CN112624986B - 1-氨基-1,2,3-三唑的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种1‑氨基‑1,2,3‑三唑的制备方法，属于医药合成技术领域。包括以下步骤：(1)在水合肼中加入乙二醛，进行还原反应，制得乙二醛双腙溶液；(2)向乙二醛双腙溶液通入臭氧，进行环化反应，制得1‑氨基‑1,2,3‑三唑溶液；(3)浓缩，过滤，得1‑氨基‑1,2,3‑三唑固体。本发明采用“一锅法”，通过选用臭氧作为氧化成环的催化剂、水作为溶剂，整个不需要进行溶剂的更换和添加，避免了毒性起始反应物的使用，并且没有固体废弃物产生。

Description

1-氨基-1,2,3-三唑的制备方法
技术领域
本发明涉及一种1-氨基-1,2,3-三唑的制备方法，属于医药合成技术领域。
背景技术
1-氨基-1,2,3-三唑(C2H4N4)是一种重要的有机合成中间体，可用于合成药物、杀菌剂等领域的多种复杂化合物，例如它是他唑巴坦合成中的关键中间体之一。
目前，1-氨基-1,2,3-三唑的合成路线主要有以下几种：
(1)中国专利CN 1136809A公开了在水中，以乙二醛与水合肼反应生成中间体一，减压蒸去溶剂，使用乙酸乙酯萃取，蒸除溶剂，然后在水做溶剂下加入过渡金属氧化物和过氧化氢进行反应，过滤除去不溶物质，减压蒸馏除去溶剂，得到1-氨基-1,2,3-三唑。
Figure BDA0002870801350000011
此方法引入过渡金属氧化物和过氧化氢进行反应，会产生固体废渣，易生成杂质，价格昂贵，且反应过程中易存在爆炸风险，整体制备工序复杂，不利于工业化生产。
(2)施宏刚、李生华等，1-氨基-1,2,3-三唑的合成(《含能材料》，第16卷，第6期，676-678)，公开了以乙二醛与水合肼反应生成乙二醛双腙，然后使用乙腈重结晶得到纯品，然后在乙腈为溶剂条件下使用MnO2进行环合，使用活性炭进行脱色，减压浓缩析晶，使用氯仿洗涤得1-氨基-1,2,3-三唑。
Figure BDA0002870801350000012
此方法使用乙腈、氯仿的作为溶剂，价格昂贵且不环保，第二步使用二氧化锰进行氧化环合，会产生大量固体废渣，且需用活性炭进行脱色，对环境不友好，不利于工业化生产。
(3)中国专利CN 109535089A公开了在水中，以乙二醛与水合肼反应生成中间体一，然后在二氯甲烷中，在高锰酸钾作用下环合得到中间体二，过滤除去不溶物质，减压蒸馏除去溶剂，得到1-氨基-1,2,3-三唑。
Figure BDA0002870801350000013
此方法不同步骤使用不同极性的溶剂，并且使用高锰酸钾进行氧化环合，会产生固体废渣，易生成杂质，价格昂贵，且此方法使用了大量二氯甲烷，毒性较大，整体制备过程工序繁琐，原材物料价格昂贵，对环境不友好，不利于工业化生产。
发明内容
本发明的目的是提供一种1-氨基-1,2,3-三唑的制备方法，采用“一锅法”，通过选用臭氧作为氧化成环的催化剂、水作为溶剂，整个不需要进行溶剂的更换和添加，避免了毒性起始反应物的使用，并且没有固体废弃物产生。
本发明所述的1-氨基-1,2,3-三唑的制备方法，包括以下步骤：
(1)在水合肼N2H4·H2O中加入乙二醛C2H2O2，进行还原反应，制得乙二醛双腙C2H6N4溶液；
(2)向乙二醛双腙溶液通入臭氧(O3)，进行环化反应，制得1-氨基-1,2,3-三唑C2H4N4溶液；
(3)浓缩，过滤，得1-氨基-1,2,3-三唑固体。
本发明的制备方法反应过程示意如下：
Figure BDA0002870801350000021
其中：
步骤(1)中，所述的乙二醛与水合肼的摩尔比为1:2.0～2.5。
步骤(1)中，所述的水合肼N2H4·H2O可采用质量百分比为80％的水合肼水溶液，所述的乙二醛可采用质量百分比为40％的乙二醛水溶液。
步骤(1)中，所述的乙二醛可逐滴加入到水合肼溶液中，通常滴加时间为1～3小时。
步骤(1)中，所述的还原反应，反应温度为-5～25℃，反应时间为1～3小时。
步骤(2)中，所述的臭氧与步骤(1)中加入的乙二醛的摩尔比为1.3～1.5:1。
步骤(2)中，所述的臭氧的浓度为120-135g/m3。
步骤(2)中，向乙二醛双腙溶液通入臭氧的通气时间通常为2～10小时。
步骤(2)中，所述的环化反应，反应温度为5～45℃，反应时间为2～10小时，优选2～7小时。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明采用“一锅法”制备1-氨基-1,2,3-三唑C2H4N4，使用水作为溶剂，反应过程中无有机溶剂，无毒无害，且期间无需再次添加溶剂、更换溶剂，后续反应步骤无需再次添加溶剂，因此省略了方法中期的蒸馏除溶剂步骤，降低了成本、能耗。
