CN109251188A - 一种2-甲基氨基-5-叔丁基-1,3,4-噻二唑的制备方法 - Google Patents

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时荣超
王子玉
王瑾
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Abstract

本发明为一种2‑甲基氨基‑5‑叔丁基‑1,3,4‑噻二唑的制备方法。该方法包括以下步骤：先将4‑甲基氨基硫脲与特戊酰氯放入反应釜中，加入第一有机溶剂，反应后，升温，第二次加入脱水剂特戊酰氯，反应1‑3h后，降温到，过滤，向得到滤液加水，得到特戊酸；向过滤得到的固体中加入碱，调至物料pH值为7‑8，再加入第二有机溶剂，搅拌后，减压蒸馏有机相，得到2‑甲基氨基‑5‑叔丁基‑1,3,4‑噻二唑。本发明副反应少，反应产生的特戊酸可以进一步制备特戊酰氯再利用，符合现代绿色化学的发展方向。

Description

一种2-甲基氨基-5-叔丁基-1,3,4-噻二唑的制备方法
技术领域
本发明涉及一种绿色无污染的2-甲基氨基-5-叔丁基-1,3,4-噻二唑的制备方法。
背景技术
2-甲基氨基-5-叔丁基-1,3,4-噻二唑是除草剂丁噻隆的重要中间体。丁噻隆主要用于防除非耕地杂草，牧场中的灌木。在DE3314190、US3803164和文献US4987233中都时使用了2-甲基氨基-5-叔丁基-1,3,4-噻二唑与异氰酸甲酯反应的方式制备丁噻隆。在US4283543、US3887572A中使用多磷酸与硫酸或者三氯氧磷为脱水剂，这会造大量的含磷废水，对环境造成严重的的污染。在CN105524017A以及CN105524017A中使用剧毒品光气，而且光气的使用对生产设备的要求也比较高，这类工艺并不符合绿色生产发展的方向。
发明内容
本发明的目的在于针对当前技术中用多磷酸与硫酸或者三氯氧磷等脱水剂，会造成严重的环境污染的问题，提供一种2-甲基氨基-5-叔丁基-1,3,4-噻二唑的制备方法。该方法将特戊酰氯作为原料和脱水剂，不会产生废水。本发明副反应少，反应产生的特戊酸可以进一步制备特戊酰氯再利用，符合现代绿色化学的发展方向。
本发明的技术方案为：
一种2-甲基氨基-5-叔丁基-1,3,4-噻二唑的制备方法，包括以下步骤：
先将4-甲基氨基硫脲与第一次加入的特戊酰氯放入反应釜中，加入第一有机溶剂，搅拌升温到50℃-110℃，反应1-2小时，将生成的HCl气体导入到水中，反应液继续升温到70-120℃，第二次加入特戊酰氯作为脱水剂，反应1-3h后，降温到30～60℃；过滤，向得到滤液加水，得到特戊酸；向过滤得到的固体中加入碱，调至物料pH值为7-8，再加入第二有机溶剂，搅拌后，减压蒸馏有机相，得到2-甲基氨基-5-叔丁基-1,3,4-噻二唑；
其中，物料的摩尔配比为：4-甲基氨基硫脲：第一次加入的特戊酰氯：第二次加入的特戊酰氯＝1:1-1.2：1-1.2；第二有机溶剂的用量为每摩尔的4-甲基氨基硫脲使用0.2-0.7升溶剂；所述的加入第一有机溶剂的量为每摩尔的4-甲基氨基硫脲使用0.5-1.5升的有机溶剂。
所述反应的脱去HCl步骤中提到的反应温度，最优温度为70℃-90℃。
所述反应的脱水步骤中提到第二次加入特戊酰氯与4-甲基氨基硫脲的投料摩尔比，最优比为1:1.1。
所述反应的加水量与总的加入的特戊酰氯的量的摩尔比为0.1-1:1。
所述的第一溶剂为苯、苯的衍生物、二氯甲烷或1,2-二氯乙烷。
所述的第二有机溶剂具体为苯、苯的衍生物、乙腈、石油醚、乙腈、乙酸乙酯、丙酮、四氢呋喃、1,4-二氧六环或N,N-二甲基甲酰胺。
所述的苯的衍生物为甲苯。
所述反应的脱水步骤中提到的反应温度，最优温度为90℃-110℃。
所述的碱为有机碱或无机碱。
