂对上述2-氰基吩噻嗪粗品进行重结晶，即得到精制的2-氰基吩噻嗪。
在上述方案中，步骤(1)中所述脱水反应的时间为0.5～1小时，脱水至水分含量低于0.1％。
优选地，步骤(3)中水的加入量为反应原料摩尔数总量的3～8倍。
作为优选，步骤(4)中所述甲苯与甲醇的混合溶剂中二者的体积比为1:0.05～0.15。
在上述步骤中，所述的重结晶具体过程为：将所述2-氰基吩噻嗪粗品置于甲苯与甲醇的混合溶剂中，升高温度至100～120℃反应10～30分钟，冷却至20℃，将析出的固体过滤即得到2-氰基吩噻嗪。
作为改进，所述的催化剂为碘化钾与碘化锂的混合物或碘化钠与碘化锂的混合物，且碘化钾/碘化钠与碘化锂的摩尔比为1:0.1～0.3。
优选地，步骤(1)中所述的溶剂为喹啉、吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷酮、异喹啉中的一种或几种，优选为喹啉。
再改进，步骤(1)中所述的脱水剂为对甲基苯磺酰氯或浓硫酸，优选为对甲基苯磺酰氯。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明首先进行了脱水反应，避免了在2-氰基吩噻嗪粗品生成后再进行脱水精制的复杂工艺步骤，有效减少了产品的分解；同时，本发明先进行脱水再进行2-氰基吩噻嗪的生成反应，显著减少了精制过程的重结晶次数，仅需一次重结晶即可，从而大大减少了材料和能源的损失，降低了制备成本，提高了反应收率，本发明的制备方法收率可达90.3％以上；并且，本发明制备的产品纯度十分高，可达到99.5％以上，杂质酰胺体的含量小于0.1％；另外，本发明使用的催化剂可有效促进反应的进行，减少反应时间、降低反应温度，提高了能源的利用率，进一步减少了整个制备过程的成本。
附图说明
图1为本发明实施例1中2-氰基吩噻嗪粗品的HPLC谱图；
图2为本发明实施例1制备的2-氰基吩噻嗪的HPLC谱图；
图3为采用现有工艺制备的2-氰基吩噻嗪粗品的HPLC谱图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1：
本实施例的2-氰基吩噻嗪的制备方法包括以下步骤：
(1)脱水反应：将2-氯吩噻嗪、氰化亚铜、催化剂、喹啉、对甲基苯磺酰氯按照摩尔比为1:0.95:0.05:3:0.02加入反应器中，升温至100℃进行脱水反应，反应为0.5小时，脱水至水分含量低于0.1％；
上述催化剂为碘化钾与碘化锂的混合物，且碘化钾与碘化锂的摩尔比为1:0.1；
(2)2-氰基吩噻嗪粗品的制备：将反应器温度升温至200℃，反应3小时；
(3)2-氰基吩噻嗪粗品的分离：将反应器温度降温至70℃，向反应器中加入3倍于反应原料摩尔数总量的水使固体析出并过滤，用乙酸乙酯提取产品并浓缩至干得到2-氰基吩噻嗪粗品；如图1所示，2-氰基吩噻嗪含量98.3％，酰胺杂质0.8％；
(4)2-氰基吩噻嗪的精制：将2-氰基吩噻嗪粗品置于甲苯与甲醇的混合溶剂中，该混合溶剂中甲苯与甲醇的体积比为1:0.05，升高温度至100℃反应10分钟，冷却至20℃，将析出的固体过滤即得到2-氰基吩噻嗪。
经检测，本实施例制备的2-氰基吩噻嗪收率为90.3％，如图2所示，产品纯度为99.52％，杂质酰胺体的含量为0.06％；如图3所示，现有工艺制备的产品中2-氰基吩噻嗪含量93.7％，酰胺杂质5.6％。
实施例2：
本实施例的2-氰基吩噻嗪的制备方法包括以下步骤：
(1)脱水反应：将2-氯吩噻嗪、氰化亚铜、催化剂、喹啉、对甲基苯磺酰氯按照摩尔比为1:1.25:0.15:5:0.1加入反应器中，升温至120℃进行脱水反应，反应为1小时，脱水至水分含量低于0.1％；
上述催化剂为碘化钠与碘化锂的混合物，且碘化钠与碘化锂的摩尔比为1:0.3；
(2)2-氰基吩噻嗪粗品的制备：将反应器温度升温至230℃，反应15小时；
(3)2-氰基吩噻嗪粗品的分离：将反应器温度降温至90℃，向反应器中加入8倍于反应原料摩尔数总量的水使固体析出并过滤，用乙酸乙酯提取产品并浓缩至干得到2-氰基吩噻嗪粗品；
(4)2-氰基吩噻嗪的精制：将2-氰基吩噻嗪粗品置于甲苯与甲醇的混合溶剂中，该混合溶剂中甲苯与甲醇的体积比为1:0.15，升高温度至120℃反应30分钟，冷却至20℃，将析出的固体过滤即得到2-氰基吩噻嗪。
经检测，本实施例制备的2-氰基吩噻嗪收率为92.6％，产品纯度为99.61％，杂质酰胺体的含量为0.03％。
实施例3：
本实施例的2-氰基吩噻嗪的制备方法包括以下步骤：
(1)脱水反应：将2-氯吩噻嗪、氰化亚铜、催化剂、喹啉、对甲基苯磺酰氯按照摩尔比为1:1.1:0.1:4:0.06加入反应器中，升温至110℃进行脱水反应，反应为0.75小时，脱水至水分含量低于0.1％；
