CN105198833B - 苯并噻唑‑2‑甲醛的合成工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种苯并噻唑‑2‑甲醛的合成工艺，包括如下步骤：步骤一，将苯并噻唑、甲醇、氧化剂、含磷催化剂在密闭反应容器中加热并搅拌进行反应，所述氧化剂为过硫酸钾或过硫酸钠或二者的混合物，过滤，滤液减压浓缩，用丙酮重结晶，得到固体2‑苯并噻唑二甲缩醛；步骤二，将2‑苯并噻唑二甲缩醛加入有机溶剂DMF中，再加入酸催化剂进行反应，减压浓缩，异丙醇重结晶，得白色固体2‑苯并噻唑甲醛。本发明采用含磷催化剂有效促进了中间体2‑苯并噻唑二甲缩醛的合成效率，而且原料易得，成本低，步骤简单，操作方便，有利于后期进一步合成苯并噻唑‑2‑甲醛，适用于工业上大规模合成苯并噻唑‑2‑甲醛。

Description

苯并噻唑-2-甲醛的合成工艺
技术领域
本发明涉及一种苯并噻唑类衍生物的合成工艺，具体涉及一种苯并噻唑-2-甲醛的合成工艺。
背景技术
苯并噻唑是一类极其重要的杂环化合物，在医药、农药、材料工程等领域有着广泛的用途。例如，医药上，苯并噻唑类化合物可以作为杀菌剂、杀霉剂等，还可以用于抗寄生虫、抗结核病、抗风湿病和抗癌等；农业上，苯并噻唑类化合物具有抗农用真菌、杀虫、除草、植物生长调节等活性；在材料工程领域，苯并噻唑类化合物可以用作橡胶硫化促进剂、塑料染色剂、化妆品及太阳镜中的紫外吸收剂、液晶显示材料、电致发光材料以及荧光探针材料等。2-苯并噻唑甲醛由于具有反应活性很高的甲酰基，能进行多种化学变换反应，因而成为合成众多具有潜在生理或药理活性或具有多种材料功能属性的苯并噻唑类衍生物的重要中间体，所以研究苯并噻唑-2-甲醛的合成工艺具有重要意义和应用价值。
CN102977050A(公开日为2013年03月20日)公开了一种苯并噻唑-2-甲醛的合成方法，所述合成方法以苯并噻唑和甲醇为原料，在氧化剂的作用下反应制得2-苯并噻唑二甲缩醛；2-苯并噻唑二甲缩醛在有机溶剂中，在酸催化剂的作用下反应制得2-苯并噻唑甲醛。
虽然上述现有技术公开了一种苯并噻唑-2-甲醛的合成方法，能够满足一定的需要，但仍存在一些缺陷：比如以苯并噻唑和甲醇为原料，在氧化剂的作用下反应制得2-苯并噻唑二甲缩醛，这一步骤的收率为30-64％，收率偏低，制约了最终产物2-苯并噻唑甲醛的总收率，不利于工业上的大规模利用。
因此，对于苯并噻唑-2-甲醛的合成方法存在进一步的改进和优化需求，这正是本发明得以完成的动力和出发点所在。
发明内容
为了克服现有技术存在的上述技术问题，通过大量的深入研究之后，从而提供了一种苯并噻唑-2-甲醛的合成工艺。
本发明通过以下技术方案实现，一种苯并噻唑-2-甲醛的合成工艺，包括如下步骤：
步骤一，将苯并噻唑、甲醇、氧化剂、含磷催化剂在密闭反应容器中加热至80～120℃，保温并搅拌1～18小时进行反应，所述氧化剂为过硫酸钾或过硫酸钠或二者的混合物，过滤，滤液减压浓缩，用丙酮重结晶，得到固体2-苯并噻唑二甲缩醛；
步骤二，将所述2-苯并噻唑二甲缩醛加入有机溶剂DMF中，按照2-苯并噻唑二甲缩醛与酸催化剂的物质的量之比为1:(1～10)再加入酸催化剂盐酸或硫酸，30～100℃的温度条件下反应1～20小时，减压浓缩，异丙醇重结晶，得白色固体苯并噻唑-2-甲醛。
优选的，步骤一中，所述含磷催化剂为羟基磷灰石粉末。
优选的，步骤一中，所述苯并噻唑、甲醇、氧化剂、含磷催化剂的摩尔比为1:(3～8):(1～8):(0.01～0.6)，进一步优选的，所述苯并噻唑、甲醇、氧化剂、含磷催化剂的摩尔比为1:5:3:0.1。
本发明的反应式如下所示：
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果:本发明采用含磷催化剂有效促进了苯并噻唑和甲醇在氧化剂的作用下反应制得2-苯并噻唑二甲缩醛的效率，收率由原来的30-64％提高到78-81％，而且含磷催化剂原料易得，成本低，操作步骤简单，操作方便，有利于后期进一步合成苯并噻唑-2-甲醛，适用于工业上大规模合成苯并噻唑-2-甲醛。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
以下实施例采用的羟基磷灰石的分子式为Ca10(PO4)6(OH)2，可以从公开市场购得。
实施例1
本实施例涉及一种苯并噻唑-2-甲醛的合成工艺，由以下步骤组成：
步骤一，将0.1mol苯并噻唑、0.5mol甲醇、0.3mol氧化剂过硫酸钾和0.01mol含磷催化剂(羟基磷灰石粉末)，在密闭反应容器中加热至90℃，保温并搅拌10小时进行反应，过滤，滤液减压浓缩，用50mL丙酮重结晶，得到固体2-苯并噻唑二甲缩醛17g,收率81％，纯度99.3％,MS:m/z＝209(M+)；