所述的碱具体为三乙胺、氨水、吡啶、氢氧化钠或碳酸钠。
本发明的有益效果为：
本发明所述的2-甲基氨基-5特丁基-1,3,4-噻二唑的制备方法，有效解决了用多磷酸与硫酸作为脱水剂时产生的大量废水，同时也解决了使用剧毒品光气所造成的设备投入费用过高问题。该方法副反应少，反应产生的特戊酸可以进一步制备特戊酰氯再利用，符合现代绿色化学的发展方向。
具体实施方式
以下通过实施例的具体实施方式对本发明作进一步详细说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均包括在本发明的范围内。
一种2-甲基氨基-5-叔丁基-1,3,4-噻二唑的制备方法，以通式(Ⅰ)所示4-甲基氨基硫脲与通式(Ⅱ)所示特戊酰氯为原料，在有机溶剂及脱水剂的作用下经缩合以及环合脱水得到目标产物2-甲基氨基-5-叔丁基-1,3,4-噻二唑。反应式如下所示。
本发明所述的所述的4-甲基氨基硫脲(Ⅰ)为公知物质，可按着目前已报道的方法。例如EP0339964B1、CN104860857A等文献报道的制备方法得到。
实施例1：
在250mL的反应瓶中加入纯度为99％的4-甲基氨基硫脲10.6g(0.1mol；)与100mL的甲苯，再加入特戊酰氯13.3g(0.11mol)。升温到70℃。放出的HCl气体通入水中，保温反应1.5h，直至HCl气体不再放出。再滴加特戊酰氯13.3(0.11mol)g作为脱水剂，控制滴加时的温度为90℃，在20min内滴加完毕，放出的HCl气体通入水中。滴加完毕后在90℃下保温反应1h，降至室温。
将反应后的固体过滤，液体加5g的水使过量的特戊酰氯水解为特戊酸。分液，有机层全部变为特戊酸的甲苯溶液，水层变为HCl水溶液，精馏出特戊酸待用。过滤出的固体加入质量百分浓度为25％氨水调节pH 7-8。加入50ml的有机溶剂甲苯，将产品反萃取到甲苯中。分液，有机相脱溶得到纯度为98.5％的白色固体16.9g，收率为97.3％。
1H NMR(400MHz,Chloroform-d)δ5.19(s,1H,-NH-),3.03(s,3H,-CH3),1.40(s,9H,-CH3)。
实施例2：
在250mL的反应瓶中加入纯度为99％的4-甲基氨基硫脲10.6g(0.1mol)与100mL的甲苯，再加入特戊酰氯14.5g(0.12mol)。升温到70℃。放出的HCl气体通入水中，保温反应1.5小时左右，直至HCl气体不再放出。再滴加特戊酰氯12g(0.1mol)，控制滴加时的温度为90℃，在20min内滴加完毕，放出的HCl气体通入水中。滴加完毕后在90℃下保温反应1h，降至室温。
将反应后的固体过滤，有机相加10g水使过量的特戊酰氯水解为特戊酸。分液，有机层全部变为特戊酸的甲苯溶液，水层变为HCl水溶液，精馏出特戊酸待用。过滤出的固体加入氨水调节pH 7-8。加入60ml的甲苯，将产品反萃取到甲苯中。分液，有机相脱溶得到纯度为97.5％的白色固体16.2g，收率为92.4％。
实施例3：
在250mL的反应瓶中加入纯度为99％的4-甲基氨基硫脲10.6g(0.1mol)与100mL的甲苯，再加入特戊酰氯12g(0.1mol)。升温到70℃。放出的HCl气体通入水中，保温反应1.5小时，直至HCl气体不再放出。再滴加特戊酰氯14.5g(0.12mol)，控制滴加时的温度为90℃，在20min内滴加完毕，放出的HCl气体通入水中。滴加完毕后在90℃下保温反应1h，降至室温。
将反应后的固体过滤，有机相加入10g水使过量的特戊酰氯水解为特戊酸。分液，有机层全部变为特戊酸的甲苯溶液，水层变为HCl水溶液，精馏出特戊酸待用。过滤出的固体加入氨水调节pH 7-8。加入70ml的甲苯，将产品反萃取到甲苯中。分液，有机相脱溶得到纯度为98.9％的白色固体15.9g，收率为92％。
本发明未尽事宜为公知技术。

