CN107556257B - 一种四氮唑-5-甲酸甲酯的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种四氮唑‑5‑甲酸甲酯的合成方法，属于化工技术领域，具体是由草氨酸甲酯、硫酸二甲酯以及叠氮化钠经过亚胺化成盐反应和环化两步反应合成四氮唑‑5‑甲酸甲酯产品。本发明合成方法便于控制，易于工业化生产，成品四氮唑‑5‑甲酸甲酯收率高、纯度高，收率高达85.8‑92％之间，纯度高达98.2％‑99.1％。
Description
技术领域
本发明涉及一种有机中间体的合成方法，具体为一种四氮唑-5-甲酸甲酯的合成方法。
背景技术
四氮唑-5-甲酸甲酯属有机中间体，可以用于多种有机化合物的合成。
通常四氮唑-5-甲酸甲酯是由氰甲酸甲酯和叠氮化钠反应得到。该方法所用原料氰甲酸甲酯易燃，且毒性与氢氰酸相当，安全风险大。
因此十分有必要寻找一种清洁高低成本的四氮唑-5-甲酸甲酯合成方法。
发明内容
本发明的目的是针对上述现状，旨在提供一种清洁高低成本的四氮唑-5-甲酸甲酯合成方法。
一种四氮唑-5-甲酸甲酯的合成方法，包括两步反应，第一步反应为亚胺化成盐反应，化学式为：
第二步反应为环化反应，化学式为：
本发明的进一步改进，亚胺化成盐反应中草氨酸甲酯和硫酸二甲酯的摩尔比为1:1-1.1，反应温度60-80℃，反应时间2-5小时。
本发明的进一步改进，环化反应中叠氮化钠与草氨酸甲酯的摩尔比为1.1-1.5:1，反应温度40-70℃，反应时间5-15小时。
本发明的进一步改进，亚胺化成盐反应中，溶剂为二氧六环，二氧六环的用量为草氨酸甲酯重量的10-15倍。
本发明的有益效果：
1、本发明以本发明以草氨酸甲酯为原料，经过亚胺化成盐和环化反应两步反应合成四氮唑-5-甲酸甲酯，成品四氮唑-5-甲酸甲酯收率高、纯度高，收率在85.8-92％之间，纯度在98.2％-99.1％之间。
2、本发明合成方法便于控制，易于工业化生产，可避免使用氰甲酸甲酯等高毒性、高风险性的物质，提高了生产的安全性，也清洁环保。
具体实施方式
本发明由草氨酸甲酯、硫酸二甲酯以及叠氮化钠经过亚胺化成盐反应和环化两步反应合成四氮唑-5-甲酸甲酯产品。
下面用具体实施例来进一步阐述本发明：
实施例1：
第一步：亚胺化成盐反应
反应瓶中投入草氨酸甲酯0.1摩尔(10.3克)、硫酸二甲酯0.1(12.6克)摩尔和二氧六环103克，搅拌下缓慢升温到60-65℃反应5小时，TLC监控反应完成。趁热转入200ml压力釜中，准备进行下一步反应。
第二步：环化反应
将压力釜中料液降温到5℃，加入0.11摩尔叠氮化钠(9.75克)，充氮气到1MPa压力，再升温到40-45℃反应15小时，降温到15℃，泄压抽真空10分钟，开盖倒出反应物料，过滤除去不溶物，减压回收二氧六环至85℃，加入10克异丙醚，加热到60-65℃，然后搅拌下缓慢降温到0-5℃，过滤，滤饼60-65℃下真空干燥5小时，得到11克产物，总收率85.8％，纯度98.8％。经过气相色谱与对照品比较，确认是目标产物。
实施例2：
第一步：亚胺化成盐反应
反应瓶中投入草氨酸甲酯0.1摩尔(10.3克)、硫酸二甲酯0.11(13.86克)摩尔和二氧六环130克，搅拌下缓慢升温到70-75℃反应3小时，TLC监控反应完成。趁热转入200ml压力釜中，准备进行下一步反应。
第二步：环化反应
将压力釜中料液降温到5℃，加入0.12摩尔叠氮化钠(10.73克)，充氮气到1MPa压力，再升温到50-55℃反应10小时，降温到15℃，泄压抽真空10分钟，开盖倒出反应物料，过滤除去不溶物，减压回收二氧六环至85℃，加入15克异丙醚，加热到60-65℃，然后搅拌下缓慢降温到0-5℃，过滤，滤饼60-65℃下真空干燥5小时，得到11.5克产物，总收率89.66％，纯度98.2％。经过气相色谱与对照品比较，确认是目标产物。
