CN110950816A - 1-(2-二甲基氨基乙基)-5-巯基四唑的合成方法 - Google Patents
1-(2-二甲基氨基乙基)-5-巯基四唑的合成方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于医药技术领域,具体涉及一种1‑(2‑二甲基氨基乙基)‑5‑巯基四唑的合成方法。N,N‑二甲基乙二胺和硫光气反应得到异硫氰酸酯,异硫氰酸酯和叠氮基三甲基硅烷反应得到1‑(2‑二甲基氨基乙基)‑5‑巯基四唑盐酸盐,1‑(2‑二甲基氨基乙基)‑5‑巯基四唑盐酸盐溶于水中,脱色后析晶得到1‑(2‑二甲基氨基乙基)‑5‑巯基四唑。本发明使用N,N‑二甲基乙二胺与硫光气一步法合成异硫氰酸酯,简化了合成工序,收率大幅提高;环合工序使用无毒的叠氮基三甲基硅烷替代了剧毒的叠氮化钠,提高了工艺的安全性,更适合工业化放大。
Description
技术领域
本发明属于医药技术领域,具体涉及一种1-(2-二甲基氨基乙基)-5-巯基四唑的合成方法。
背景技术
1-(2-二甲基氨基乙基)-5-巯基四唑是一种重要的医药中间体,主要用于合成抗生素头孢替安。头孢替安盐酸盐是由日本武田公司研发于1981年首次在日本上市的第二代半合成头孢菌素;对革兰阳性菌的作用与头孢唑林接近,对革兰阴性菌,如嗜血杆菌、大肠埃希菌、克雷伯杆菌、奇异变形杆菌等作用较优,对肠杆菌、枸橼酸杆菌、吲哚阳性变形杆菌等也有抗菌作用;用于治疗敏感菌所致的感染,如肺炎、支气管炎、胆道感染、腹膜炎、尿路感染以及手术和外伤所致的感染和败血症等。
目前关于1-(2-二甲基氨基乙基)-5-巯基四唑的合成方法报道较少。李永伟,王娟等(河北工业科技,第32卷第一期)公布了一种1-(2-二甲基氨基乙基)-5-巯基四唑的合成路线如下:
其反应是N,N-二甲基乙二胺与二硫化碳进行加成反应得到2-(N,N-二甲基氨基)乙氨基二硫代羧酸,再与氯甲酸乙酯缩合反应得到异硫氰酸酯,最后与叠氮化钠环合得到1-(2-二甲基氨基乙基)-5-巯基四唑。该工艺需要经过三步反应才能制得目标产物,收率仅为48.0%,不论是原料二硫化碳还是过程中产生的氧硫化碳气体均有较大气味不符合当前的环保形势,且叠氮化钠是剧毒品,使用时安全隐患较大,不利于工业转化。
因此,目前急需对传统的合成工艺进行优化改进,使其更安全、更环保、利于工业化生产。
发明内容
本发明的目的是提供一种1-(2-二甲基氨基乙基)-5-巯基四唑的合成方法,合成步骤更加简洁、收率更高,同时更加安全、环保。
本发明所述的1-(2-二甲基氨基乙基)-5-巯基四唑的合成方法是N,N-二甲基乙二胺和硫光气反应得到异硫氰酸酯,异硫氰酸酯和叠氮基三甲基硅烷反应得到1-(2-二甲基氨基乙基)-5-巯基四唑盐酸盐,1-(2-二甲基氨基乙基)-5-巯基四唑盐酸盐溶于水中,脱色后析晶得到1-(2-二甲基氨基乙基)-5-巯基四唑。
N,N-二甲基乙二胺和硫光气的摩尔比为1:1.15-1.2。
叠氮基三甲基硅烷和N,N-二甲基乙二胺的摩尔比为0.95-1.05:1。
1-(2-二甲基氨基乙基)-5-巯基四唑盐酸盐与水的重量比为1:3-3.5。
本发明所述的1-(2-二甲基氨基乙基)-5-巯基四唑的合成方法,包括如下步骤:
(1)将N,N-二甲基乙二胺和催化剂溶于有机溶剂中搅匀,滴加硫光气,滴加完毕后保温,升温至回流继续反应,反应完毕旋干溶剂得到异硫氰酸酯;