Claims (10)

1.一种2-甲基氨基-5-叔丁基-1,3,4-噻二唑的制备方法，其特征为该方法包括以下步骤：
先将4-甲基氨基硫脲与第一次加入的特戊酰氯放入反应釜中，加入第一有机溶剂，搅拌升温到50℃-110℃，反应1-2h，将生成的HCl气体导入到水中，反应液继续升温到70-120℃，第二次加入特戊酰氯作为脱水剂，反应1-3h后，降温到30~60℃；过滤，向得到滤液加水，得到特戊酸；向过滤得到的固体中加入碱，调至物料pH值为7-8，再加入第二有机溶剂，搅拌后，减压蒸馏有机相，得到2-甲基氨基-5-叔丁基-1,3,4-噻二唑；
其中，物料的摩尔配比为：4-甲基氨基硫脲：第一次加入的特戊酰氯：第二次加入的特戊酰氯=1:1-1.2:1-1.2；第二有机溶剂的用量为每摩尔的4-甲基氨基硫脲使用0.2-0.7升溶剂；所述的加入第一有机溶剂的量为每摩尔的4-甲基氨基硫脲使用0.5-1.5升的有机溶剂。
2.如权利要求1所述的2-甲基氨基-5-叔丁基-1,3,4-噻二唑的制备方法，其特征为所述反应的脱去HCl步骤中提到的反应温度，最优温度为70℃-90℃。
3.如权利要求1所述的2-甲基氨基-5-叔丁基-1,3,4-噻二唑的制备方法，其特征为所述反应的脱水步骤中提到第二次加入特戊酰氯与4-甲基氨基硫脲的投料摩尔比，最优比为1:1.1。
4.如权利要求1所述的2-甲基氨基-5-叔丁基-1,3,4-噻二唑的制备方法，其特征为所述反应的加水量与总的加入的特戊酰氯的量的摩尔比为0.1-1:1。
5.如权利要求1所述的2-甲基氨基-5-叔丁基-1,3,4-噻二唑的制备方法，其特征为所述的第一溶剂为苯、苯的衍生物、二氯甲烷或1,2-二氯乙烷。
6.如权利要求1所述的2-甲基氨基-5-叔丁基-1,3,4-噻二唑的制备方法，其特征为所述的第二有机溶剂具体为苯、苯的衍生物、乙腈、石油醚、乙腈、乙酸乙酯、丙酮、四氢呋喃、1,4-二氧六环或N,N-二甲基甲酰胺。
7.如权利要求1所述的2-甲基氨基-5-叔丁基-1,3,4-噻二唑的制备方法，其特征为所述的苯的衍生物为甲苯。
8.如权利要求1所述的2-甲基氨基-5-叔丁基-1,3,4-噻二唑的制备方法，其特征为所述反应的脱水步骤中提到的反应温度为90℃-110℃。
9.如权利要求1所述的2-甲基氨基-5-叔丁基-1,3,4-噻二唑的制备方法，其特征为所述的碱为有机碱或无机碱。
10.如权利要求1所述的2-甲基氨基-5-叔丁基-1,3,4-噻二唑的制备方法，其特征为所述的碱具体为三乙胺、氨水、吡啶、氢氧化钠或碳酸钠。
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