实施例3：
第一步：亚胺化成盐反应
反应瓶中投入草氨酸甲酯0.1摩尔(10.3克)、硫酸二甲酯0.105(13.23克)摩尔和二氧六环154.5克，搅拌下缓慢升温到75-80℃反应2小时，TLC监控反应完成。趁热转入200ml压力釜中，准备进行下一步反应。
第二步：环化反应
将压力釜中料液降温到5℃，加入0.15摩尔叠氮化钠(13.3克)，充氮气到1MPa压力，再升温到67-70℃反应5小时，降温到15℃，泄压抽真空10分钟，开盖倒出反应物料，过滤除去不溶物，减压回收二氧六环至90℃，加入15克异丙醚，加热到60-65℃，然后搅拌下缓慢降温到0-5℃，过滤，滤饼60-65℃下真空干燥5小时，得到11.8克产物，总收率92％，纯度99.1％。经过气相色谱与对照品比较，确认是目标产物。
实施例4：
第一步：亚胺化成盐反应
反应瓶中投入草氨酸甲酯0.1摩尔(10.3克)、硫酸二甲酯0.105(13.23克)摩尔和二氧六环154.5克，搅拌下缓慢升温到65-70℃反应6小时，TLC监控反应完成。趁热转入200ml压力釜中，准备进行下一步反应。
第二步：环化反应
将压力釜中料液降温到5℃，加入0.15摩尔叠氮化钠(13.3克)，充氮气到1MPa压力，再升温到40-43℃反应10小时，降温到15℃，泄压抽真空10分钟，开盖倒出反应物料，过滤除去不溶物，减压回收二氧六环至88℃，加入15克异丙醚，加热到65℃，然后搅拌下缓慢降温到1-2℃，过滤，滤饼60-65℃下真空干燥5小时，得到11.5克产物，总收率89.66％纯度98.6％。经过气相色谱与对照品比较，确认是目标产物。
实施例5：
第一步：亚胺化成盐反应
反应瓶中投入草氨酸甲酯0.1摩尔(10.3克)、硫酸二甲酯0.107(13.5克)摩尔和二氧六环130克，搅拌下缓慢升温到70-75℃反应3小时，TLC监控反应完成。趁热转入200ml压力釜中，准备进行下一步反应。
第二步：环化反应
将压力釜中料液降温到5℃，加入0.15摩尔叠氮化钠(13.3克)，充氮气到1MPa压力，再升温到65-70℃反应5小时，降温到15℃，泄压抽真空10分钟，开盖倒出反应物料，过滤除去不溶物，减压回收二氧六环至85℃，加入12克异丙醚，加热到63-65℃，然后搅拌下缓慢降温到4-5℃，过滤，滤饼60-65℃下真空干燥5小时，得到11.2克产物，总收率87.3％，纯度98.8％。经过气相色谱与对照品比较，确认是目标产物。
二、实验例部分
本发明实施例1～5目标产物四氮唑-5-甲酸甲酯的重量和收率分别通过称量和计算得到，其纯度采用气相色谱法检测。实施例1～5目标产物的检测结果见表1。
表1实施例1～5目标产物四氮唑-5-甲酸甲酯检测结果
Claims (4)
1.一种四氮唑-5-甲酸甲酯的合成方法，其特征在于，包括两步反应，第一步反应为亚胺化成盐反应，化学式为：
第二步反应为环化反应，化学式为：
2.根据权利要求1所述一种四氮唑-5-甲酸甲酯的合成方法，其特征在于，所述的亚胺化成盐反应中草氨酸甲酯和硫酸二甲酯的摩尔比为1:1-1.1，反应温度60-80℃，反应时间2-5小时。
3.根据权利要求1所述一种四氮唑-5-甲酸甲酯的合成方法，其特征在于，所述的环化反应中叠氮化钠与草氨酸甲酯的摩尔比为1.1-1.5:1，反应温度40-70℃，反应时间5-15小时。
4.根据权利要求1所述一种四氮唑-5-甲酸甲酯的合成方法，其特征在于，所述的亚胺化成盐反应中，溶剂为二氧六环，二氧六环的用量为草氨酸甲酯重量的10-15倍。
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Non-Patent Citations (2)
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