2、本发明采用臭氧(O3)催化氧化成环制得1-氨基-1,2,3-三唑，反应效率相较MnO2氧化效率高，反应快，不产生废渣，清洁环保，并因此降低了能耗。避免使用MnO2，金属氧化物，不产生废渣，使得合成工艺更清洁、更环保，利于工业化生产。相较采用高锰酸钾KMnO4氧化成环(氧化过程会生成重氮化合物，并且生成固体废弃物)的方法产生的氧化杂质更少，更清洁，不生成废渣，无须进行过滤，无毒无害。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述。
实施例中采用的原料均为市售原料。
实施例1
向2000mL反应瓶中加入水合肼N2H4·H2O(80％)125.0g(2mol)，0℃滴加乙二醛C2H2O2(40％)145.1g(1mol)，滴加时间为60min，进行还原反应2小时，制得乙二醛双腙溶液；
向上述乙二醛双腙溶液中通入臭氧(O3)浓度为127g/m3，通气时间为240min，通入臭氧(O3)62.4g，5℃保温180min进行环化反应，制得1-氨基-1,2,3-三唑溶液；
将1-氨基-1,2,3-三唑溶液在76℃，真空度1.03kPa下浓缩得产品58.80g，收率70％，纯度99.3％。
实施例2
向2000mL反应瓶中加入水合肼N2H4·H2O(80％)187.5g(3mol)，0℃滴加乙二醛C2H2O2(40％)217.65g(1.5mol)，滴加时间为120min，进行还原反应3小时，制得乙二醛双腙溶液；
向上述乙二醛双腙溶液中通入臭氧(O3)浓度为130g/m3，通气时间为360min，通入臭氧(O3)100.8g，45℃保温120min进行环化反应，制得1-氨基-1,2,3-三氮唑溶液；
将1-氨基-1,2,3-三唑溶液在78℃，真空度1.03kPa下浓缩得产品90.72g，收率72％，纯度99.4％。
实施例3
向2000mL反应瓶中加入水合肼N2H4·H2O(80％)162.5g(2.6mol)，0℃滴加乙二醛C2H2O2(40％)188.5g(1.3mol)，滴加时间为170min，进行还原反应1小时，制得乙二醛双腙溶液；
向上述乙二醛双腙溶液中通入臭氧(O3)浓度为129g/m3，通气时间为340min，通入臭氧(O3)93.6g，25℃保温180min进行环化反应，制得1-氨基-1,2,3-三唑溶液；
将1-氨基-1,2,3-三唑溶液在80℃，真空度1.03kPa下浓缩得产品81.90g，收率75％，纯度99.3％。
1H-NMR(DMSO-d6,400MHz)δ(ppm):7.87(d,J＝8.2Hz,1H),7.56(d,J＝8.2Hz,1H),6.85(br s,2H)；LCMS(ES,m/z):85[M+H]+。

Claims (4)

1.一种1-氨基-1,2,3-三唑的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)以水为溶剂，在水合肼中加入乙二醛，进行还原反应，制得乙二醛双腙溶液；
(2)向乙二醛双腙溶液通入臭氧，进行环化反应，制得1-氨基-1,2,3-三唑溶液；
(3)浓缩，过滤，得1-氨基-1,2,3-三唑固体；
步骤(2)中，所述的臭氧与步骤(1)中加入的乙二醛的摩尔比为1.3～1.5:1；
步骤(2)中，所述的臭氧的浓度为120-135g/m3；
步骤(2)中，所述的环化反应，反应温度为5～45℃，反应时间为2～10小时。
2.根据权利要求1所述的1-氨基-1,2,3-三唑的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述的乙二醛与水合肼的摩尔比为1:2.0～2.5。
3.根据权利要求1所述的1-氨基-1,2,3-三唑的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述的还原反应，反应温度为-5～25℃，反应时间为1～3小时。
4.根据权利要求1所述的1-氨基-1,2,3-三唑的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述的环化反应，反应时间为2～7小时。
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