(2)将步骤(1)中所得异硫氰酸酯滴加至叠氮基三甲基硅烷的乙腈溶液中,滴加完毕后保温反应,保温结束后,降温,析晶,过滤,淋洗滤饼得到1-(2-二甲基氨基乙基)-5-巯基四唑盐酸盐;
(3)将步骤(2)中所得1-(2-二甲基氨基乙基)-5-巯基四唑盐酸盐和稳定剂加入到水中,升温,搅拌溶清后脱色,过滤后滤液调pH析晶,降温过滤,淋洗后烘干得到1-(2-二甲基氨基乙基)-5-巯基四唑成品。
步骤(1)中催化剂为吡啶、三乙胺或DMAP中的一种或几种,催化剂用量为N,N-二甲基乙二胺质量的1-5%。
步骤(1)中有机溶剂为二氯甲烷,N,N-二甲基乙二胺与有机溶剂的质量比为1:8-8.5。
步骤(1)中滴加温度为18-23℃,滴加时间为2-2.5h。
步骤(1)中保温时间为0.5-1h。
步骤(1)中继续反应时间为3-4h。
步骤(2)中滴加温度为35-42℃,滴加时间为1-1.5h。
步骤(2)中叠氮基三甲基硅烷与乙腈的质量比为1:5.5-6.0。
步骤(2)中保温反应时间为2-3h。
步骤(2)中降温温度为20-22℃。
步骤(2)中析晶是滴加浓盐酸析晶,浓盐酸的质量浓度为30%,析晶时调pH至2.2-2.5。
步骤(2)中淋洗是有机溶剂淋洗,有机溶剂为甲醇、乙醇或异丙醇中的一种或几种。
步骤(3)中稳定剂为亚硫酸钠、亚硫酸氢钠或焦亚硫酸钠中的一种或几种,稳定剂的质量为N,N-二甲基乙二胺质量的1-2%。
步骤(3)中1-(2-二甲基氨基乙基)-5-巯基四唑盐酸盐与水的重量比为1:3-3.5。
步骤(3)中升温温度为40-45℃。
步骤(3)中脱色是活性炭脱色,脱色时间为15-25min。
步骤(3)中调pH是滴加稀碱调pH至4.8-5.5,稀碱为15wt.%氢氧化钠的水溶液。
步骤(3)中降温温度为10-15℃。
步骤(3)中淋洗是甲醇和水的混合液淋洗,甲醇和水的混合液中甲醇与水的体积比为5-6:1。
本发明所述的1-(2-二甲基氨基乙基)-5-巯基四唑的合成方法,包括如下具体步骤:
(1)将N,N-二甲基乙二胺、催化剂溶于二氯甲烷中搅匀,控制温度18-23℃滴加硫光气,滴毕后保温0.5-1h,升温至回流继续反应3-4h;反应毕旋干溶剂得到黄褐色油状液体异硫氰酸酯;
(2)将步骤(1)中所得异硫氰酸酯滴加至叠氮基三甲基硅烷的乙腈溶液中,控制滴加温度35-42℃,滴加时间1-1.5h,滴加完毕后保温反应2-3h;保温结束后,降温至20-22℃滴加30wt.%浓盐酸析晶,过滤,有机溶剂淋洗滤饼得到淡黄色1-(2-二甲基氨基乙基)-5-巯基四唑盐酸盐;
(3)将步骤(2)中所得1-(2-二甲基氨基乙基)-5-巯基四唑盐酸盐、稳定剂加入到纯化水中,升温至40-45℃,搅拌溶清后加入活性炭脱色15-25min,过滤后向滤液中滴加稀碱调pH析晶,降温至10-15℃过滤,甲醇和水的混合液淋洗后烘干得到1-(2-二甲基氨基乙基)-5-巯基四唑成品。
本发明的合成路线如下:
本发明步骤简单、易于操作,使用低风险的叠氮基三甲基硅烷替代了剧毒品叠氮化钠作为叠氮化试剂,有较高工业化价值。
本发明的有益效果如下:
(1)使用N,N-二甲基乙二胺与硫光气一步法合成异硫氰酸酯,相比现有工艺中先与二硫化碳加成得到硫代羧酸再与氯甲酸乙酯缩合得到异硫氰酸酯,简化了合成工序,收率大幅提高;
(2)避免了二硫化碳的使用以及氧硫化碳气体的产生,规避了气味问题,更符合当前的环保形势要求;
(3)环合工序使用无毒的叠氮基三甲基硅烷替代了剧毒的叠氮化钠,提高了工艺的安全性,更适合工业化放大;
