CN114380846B - 一种3-氨基-6-甲基-7-氰基异噻唑并[4，3-c]吡啶的制备方法 - Google Patents

一种3-氨基-6-甲基-7-氰基异噻唑并[4，3-c]吡啶的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种3‑氨基‑6‑甲基‑7‑氰基异噻唑并[4，3‑c]吡啶的制备方法，包括以下步骤，(1)在第一有机溶剂体系中，在10℃‑80℃下，在存在或不存在催化剂的情况下，将式A化合物、式B化合物与式C化合物进行第一反应，从而形成式D化合物；(2)在第二有机溶剂体系中，在20℃‑80℃下，式D化合物与硫化物进行第二反应，从而形成式E化合物；(3)在第三有机溶剂体系中，在20℃‑80℃下，式E化合物与氧化剂进行氧化反应，从而形成式F化合物；其中，式A化合物为式B化合物为式C化合物为式D化合物为式E化合物为式F化合物为

Description

一种3-氨基-6-甲基-7-氰基异噻唑并[4，3-c]吡啶的制备 方法
技术领域
本发明涉及偶氮染料中间体合成领域，具体为一种3-氨基-6-甲基-7-氰基异噻唑并[4，3-c]吡啶的制备方法。
背景技术
新型化合物3-氨基-6-甲基-7-氰基异噻唑并[4，3-c]吡啶可用作重氮组分，用于制备偶氮染料，特别是具有深蓝色和绿松石色调的分散染料。
英国专利GB2074565公开了3-氨基-6-甲基-7-氰基异噻唑并[4，3-c]吡啶，但是其公开的制备方法存在不足在于整体收率较低，尤其是在制备4-氨基-3,5- 二氰基-2-甲基吡啶时，由于采用二乙腈、丙二腈和原甲酸三乙酯在20℃条件下反应，一方面反应慢，另一方面，收率也低。
因此本领域技术人员亟需一种3-氨基-6-甲基-7-氰基异噻唑并[4，3-c]吡啶的制备方法，以提高收率。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明的目的是开发一种3-氨基-6-甲基-7-氰基异噻唑并[4，3-c]吡啶的制备方法，以解决收率较低的问题，本发明的技术方案是：
一种式F化合物的制备方法，包括以下步骤，
(1)在第一有机溶剂体系中，在10℃-80℃下，在存在或不存在催化剂的情况下，所述催化剂为烷基苯磺酸及其衍生物，将式A化合物、式B化合物与式C化合物进行第一反应，从而形成式D化合物；
步骤(1)的反应式如下所示：
(2)在第二有机溶剂体系中，在20℃-80℃下，式D化合物与硫化物进行第二反应，从而形成式E化合物；
步骤(2)的反应式可以如下所示：
(NH4)2S是本发明选用的硫化物中的一种；
(3)在第三有机溶剂体系中，在20℃-80℃下，式E化合物与氧化剂进行氧化反应，从而形成式F化合物；
步骤(3)的反应式可以如下所示：
其中，式A化合物为式B化合物为/>式C化合物为式D化合物为/>式E化合物为/>式F化合物为/>
优选的，所述第一有机溶剂体系选自甲醇、乙醇和异丙醇中至少一种，
和/或所述第二有机溶剂体系为水与选自甲醇、乙醇、吡啶中至少一种的组合，
和/或所述第三有机溶剂体系为水与选自甲醇、乙醇、异丙醇中至少一种的组合。
优选的，在步骤(1)中，将式C化合物加入第一有机溶剂体系中搅拌溶解，在10～30℃加入式A化合物与式B化合物的混合物后反应5～20小时，从而得到式D化合物。
优选的，在步骤(1)中，将式A化合物与式C化合物及催化剂混合后升温至 80-85℃，反应0.5～5小时后减压蒸馏出低沸物，然后加入第一有机溶剂体系，降温至10～30℃，然后再加入式C化合物，在20～25℃下反应，从而得到式D化合物。
进一步，式B化合物、式C化合物与式A化合物的摩尔比为1:(1～6): (1～10)，优选的为1:(1.5～3):(1.8～5)，更优选的为1:(1.8～2.5):(2～ 3.5)。
优选的，在步骤(2)中，将式D化合物加入第二有机溶剂体系中搅拌溶解，升温至在25～70℃，加入硫化物的水溶液，与式B化合物的混合物后反应5～ 20h，从而得到式E化合物。
进一步，在加入硫化物的水溶液时，加入酸碱调节剂，酸碱调节剂选自酸性调节剂或者碱性调节剂，碱性调节剂选自氨水、三乙胺和吡啶中的一种，酸性调节剂选自氯化铵、硫酸铵中的一种。
进一步，式D化合物与硫化物的摩尔比为1:(1～5)，优选的为1:(1～3)，更优选的为1:(1.5～2.5)。
优选的，在步骤(3)中，将式E化合物加入第三有机溶剂体系中搅拌溶解，升温至在20～70℃，加入氧化剂的水溶液后反应0.5～5h，从而得到式E化合物，所述氧化剂选自H2O2、过氧乙酸和间氯过氧苯甲酸中的至少一种。
进一步，式E化合物与氧化剂的摩尔比为1:(1～10)，优选的为1:(1.5～ 7.5)，更优选的为1:(2～5)。
进一步，所述催化剂为对甲苯磺酸、苯磺酸、甲基磺酸和对硝基苯磺酸中的至少一种，在步骤(1)中，所述催化剂与式B化合物的摩尔比为1:(10～2000)，优选的为1:(50～1000)，更优选的为1:(100～500)。
