CN112062731A - 一种1-苯基-5-巯基四氮唑的合成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种1‑苯基‑5‑巯基四氮唑的合成方法，其包括以下步骤，（1）以苯胺基二硫代羧酸钠和叠氮化钠为原料，以水为反应溶剂，以碱溶液为催化剂，经过加热回流反应，反应结束后，反应液经过酸中和后，得到1‑苯基‑5‑巯基四氮唑粗产品；（2）将步骤（1）得到的1‑苯基‑5‑巯基四氮唑粗产品经过重结晶溶液进行重结晶，得到1‑苯基‑5‑巯基四氮唑成品，所述重结晶溶液为甲苯和水的混合溶液。本发明制得的1‑苯基‑5‑巯基四氮唑纯度高，反应过程更安全，适合工业化生产。

Description

一种1-苯基-5-巯基四氮唑的合成方法
技术领域
本发明属于有机合成领域，具体地，本发明涉及一种1-苯基-5-巯基四氮唑的合成方法。
背景技术
1-苯基-5-巯基四氮唑主要用于电镀添加剂及化学试剂、照相防灰雾剂、感光材料及电子化学品的稳定剂。由于其具有苯环和氮杂环结构，能够在电子材料表面形成薄而致密的保护膜，增强了感光材料的感光性及抗腐蚀能力。目前关于苯基巯基四氮唑的生产方法复杂，生产成本高而且收率低，纯化困难目前关于1-苯基-5-巯基四氮唑的合成国内现使用的生产方法是以异硫氰酸苯酯与水合肼反应，再经过亚硝酸作用环合，最后在碳酸钠作用下发生重排反应，得到最终产品收率为33%。中国专利CN104098522A中报道以二硫化碳和苯胺为起始原料，经过加成、甲基化、合成酸解等步骤合成产品，产品总收率为90%，但生产中用到二硫化碳，属于剧毒品，操作安全性差。
因此，急需研发一条高收率、高纯度、操作简单的合成方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种1-苯基-5-巯基四氮唑的合成方法，该合成方法收率高，制得的1-苯基-5-巯基四氮唑纯度高，反应过程更安全，适合工业化生产。
为实现上述目的，本发明的技术方案包括以下步骤：
（1）以苯胺基二硫代羧酸钠和叠氮化钠为原料，以水为反应溶剂，以碱溶液为催化剂，经过加热回流反应，反应结束后，反应液经过酸中和后，得到1-苯基-5-巯基四氮唑粗产品；
（2）将步骤（1）得到的1-苯基-5-巯基四氮唑粗产品经过重结晶溶液进行重结晶，得到1-苯基-5-巯基四氮唑成品，所述重结晶溶液为甲苯和水的混合溶液。
进一步地，步骤（1）中，将苯胺基二硫代羧酸钠和反应溶剂混合后，在搅拌下依次加入催化剂和叠氮化钠，升温至85℃-95℃反应10~12小时，反应完成后，降温至10℃以下，抽滤，滤液升温至30℃-40℃，搅拌均匀后反应液经过酸中和至pH为2-3，搅拌均匀后，降温至10℃以下，抽滤得到1-苯基-5-巯基四氮唑粗产品。
进一步地，步骤（2）中，将步骤（1）得到的1-苯基-5-巯基四氮唑粗产品完全溶解在重结晶溶液中进行重结晶。
进一步地，步骤（1）中，苯胺基二硫代羧酸钠和叠氮化钠的摩尔比为1.05:1-1.2:1。
进一步地，步骤（1）中，反应溶剂与苯胺基二硫代羧酸钠的质量比为5:1-7:1。
进一步地，步骤（1）中，所述碱溶液为氢氧化钠溶液或碳酸钠溶液，所述碱溶液的质量分数为30%-50%。
进一步地，所述苯胺基二硫代羧酸钠和碱溶液的摩尔比为1:1。
进一步地，步骤（1）中，反应液经过酸中和时，所用的酸为盐酸或硫酸溶液，其中盐酸为工业级盐酸，硫酸为浓硫酸。工业级盐酸就是质量分数为30%的盐酸溶液，浓硫酸为质量分数为98%的硫酸溶液。
进一步地，步骤（2）中，1-苯基-5-巯基四氮唑粗产品和重结晶溶液的体积比为1:2-1:3。
进一步地，重结晶溶液中，甲苯的质量分数为85%-95%，余量为水。
本发明反应过程如下所示。
Figure RE-207318DEST_PATH_IMAGE001
本发明积极效果如下：
本发明以苯胺基二硫代羧酸钠和叠氮化钠为原料，以水为反应溶剂，在碱性催化作用下反应完毕后经过质子酸酸化中和得到粗产品，再经过甲苯-水重结晶得到成品。本发明使用苯胺基二硫代羧酸钠和叠氮化钠作为反应原料，反应活性更高，所得产品收率高，纯度高；使用水为反应溶剂，反应过程绿色环保；反应中使用无机的碱溶液和质子酸，生成无机盐，避免有机碱生物难降解的难题，后处理简单易行；反应过程生成的硫化钠可经过硫酸亚铁处理得到硫酸钠和硫化亚铁，由于硫化亚铁水溶性小，很容易使硫化亚铁和硫酸钠快速分离，废盐处理环保易行，适合工业化生产。