(4)本发明总摩尔收率75%以上,产品纯度99.6%以上,具有较高的成本、质量优势,工业应用价值较大。
附图说明
图1是实施例1成品的液相色谱图。
图2是对比例1成品的液相色谱图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步描述。
实施例1
(1)在500ml三口瓶中,将40g N,N-二甲基乙二胺,2g三乙胺溶于250ml二氯甲烷中搅匀,控制18-20℃滴加62g硫光气,2h滴加完毕;保温0.5h后升温至回流继续反应3h,旋干二氯甲烷得到异硫氰酸酯63.3g;
(2)在500ml三口瓶中,将52.3g叠氮基三甲基硅烷溶于300ml乙腈中搅匀,控制温度38-40℃滴加步骤(1)中所得异硫氰酸酯,1h滴加完毕后保温反应2h。降温至20℃滴加30wt.%浓盐酸调酸至pH=2.5,过滤后用120ml乙醇分三次淋洗滤饼得到1-(2-二甲基氨基乙基)-5-巯基四唑盐酸盐92.4g;
(3)将步骤(2)中所得1-(2-二甲基氨基乙基)-5-巯基四唑盐酸盐、0.4g亚硫酸氢钠加入到295.6g纯化水中,升温至42℃搅拌溶清,加入1.5g活性炭脱色15min后滤出活性炭,滤液中缓慢滴加15wt.%氢氧化钠水溶液调pH=5.0,降温至10℃过滤,使用甲醇:水体积比为5:1的混合液淋洗滤饼,真空烘干得到59.9g1-(2-二甲基氨基乙基)-5-巯基四唑成品,摩尔收率76.2%,色谱纯度99.68%。成品检测结果见图1和表1。
表1实施例1成品检测峰结果
实施例2
(1)在500ml三口瓶中,将40g N,N-二甲基乙二胺,2gDMAP溶于250ml二氯甲烷中搅匀,控制20-22℃滴加64.5g硫光气,2.5h滴加完毕;保温0.6h后升温至回流继续反应4h,旋干二氯甲烷得到异硫氰酸酯66.7g;
(2)在500ml三口瓶中,将54.2g叠氮基三甲基硅烷溶于300ml乙腈中搅匀,控制温度35-40℃滴加步骤(1)中所得异硫氰酸酯,1.2h滴加完毕后保温反应2.5h。降温至21℃滴加30wt.%浓盐酸调酸至pH=2.3,过滤后用150ml甲醇分三次淋洗滤饼得到1-(2-二甲基氨基乙基)-5-巯基四唑盐酸盐91.8g;
(3)将步骤(2)中所得1-(2-二甲基氨基乙基)-5-巯基四唑盐酸盐、0.4g焦亚硫酸钠加入到320.2g纯化水中,升温至45℃搅拌溶清,加入1.5g活性炭脱色20min后滤出活性炭,滤液中缓慢滴加15wt.%氢氧化钠水溶液调pH=5.5,降温至10℃过滤,使用甲醇:水体积比为5.5:1的混合液淋洗滤饼,真空烘干得到59.3g1-(2-二甲基氨基乙基)-5-巯基四唑成品,摩尔收率75.4%,色谱纯度99.72%。
实施例3
(1)在500ml三口瓶中,将40g N,N-二甲基乙二胺,2g吡啶溶于250ml二氯甲烷中搅匀,控制20-22℃滴加63.3g硫光气,2.5h滴加完毕;保温1h后升温至回流继续反应4h,旋干二氯甲烷得到异硫氰酸酯63.7g;
(2)在500ml三口瓶中,将53.7g叠氮基三甲基硅烷溶于300ml乙腈中搅匀,控制温度40-42℃滴加步骤(1)中所得异硫氰酸酯,1.5h滴加完毕后保温反应3h。降温至22℃滴加30wt.%浓盐酸调酸至pH=2.3,过滤后用150ml异丙醇分三次淋洗滤饼得到1-(2-二甲基氨基乙基)-5-巯基四唑盐酸盐93.3g;