上述催化剂为碘化钾与碘化锂的混合物，且碘化钾与碘化锂的摩尔比为1:0.2；
(2)2-氰基吩噻嗪粗品的制备：将反应器温度升温至215℃，反应9小时；
(3)2-氰基吩噻嗪粗品的分离：将反应器温度降温至80℃，向反应器中加入6倍于反应原料摩尔数总量的水使固体析出并过滤，用乙酸乙酯提取产品并浓缩至干得到2-氰基吩噻嗪粗品；
(4)2-氰基吩噻嗪的精制：将2-氰基吩噻嗪粗品置于甲苯与甲醇的混合溶剂中，该混合溶剂中甲苯与甲醇的体积比为1:0.1，升高温度至110℃反应20分钟，冷却至20℃，将析出的固体过滤即得到2-氰基吩噻嗪。
经检测，本实施例制备的2-氰基吩噻嗪收率为92.0％，产品纯度为99.55％，杂质酰胺体的含量为0.04％。
实施例4：
本实施例的2-氰基吩噻嗪的制备方法包括以下步骤：
(1)脱水反应：将2-氯吩噻嗪、氰化亚铜、催化剂、喹啉、对甲基苯磺酰氯按照摩尔比为1:0.95:0.15:3:0.1加入反应器中，升温至120℃进行脱水反应，反应为0.5小时，脱水至水分含量低于0.1％；
上述催化剂为碘化钠与碘化锂的混合物，且碘化钠与碘化锂的摩尔比为1:0.2；
(2)2-氰基吩噻嗪粗品的制备：将反应器温度升温至200℃，反应10小时；
(3)2-氰基吩噻嗪粗品的分离：将反应器温度降温至80℃，向反应器中加入5倍于反应原料摩尔数总量的水使固体析出并过滤，用乙酸乙酯提取产品并浓缩至干得到2-氰基吩噻嗪粗品；
(4)2-氰基吩噻嗪的精制：将2-氰基吩噻嗪粗品置于甲苯与甲醇的混合溶剂中，该混合溶剂中甲苯与甲醇的体积比为1:0.15，升高温度至120℃反应10分钟，冷却至20℃，将析出的固体过滤即得到2-氰基吩噻嗪。
经检测，本实施例制备的2-氰基吩噻嗪收率为91.8％，产品纯度为99.6％，杂质酰胺体的含量为0.03％。

Claims (10)

1.一种2-氰基吩噻嗪的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)脱水反应：将2-氯吩噻嗪、氰化亚铜、催化剂、溶剂、脱水剂按照摩尔比为1:0.95～1.25:0.05～0.15:3～5:0.02～0.1加入反应器中，升温至100～120℃进行脱水反应；
(2)2-氰基吩噻嗪粗品的制备：将反应器升温至200～230℃，反应3～15小时；
(3)2-氰基吩噻嗪粗品的分离：将反应器降温至70～90℃，向反应器中加水使固体析出并过滤，用乙酸乙酯提取产品并浓缩至干得到2-氰基吩噻嗪粗品；
(4)2-氰基吩噻嗪的精制：用甲苯与甲醇的混合溶剂对上述2-氰基吩噻嗪粗品进行重结晶，即得到精制的2-氰基吩噻嗪。
2.根据权利要求1所述的2-氰基吩噻嗪的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述脱水反应的时间为0.5～1小时，脱水至水分含量低于0.1％。
3.根据权利要求1所述的2-氰基吩噻嗪的制备方法，其特征在于：步骤(3)中水的加入量为反应原料摩尔数总量的3～8倍。
4.根据权利要求1所述的2-氰基吩噻嗪的制备方法，其特征在于：步骤(4)中所述甲苯与甲醇的混合溶剂中二者的体积比为1:0.05～0.15。
5.根据权利要求4所述的2-氰基吩噻嗪的制备方法，其特征在于：所述的重结晶具体过程为：将所述2-氰基吩噻嗪粗品置于甲苯与甲醇的混合溶剂中，升高温度至100～120℃反应10～30分钟，冷却至20℃，将析出的固体过滤即得到2-氰基吩噻嗪。
6.根据权利要求1所述的2-氰基吩噻嗪的制备方法，其特征在于：所述的催化剂为碘化钾与碘化锂的混合物或碘化钠与碘化锂的混合物，且碘化钾/碘化钠与碘化锂的摩尔比为1:0.1～0.3。
7.根据权利要求1所述的2-氰基吩噻嗪的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的溶剂为喹啉、吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷酮、异喹啉中一种或几种。
8.根据权利要求7所述的2-氰基吩噻嗪的制备方法，其特征在于：所述的溶剂为喹啉。
9.根据权利要求1所述的2-氰基吩噻嗪的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的脱水剂为对甲基苯磺酰氯或浓硫酸。
10.根据权利要求9所述的2-氰基吩噻嗪的制备方法，其特征在于：所述的脱水剂为对甲基苯磺酰氯。
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