经过本发明方法得到纯度≥99%的1-苯基-5-巯基四氮唑成品，产品收率≥93%。
附图说明
图1 1-苯基-5-巯基四氮唑标样HPLC谱图；
图2 本发明合成的1-苯基-5-巯基四氮唑HPLC谱图。
具体实施方案
实施例1
向5000L反应釜中依次加入苯胺基二硫代羧酸钠290kg和水1167kg混合后开启搅拌，缓慢滴加催化剂即质量分数为30%的氢氧化钠溶液404kg，搅拌下向反应体系加入叠氮化钠103.6kg，升温至90℃保温反应11小时，取样检测合格后降温至8℃，抽滤，滤液升温至35℃，搅拌30min后用149kg浓硫酸溶液中和至溶液pH为2，搅拌30min均匀后，复测PH不再变化，降温至9℃，抽滤得到滤饼1-苯基-5-巯基四氮唑粗产品，得到的1-苯基-5-巯基四氮唑粗产品充分溶解在510L质量分数为85%甲苯/15%水的重结晶溶液中进行重结晶，所述重结晶溶液中甲苯的质量分数为85%，余量15%为水，最后分离干燥，得成品252kg，产品收率为93.1%，产品HPLC谱图和标样谱图一致。
实施例2
向5000L反应釜中依次加入苯胺基二硫代羧酸钠290kg和水1557kg混合后开启搅拌，缓慢滴加催化剂即质量分数为40%的氢氧化钠溶液303kg，搅拌下向反应体系加入叠氮化钠108.6kg，升温至95℃保温反应10小时，取样检测合格后降温至10℃，抽滤，滤液升温至30℃，搅拌30min后用149kg浓硫酸溶液中和至溶液pH为3，搅拌60min溶液混合均匀后，复测PH不再变化，降温至10℃，抽滤，抽滤得到滤饼1-苯基-5-巯基四氮唑粗产品，得到的1-苯基-5-巯基四氮唑粗产品充分溶解在758L的质量分数为90%甲苯/10%水中进行重结晶，分离干燥，得成品253kg，产品收率为93.5%，产品HPLC谱图和标样谱图一致。
实施例3
向5000L反应釜中依次加入苯胺基二硫代羧酸钠290kg和水1847kg混合后开启搅拌，缓慢滴加催化剂即质量分数为50%的氢氧化钠溶液242.4kg，搅拌下向反应体系加入叠氮化钠113.5kg，升温至85℃保温反应12小时，取样检测合格后降温至9℃以下，抽滤，滤液升温至30℃，搅拌30min溶液混合均匀后，复测PH不再变化，用149kg浓硫酸溶液中和至溶液pH为2，搅拌30-60min后降温至8℃，抽滤，抽滤得到滤饼1-苯基-5-巯基四氮唑粗产品，得到的1-苯基-5-巯基四氮唑粗产品充分溶解在510L的质量分数为95%甲苯/5%水重结晶，分离干燥，得成品252.4kg，产品收率为93.4%，产品HPLC谱图和标样谱图一致。
实施例4
向5000L反应釜中依次加入苯胺基二硫代羧酸钠290kg和水1557kg混合后开启搅拌，缓慢滴加质量分数为30%的碳酸钠溶液535kg，搅拌下向反应体系加入叠氮化钠118.4kg，升温至92℃保温反应10小时，取样检测合格后降温至7℃，抽滤，滤液升温至40℃，搅拌30min后用149kg浓硫酸溶液中和至溶液pH为3，搅拌30min溶液混合均匀后，复测PH不再变化，降温至10℃，抽滤，抽滤得到滤饼1-苯基-5-巯基四氮唑粗产品，得到的1-苯基-5-巯基四氮唑粗产品充分溶解在633L的质量分数为90%甲苯/10%水中进行重结晶，分离干燥，得成品(253.2kg)，产品收率为93.7%，产品HPLC谱图和标样谱图一致。
实施例5
向5000L反应釜中依次加入苯胺基二硫代羧酸钠290kg和水1167kg混合后开启搅拌，缓慢滴加质量分数为40%的碳酸钠溶液401kg，搅拌下向反应体系加入叠氮化钠103.6kg，升温至91℃保温反应12小时，取样检测合格后降温至7℃，抽滤，滤液升温至40℃，搅拌30min溶液混合均匀后，复测PH不再变化，用149kg浓硫酸溶液中和至溶液pH为2，搅拌30min后降温至7℃，抽滤，抽滤得到滤饼1-苯基-5-巯基四氮唑粗产品，得到的1-苯基-5-巯基四氮唑粗产品充分溶解在510L的质量分数为85%甲苯/15%水重结晶，分离干燥，得成品252.3kg，产品收率为93.4%，产品HPLC谱图和标样谱图一致。
实施例6
