CN109369540B - 2-甲基-4-氨基-5-甲酰氨甲基嘧啶的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种2‑甲基‑4‑氨基‑5‑甲酰氨甲基嘧啶的合成方法，它包括如下步骤：在反应瓶中加入苯类溶剂、固体酸催化剂，搅拌，加入α‑钠代甲酰基‑β‑甲酰氨基丙腈，加热升温，滴加溶于醇类溶剂的盐酸乙脒溶液，保温反应，过滤，回收固体酸催化剂经处理后可重复使用，滤液即为2‑甲基‑4‑氨基‑5‑甲酰氨甲基嘧啶溶液。本发明不使用传统合成工艺中的原料邻氯苯胺，由α‑钠代甲酰基‑β‑甲酰氨基丙腈与盐酸乙脒，在固体酸催化剂的作用下直接合成2‑甲基‑4‑氨基‑5‑甲酰氨甲基嘧啶，省去了中间工序，而且固体酸催化剂可重复使用，属环境友好型工艺，避免了在维生素B1产品中有微量致癌物残留；合成产率高，符合当今绿色发展的要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种维生素B1关键中间体2-甲基-4-氨基-5-甲酰氨甲基嘧啶的简便合成方法，属于维生素B1及其衍生物合成技术领域。
背景技术
2-甲基-4-氨基-5-甲酰氨甲基嘧啶是合成维生素B1的关键中间体，国内外报道的合成2-甲基-4-氨基-5-甲酰氨甲基嘧啶的方法有：
中国专利CN103012282A公开了以α-钠代甲酰基-β-甲酰氨基丙腈II为起始原料，合成2-甲基-4-氨基-5-甲酰氨甲基嘧啶的步骤为三步：1)II与氯化氢气体反应制α-烯醇基-β-甲酰氨基丙腈；2)盐酸乙脒游离成乙脒；3)α-烯醇基-β-甲酰氨基丙腈与游离乙脒环合制I.该合成方法路线长，还需用氯化氢和甲醇钠，过程中多产生副产氯化钠。
美国专利US3954756公开了以II为起始原料，与硫酸二甲酯反应生成α-甲氧基亚甲基-β-甲酰氨基丙腈，再与游离乙脒反应合成I。但硫酸二甲酯剧毒且属致癌物，乙脒需游离。
美国专利US4716243和德国专利DE2748153均公开了以II为起始原料，与邻氯苯胺反应生成α-邻氯苯氨亚甲基-β-甲酰氨基丙腈，再与游离乙脒反应合成I。但邻氯苯胺属于致癌物，会在维生素B1产品中有微量残留。
发明内容
本发明以上述工艺路线为基础，探索不同反应步骤及精制条件对2-甲基-4-氨基-5-甲酰氨甲基嘧啶的合成方法的影响，旨在提高收率的同时减少中间物污染。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：
一种2-甲基-4-氨基-5-甲酰氨甲基嘧啶的合成方法，它包括如下步骤：在反应瓶中加入苯类溶剂、固体酸催化剂，搅拌，加入α-钠代甲酰基-β-甲酰氨基丙腈，加热升温，滴加溶于醇类溶剂的盐酸乙脒溶液，保温反应，过滤，回收固体酸催化剂经处理后可重复使用，滤液即为2-甲基-4-氨基-5-甲酰氨甲基嘧啶溶液，
进一步的，固体酸催化剂至少包括常规固体酸催化剂和/或五氯化铌复合固体酸催化剂。
进一步的，常规固体酸催化剂至少包括ZrO2/SiO2和/或Al2O3/SiO2和/或ZSM-5沸石和/或H3PW12O40。
进一步的，五氯化铌复合固体酸催化剂至少包括NbCl5/ZrO2/SiO2和/或NbCl5/Al2O3/SiO2和/或NbCl5/ZSM-5沸石和/或NbCl5/H3PW12O40。
进一步的，苯类溶剂包括苯和/或甲苯和/或二甲苯，所述醇类溶剂包括甲醇和/或乙醇和/或丙醇和/或丁醇。
进一步的，盐酸乙脒的用量是所述α-钠代甲酰基-β-甲酰氨基丙腈用量的1～2当量，优选1.05～1.5当量。
进一步的，反应温度为20～150℃，优选50～90℃。
进一步的，固体酸催化剂的用量是所述α-钠代甲酰基-β-甲酰氨基丙腈用量的5％～120％，优选10％～50％。
与现有的技术相比，本发明的优点在于：本发明以原有工艺为基础，改进得到了一种安全，高效，绿色环保的合成途径，用于维生素B1关键中间体2-甲基-4-氨基-5-甲酰氨甲基嘧啶的简便合成方法，本发明不使用传统合成工艺中的原料邻氯苯胺，由α-钠代甲酰基-β-甲酰氨基丙腈与盐酸乙脒，在固体酸催化剂的作用下直接合成2-甲基-4-氨基-5-甲酰氨甲基嘧啶，省去了中间工序，而且固体酸催化剂可重复使用，属环境友好型工艺。合成步骤少，操作简便，而且在该反应中避免了使用邻氯苯胺，避免了在维生素B1产品中有微量致癌物残留；合成产率高，符合当今绿色发展的要求。