(3)将步骤(2)中所得1-(2-二甲基氨基乙基)-5-巯基四唑盐酸盐、0.4g亚硫酸钠加入到285.2g纯化水中,升温至45℃搅拌溶清,加入1.5g活性炭脱色20min后滤出活性炭,滤液中缓慢滴加15wt.%氢氧化钠水溶液调pH=5.2,降温至10℃过滤,使用甲醇:水体积比为6:1的混合液淋洗滤饼,真空烘干得到60.2g1-(2-二甲基氨基乙基)-5-巯基四唑成品,摩尔收率76.6%,色谱纯度99.66%。
对比例1
(1)在500ml三口瓶中,加入200ml甲醇,35g二硫化碳搅匀,控温5-10℃滴加N,N-二甲基乙二胺40g,滴毕保温4h后过滤,烘干得到2-(N,N-二甲基氨基)乙氨基二硫代羧酸72.3g;
(2)在1000ml三口瓶中加入72.3g2-(N,N-二甲基氨基)乙氨基二硫代羧酸、70g三乙胺、500ml氯仿,搅匀后控温20-25℃滴加72.5g氯甲酸乙酯,2h滴加完毕。保温20min后加入200ml水洗涤分层,下层氯仿相旋干溶剂后加入100g甲醇溶解,得到异氰酸硫酯甲醇溶液152.5g;
(3)在500ml三口瓶中,加入36g叠氮化钠、150g水搅拌溶解后,控温55-60℃滴加异氰酸硫酯甲醇溶液152.5g,1h滴加完毕后保温反应2h。保温毕负压蒸出甲醇,加入4g活性炭40-50℃脱色1h后过滤;滤液用150ml氯仿分三次萃取洗涤,收集水相,用盐酸调pH=5.0,蒸馏水相,蒸出水分80g后停止蒸馏,降温至5℃过滤得到粗品67g;
(4)在500ml三口瓶中,加入300g水、粗品67g升温至85-90℃搅拌溶清,加入2g活性炭脱色30min后趁热过滤;滤液降温析晶,降至5℃过滤得到湿品,烘干后得到1-(2-二甲基氨基乙基)-5-巯基四唑成品38.8g,摩尔收率49.4%,色谱纯度99.01%。成品检测结果见图2和表2。
表2对比例1成品检测峰结果
保留时间(分钟) | 面积(微伏*秒) | 高度(微伏) | %面积 | |
1 | 1.615 | 13805 | 2639 | 0.1479 |
2 | 1.844 | 12321 | 2305 | 0.1320 |
3 | 2.430 | 26330 | 3792 | 0.2821 |
4 | 2.853 | 1471 | 240 | 0.0158 |
5 | 3.047 | 1192 | 178 | 0.0128 |
6 | 3.433 | 1320 | 137 | 0.0141 |
7 | 4.982 | 11702 | 1147 | 0.1254 |
8 | 5.631 | 9241171 | 951447 | 99.0148 |
9 | 7.630 | 11545 | 951 | 0.1237 |
10 | 8.388 | 7202 | 620 | 0.0772 |
11 | 11.988 | 5066 | 339 | 0.0543 |
对比例2
(1)在500ml三口瓶中,加入250ml甲醇,38g二硫化碳搅匀,控温5-10℃滴加N,N-二甲基乙二胺40g,滴毕保温3h后过滤,烘干得到2-(N,N-二甲基氨基)乙氨基二硫代羧酸73.4g;
(2)在1000ml三口瓶中加入73.4g2-(N,N-二甲基氨基)乙氨基二硫代羧酸、70.5g三乙胺、500ml氯仿,搅匀后控温20-25℃滴加73g氯甲酸乙酯,2h滴加完毕。保温20min后加入200ml水洗涤分层,下层氯仿相旋干溶剂后加入100g甲醇溶解,得到异氰酸硫酯甲醇溶液154.3g;