步骤二，将上述2-苯并噻唑二甲缩醛加入有机溶剂DMF中，按照2-苯并噻唑二甲缩醛与酸催化剂的物质的量之比为1:5再加入酸催化剂盐酸，50℃的温度条件下反应10小时，减压浓缩，50mL异丙醇重结晶，得白色固体苯并噻唑-2-甲醛11.4g,收率86％，纯度99.6％，MS:m/z＝163(M+)，1H NMR(CDCl3,500MHz)δ:10.18(s,1H),8.25(d,J＝8.5Hz,1H),8.02(d,J＝8.5Hz,1H)，7.63-7.59(m,2H)。
实施例2
本实施例涉及一种苯并噻唑-2-甲醛的合成工艺，由以下步骤组成：
步骤一，将0.1mol苯并噻唑、0.3mol甲醇、0.8mol氧化剂过硫酸钠和0.001mol含磷催化剂(羟基磷灰石粉末)，在密闭反应容器中加热至80℃，保温并搅拌18小时进行反应，过滤，滤液减压浓缩，用50mL丙酮重结晶，得到固体2-苯并噻唑二甲缩醛16.5g,收率78％，纯度99.1％,MS:m/z＝209(M+)；
步骤二，将上述2-苯并噻唑二甲缩醛加入有机溶剂DMF中，按照2-苯并噻唑二甲缩醛与酸催化剂的物质的量之比为1:1再加入酸催化剂硫酸，100℃的温度条件下反应1小时，减压浓缩，50mL异丙醇重结晶，得白色固体苯并噻唑-2-甲醛10.7g,收率84％，纯度99.4％，MS:m/z＝163(M+)，1H NMR(CDCl3,500MHz)δ:10.19(s,1H),8.27(d,J＝8.5Hz,1H),8.04(d,J＝8.5Hz,1H)，7.64-7.60(m,2H)。
实施例3
本实施例涉及一种苯并噻唑-2-甲醛的合成工艺，由以下步骤组成：
步骤一，将0.1mol苯并噻唑、0.8mol甲醇、0.1mol氧化剂(过硫酸钾和过硫酸钠各一半)和0.06mol含磷催化剂(羟基磷灰石粉末)，在密闭反应容器中加热至120℃，保温并搅拌1小时进行反应，过滤，滤液减压浓缩，用50mL丙酮重结晶，得到固体2-苯并噻唑二甲缩醛16.6g,收率79％，纯度99.2％,MS:m/z＝209(M+)；
步骤二，将上述2-苯并噻唑二甲缩醛加入有机溶剂DMF中，按照2-苯并噻唑二甲缩醛与酸催化剂的物质的量之比为1:10再加入酸催化剂盐酸，30℃的温度条件下反应20小时，减压浓缩，50mL异丙醇重结晶，得白色固体苯并噻唑-2-甲醛11g,收率85％，纯度99.3％，MS:m/z＝163(M+)，1H NMR(CDCl3,500MHz)δ:10.18(s,1H),8.25(d,J＝8.5Hz,1H),8.02(d,J＝8.5Hz,1H)，7.66-7.59(m,2H)。
对比例1
本对比例与实施例1的区别在于：步骤一中，不加入含磷催化剂(羟基磷灰石粉末)，得到固体2-苯并噻唑二甲缩醛13.1g,收率62％，纯度99.1％,MS:m/z＝209(M+)。
对比例2
本对比例与实施例2的区别在于：步骤一中，不加入含磷催化剂(羟基磷灰石粉末)，得到固体2-苯并噻唑二甲缩醛7.4g,收率35％，纯度99.2％,MS:m/z＝209(M+)。
对比例3
本对比例与实施例3的区别在于：步骤一中，不加入含磷催化剂(羟基磷灰石粉末)，得到固体2-苯并噻唑二甲缩醛10.4g,收率49％，纯度98.7％,MS:m/z＝209(M+)。
结论分析
分别实施上述实施例1-3和对比例1-3，并统计2-苯并噻唑二甲缩醛和苯并噻唑-2-甲醛的收率和纯度。实施例1-3获得2-苯并噻唑二甲缩醛的收率均在78-81％之间，而对比例1-3在省略含磷催化剂(羟基磷灰石粉末)后，2-苯并噻唑二甲缩醛的下降为35-62％，下降幅度出乎预料，说明羟基磷灰石粉末作为催化剂对生成2-苯并噻唑二甲缩醛的生成有着至关重要的影响，尤其是苯并噻唑、甲醇、氧化剂、含磷催化剂的摩尔比为1:(3～8):(1～8):(0.01～0.6)时影响较为突出，苯并噻唑、甲醇、氧化剂、含磷催化剂的摩尔比为1:5:3:0.1时效果更佳。2-苯并噻唑二甲缩醛的高效率合成有利于后期进一步合成苯并噻唑-2-甲醛，因此，适用于工业上大规模合成苯并噻唑-2-甲醛。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (1)

1.一种苯并噻唑-2-甲醛的合成工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，将苯并噻唑、甲醇、氧化剂、含磷催化剂在密闭反应容器中加热至80～120℃，保温并搅拌1～18小时进行反应，所述氧化剂为过硫酸钾或过硫酸钠或二者的混合物，过滤，滤液减压浓缩，用丙酮重结晶，得到固体2-苯并噻唑二甲缩醛，所述含磷催化剂为羟基磷灰石粉末，所述苯并噻唑、甲醇、氧化剂、含磷催化剂的摩尔比为1:5:3:0.1；
步骤二，将所述2-苯并噻唑二甲缩醛加入有机溶剂DMF中，按照2-苯并噻唑二甲缩醛与酸催化剂的物质的量之比为1:(1～10)再加入酸催化剂盐酸或硫酸，30～100℃的温度条件下反应1～20小时，减压浓缩，异丙醇重结晶，得白色固体苯并噻唑-2-甲醛。
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