具体实施方式
下述实施例中所用的试剂，如无特殊说明，可以从常规生化试剂商店购买得到。
实施例1
在反应瓶中加入500g甲苯，45g固体酸催化剂NbCl5/ZrO2/SiO2，开搅拌，缓慢加入148.1gα-钠代甲酰基-β-甲酰氨基丙腈，加热升温至65～70℃，开始滴加105g盐酸乙脒溶于600g甲醇的溶液，滴加结束，继续保温反应12小时，得2-甲基-4-氨基-5-甲酰氨甲基嘧啶反应液。过滤，回收固体酸催化剂NbCl5/ZrO2/SiO2，经处理后可重复使用；滤液用HPLC检测显示，生成2-甲基-4-氨基-5-甲酰氨甲基嘧啶的收率为91.2％。
实施例2
如实施例1所述，所不同的是，用固体酸催化剂NbCl5/Al2O3/SiO2代替固体酸催化剂NbCl5/ZrO2/SiO2进行催化反应，制备步骤及条件同实施例1，所得收率见表1。
实施例3
如实施例1所述，所不同的是，用固体酸催化剂NbCl5/ZSM-5沸石代替固体酸催化剂NbCl5/ZrO2/SiO2进行催化反应，制备步骤及条件同实施例1，所得收率见表1。
实施例4
如实施例1所述，所不同的是，用固体酸催化剂NbCl5/H3PW12O40代替固体酸催化剂NbCl5/ZrO2/SiO2进行催化反应，制备步骤及条件同实施例1，所得收率见表1。
实施例5
如实施例1所述，所不同的是，用固体酸催化剂ZrO2/SiO2代替固体酸催化剂NbCl5/ZrO2/SiO2进行催化反应，制备步骤及条件同实施例1，所得收率见表1。
实施例6
如实施例1所述，所不同的是，用固体酸催化剂Al2O3/SiO2代替固体酸催化剂NbCl5/ZrO2/SiO2进行催化反应，制备步骤及条件同实施例1，所得收率见表1。
实施例7
如实施例1所述，所不同的是，用固体酸催化剂ZSM-5沸石代替固体酸催化剂NbCl5/ZrO2/SiO2进行催化反应，制备步骤及条件同实施例1，所得收率见表1。
实施例8
如实施例1所述，所不同的是，用固体酸催化剂H3PW12O40代替固体酸催化剂NbCl5/ZrO2/SiO2进行催化反应，制备步骤及条件同实施例1，所得收率见表1。
表1：
需要说明的是，固体酸催化剂可以是常规固体酸催化剂，也可以是五氯化铌复合固体酸催化剂，采用五氯化铌复合固体酸催化剂收率更高。
五氯化铌复合固体酸催化剂的制法：先将五氯化铌溶于无水乙醇中，配成适当浓度，再将常规固体酸催化剂浸渍其中，待充分浸渍后，经过滤、干燥、研磨、焙烧即得。
本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (5)
1.一种2-甲基-4-氨基-5-甲酰氨甲基嘧啶的合成方法，其特征在于：它包括如下步骤：在反应瓶中加入苯类溶剂、固体酸催化剂，搅拌，加入α-钠代甲酰基-β-甲酰氨基丙腈，加热升温，滴加溶于醇类溶剂的盐酸乙脒溶液，保温反应，过滤，回收固体酸催化剂经处理后重复使用，滤液即为2-甲基-4-氨基-5-甲酰氨甲基嘧啶溶液，
其中，所述固体酸催化剂为NbCl5/ZrO2/SiO2；所述苯类溶剂为苯和/或甲苯和/或二甲苯，所述醇类溶剂为甲醇和/或乙醇和/或丙醇和/或丁醇。
2.根据权利要求1所述的2-甲基-4-氨基-5-甲酰氨甲基嘧啶的合成方法，其特征在于，反应温度为20～150℃。
3.根据权利要求2所述的2-甲基-4-氨基-5-甲酰氨甲基嘧啶的合成方法，其特征在于，反应温度为50～90℃。
4.根据权利要求1所述的2-甲基-4-氨基-5-甲酰氨甲基嘧啶的合成方法，其特征在于，所述固体酸催化剂的用量是所述α-钠代甲酰基-β-甲酰氨基丙腈用量的5％～120％。
5.根据权利要求4所述的2-甲基-4-氨基-5-甲酰氨甲基嘧啶的合成方法，其特征在于，所述固体酸催化剂的用量是所述α-钠代甲酰基-β-甲酰氨基丙腈用量的10％～50％。
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