向5000L反应釜中依次加入苯胺基二硫代羧酸钠290kg和水1167kg开启搅拌，缓慢滴加质量分数为50%的碳酸钠溶液321kg，搅拌下向反应体系加入叠氮化钠103.6kg，升温至85℃保温反应11小时，取样检测合格后降温至10℃，抽滤，滤液升温至38℃，搅拌30min，溶液混合均匀后，复测PH不再变化，用质量分数为30%的盐酸溶液367kg的中和至溶液pH为3，搅拌30min后降温至10℃，抽滤，抽滤得到滤饼1-苯基-5-巯基四氮唑粗产品，得到的1-苯基-5-巯基四氮唑粗产品充分溶解在510L的质量分数为85%甲苯/15%水中重结晶，分离干燥，得成品252kg，产品收率为93.1%，产品HPLC谱图和标样谱图一致。
本发明中，标样谱图如图1所示，其获取方法为：购买的试剂级别的1-苯基-5-巯基四氮唑进行的HPLC分析。
将实施例1得到的固体成品1-苯基-5-巯基四氮唑进行液相色谱谱图分析，1-苯基-5-巯基四氮唑的液相条件为：
流动相条件：
仪器名称 伍丰液相
色谱柱 安捷伦-XDB C18色谱柱，5um ,250mm x 4.6mm液相色谱柱或其他等效色谱柱
检测器 UV检测器
流动相 流动相A：0.1%磷酸（85%体积浓磷酸）
流动相B： 色谱乙腈
流动相组成：55%流动相A+45%流动相B（pH=2.6）
柱温 30℃
流速 1ml/min
检测波长 260nm
进样量 20ul
实施例1得到的1-苯基-5-巯基四氮唑的HPLC谱图如图2所示，通过图1和图2对比可以获知，本发明制备的1-苯基-5-巯基四氮唑的HPLC谱图与标样HPLC谱图一致。
本发明纯化效率高，所得产品纯度高，收率高，反应过程更安全，适合工业化生产。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种1-苯基-5-巯基四氮唑的合成方法，其特征在于：包括以下步骤，
（1）以苯胺基二硫代羧酸钠和叠氮化钠为原料，以水为反应溶剂，以碱溶液为催化剂，经过加热回流反应，反应结束后，反应液经过酸中和后，得到1-苯基-5-巯基四氮唑粗产品；
（2）将步骤（1）得到的1-苯基-5-巯基四氮唑粗产品经过重结晶溶液进行重结晶，得到1-苯基-5-巯基四氮唑成品，所述重结晶溶液为甲苯和水的混合溶液。
2.根据权利要求1所述的一种1-苯基-5-巯基四氮唑的合成方法，其特征在于：步骤（1）中，将苯胺基二硫代羧酸钠和反应溶剂混合后，在搅拌下依次加入催化剂和叠氮化钠，升温至85℃-95℃反应10~12小时，反应完成后，降温至10℃以下，抽滤，滤液升温至30℃-40℃，搅拌均匀后反应液经过酸中和至pH为2-3，搅拌均匀后，降温至10℃以下，抽滤得到1-苯基-5-巯基四氮唑粗产品。
3.根据权利要求1所述的一种1-苯基-5-巯基四氮唑的合成方法，其特征在于：步骤（2）中，将步骤（1）得到的1-苯基-5-巯基四氮唑粗产品完全溶解在重结晶溶液中进行重结晶。
4.根据权利要求1所述的一种1-苯基-5-巯基四氮唑的合成方法，其特征在于：步骤（1）中，苯胺基二硫代羧酸钠和叠氮化钠的摩尔比为1.05:1-1.2:1。
5.根据权利要求1所述的一种1-苯基-5-巯基四氮唑的合成方法，其特征在于：步骤（1）中，反应溶剂与苯胺基二硫代羧酸钠的质量比为5:1-7:1。
6.根据权利要求1所述的一种1-苯基-5-巯基四氮唑的合成方法，其特征在于：步骤（1）中，所述碱溶液为氢氧化钠溶液或碳酸钠溶液，所述碱溶液的质量分数为30%-50%。
7.根据权利要求1或5所述的一种1-苯基-5-巯基四氮唑的合成方法，其特征在于：所述苯胺基二硫代羧酸钠和碱溶液的摩尔比为1:1。
8.根据权利要求1所述的一种1-苯基-5-巯基四氮唑的合成方法，其特征在于：步骤（1）中，反应液经过酸中和时，所用的酸为盐酸或硫酸溶液，其中盐酸为工业级盐酸，硫酸为浓硫酸。
9.根据权利要求1所述的一种1-苯基-5-巯基四氮唑的合成方法，其特征在于：步骤（2）中，1-苯基-5-巯基四氮唑粗产品和重结晶溶液的体积比为1:2-1:3。
10.根据权利要求1或9所述的一种1-苯基-5-巯基四氮唑的合成方法，其特征在于：重结晶溶液中，甲苯的质量分数为85%-95%，余量为水。
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