(3)在500ml三口瓶中,加入36g叠氮化钠、150g水搅拌溶解后,控温55-60℃滴加异氰酸硫酯甲醇溶液154.3g,1h滴加完毕后保温反应2h。保温毕负压蒸出甲醇,加入4g活性炭40-50℃脱色1h后过滤;滤液用150ml氯仿分三次萃取洗涤,收集水相,用盐酸调pH=5.3,蒸馏水相,蒸出水分90g后停止蒸馏,降温至4℃过滤得到粗品70.3g;
(4)在500ml三口瓶中,加入300g水、粗品70.3g升温至85-90℃搅拌溶清,加入2g活性炭脱色30min后趁热过滤;滤液降温析晶,降至5℃过滤得到湿品,烘干后得到1-(2-二甲基氨基乙基)-5-巯基四唑成品39.7g,摩尔收率50.5%,色谱纯度99.13%。
Claims (10)
1.一种1-(2-二甲基氨基乙基)-5-巯基四唑的合成方法,其特征在于N,N-二甲基乙二胺和硫光气反应得到异硫氰酸酯,异硫氰酸酯和叠氮基三甲基硅烷反应得到1-(2-二甲基氨基乙基)-5-巯基四唑盐酸盐,1-(2-二甲基氨基乙基)-5-巯基四唑盐酸盐溶于水中,脱色后析晶得到1-(2-二甲基氨基乙基)-5-巯基四唑。
2.根据权利要求1所述的1-(2-二甲基氨基乙基)-5-巯基四唑的合成方法,其特征在于N,N-二甲基乙二胺和硫光气的摩尔比为1:1.15-1.2。
3.根据权利要求1所述的1-(2-二甲基氨基乙基)-5-巯基四唑的合成方法,其特征在于叠氮基三甲基硅烷和N,N-二甲基乙二胺的摩尔比为0.95-1.05:1。
4.根据权利要求1所述的1-(2-二甲基氨基乙基)-5-巯基四唑的合成方法,其特征在于1-(2-二甲基氨基乙基)-5-巯基四唑盐酸盐与水的重量比为1:3-3.5。
5.根据权利要求1-4任一所述的1-(2-二甲基氨基乙基)-5-巯基四唑的合成方法,其特征在于包括如下步骤:
(1)将N,N-二甲基乙二胺和催化剂溶于有机溶剂中搅匀,滴加硫光气,滴加完毕后保温,升温至回流继续反应,反应完毕旋干溶剂得到异硫氰酸酯;
(2)将步骤(1)中所得异硫氰酸酯滴加至叠氮基三甲基硅烷的乙腈溶液中,滴加完毕后保温反应,保温结束后,降温,析晶,过滤,淋洗滤饼得到1-(2-二甲基氨基乙基)-5-巯基四唑盐酸盐;
(3)将步骤(2)中所得1-(2-二甲基氨基乙基)-5-巯基四唑盐酸盐和稳定剂加入到水中,升温,搅拌溶清后脱色,过滤后滤液调pH析晶,降温过滤,淋洗后烘干得到1-(2-二甲基氨基乙基)-5-巯基四唑成品。
6.根据权利要求5所述的1-(2-二甲基氨基乙基)-5-巯基四唑的合成方法,其特征在于步骤(1)中催化剂为吡啶、三乙胺或DMAP中的一种或几种,催化剂用量为N,N-二甲基乙二胺质量的1-5%。
7.根据权利要求5所述的1-(2-二甲基氨基乙基)-5-巯基四唑的合成方法,其特征在于步骤(2)中析晶是滴加浓盐酸析晶,浓盐酸的质量浓度为30%,析晶时调pH至2.2-2.5。
8.根据权利要求5所述的1-(2-二甲基氨基乙基)-5-巯基四唑的合成方法,其特征在于步骤(3)中稳定剂为亚硫酸钠、亚硫酸氢钠或焦亚硫酸钠中的一种或几种,稳定剂的质量为N,N-二甲基乙二胺质量的1-2%。
9.根据权利要求5所述的1-(2-二甲基氨基乙基)-5-巯基四唑的合成方法,其特征在于步骤(3)中1-(2-二甲基氨基乙基)-5-巯基四唑盐酸盐与水的重量比为1:3-3.5。
10.根据权利要求5所述的1-(2-二甲基氨基乙基)-5-巯基四唑的合成方法,其特征在于步骤(3)中调pH是滴加稀碱调pH至4.8-5.5,稀碱为15wt%氢氧化钠的水溶液。
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