本发明有以下有益效果：
1.本发明的一种3-氨基-6-甲基-7-氰基异噻唑并[4，3-c]吡啶得制备方法，提高了合成3-氨基-6-甲基-7-氰基异噻唑并[4，3-c]吡啶的收率，最高达到45.4％。
2.本发明的制备方法，使用的原材料为常规原材料，材料毒性低，由于不使用偶氮类原材料或者氢气，也使得本发明的制备方法更加安全。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在下文中，式A化合物称为原甲酸三乙酯，式B化合物称为3-氨基巴豆腈，式C化合物称为丙二腈，式D化合物称为4-氨基-3,5-二氰基-2-甲基吡啶，式E 化合物称为3-硫代苯甲酰胺-4-氨基-5-氰基-6-甲基吡啶，式F化合物称为3-氨基 -6-甲基-7-氰基异噻唑(4,3-c)吡啶。
实施例1～8
一种式F化合物的制备方法，各参数如表1所示，
步骤(1)分为有预处理或者无预处理。
步骤(1)无催化剂时，称取一定质量的丙二腈、3-氨基巴豆腈、原甲酸三乙酯和第一有机溶剂体系，将丙二腈加入到第一有机溶剂体系中搅拌溶解，在第一反应温度下，将丙二腈、3-氨基巴豆腈、原甲酸三乙酯混合均匀，进行第一反应，从而形成4-氨基-3,5-二氰基-2-甲基吡啶；反应若干小时后，降温至10℃以下过滤，用甲醇或乙醇洗，干燥，得到产品4-氨基-3,5-二氰基-2-甲基吡啶，将得到的产品4-氨基-3,5-二氰基-2-甲基吡啶进行称重，计算收率，记为第一收率；
步骤(1)有催化剂时，称取一定质量的丙二腈、3-氨基巴豆腈、原甲酸三乙酯、催化剂和第一有机溶剂体系，将丙二腈加入到第一有机溶剂体系中搅拌溶解，在10℃-80℃下，将丙二腈、原甲酸三乙酯和催化剂混合均匀，升温至 80-85℃，反应0.5～5小时后减压蒸馏出低沸物，然后加入第一有机溶剂体系，降温，在第一反应温度下，然后再加入3-氨基巴豆腈，进行第一反应，反应若干小时后，降温至10℃以下过滤，用甲醇或乙醇洗，干燥，得到产品4-氨基-3,5- 二氰基-2-甲基吡啶，将得到的产品4-氨基-3,5-二氰基-2-甲基吡啶进行称重，计算合成4-氨基-3,5-二氰基-2-甲基吡啶的收率，记为第一收率；
进行步骤(2)时，称取一定质量的4-氨基-3,5-二氰基-2-甲基吡啶、硫化物、酸碱调节剂和第二有机溶剂体系的有机溶剂，将硫化物配置成一定浓度的水溶液，将若干4-氨基-3,5-二氰基-2-甲基吡啶加入到部分的第二有机溶剂体系的有机溶剂中，溶解完全后，加入若干酸碱调节剂，升温至在第二反应温度，加入若干硫化物或硫化物水溶液，反应若干小时，反应结束后降温至20℃左右加入若干甲醇或乙醇，过滤，水洗，烘干得到产品3-硫代苯甲酰胺-4-氨基-5-氰基-6- 甲基吡啶，将得到的产品3-硫代苯甲酰胺-4-氨基-5-氰基-6-甲基吡啶进行称重，计算合成3-硫代苯甲酰胺-4-氨基-5-氰基-6-甲基吡啶的收率，记为第二收率。
进行步骤(3)时，称取一定质量的3-硫代苯甲酰胺-4-氨基-5-氰基-6-甲基吡啶、氧化剂(或氧化剂水溶液)和第三有机溶剂体系，将3-硫代苯甲酰胺-4- 氨基-5-氰基-6-甲基吡啶加入到第三有机溶剂体系中，升温至第三反应温度，加入氧化剂(或氧化剂水溶液)，反应若干小时，冷却至30℃以下过滤，水洗，干燥，得到产品3-氨基-6-甲基-7-氰基异噻唑(4,3-c)吡啶，将得到的产品3-氨基-6-甲基-7-氰基异噻唑(4,3-c)吡啶进行称重，计算合成3-氨基-6-甲基-7-氰基异噻唑(4,3-c)吡啶的收率，记为第三收率。
表1式F化合物的制备参数
实施例1～8的收率见表2，
表2式F化合物的制备方法的收率
从表2的结果可以看到，本发明的制备方法在制备4-氨基-3,5-二氰基-2-甲基吡啶时，由于采用原甲酸三乙酯、3-氨基巴豆腈和丙二腈在10～30℃条件下反应，一方面有可以在更高的温度条件下反应，另一方面，收率也更高，最低为65.2％，最高达到85.4％，远高于英国专利GB2074565的23％。
本发明的制备方法在3-硫代苯甲酰胺-4-氨基-5-氰基-6-甲基吡啶时，由于在加入硫化物的水溶液时，加入酸碱调节剂，使得收率得到相应的提高，最低为 65.4％，最高达到70.2％，高于英国专利GB2074565的64.6％。
本发明的制备方法在由3-硫代苯甲酰胺-4-氨基-5-氰基-6-甲基吡啶制备3- 氨基-6-甲基-7-氰基异噻唑并[4，3-c]吡啶时，由于采用3-硫代苯甲酰胺-4-氨基-5- 氰基-6-甲基吡啶、氧化剂(或氧化剂水溶液)在第三有机溶剂体系中反应，氧化剂选自H2O2、过氧乙酸、间氯过氧苯甲酸中的至少一种，从而获得更高的收率，最低为68.3％，最高达到75.8％，高于英国专利GB2074565的66.5％。
本发明的制备方法在制备3-氨基-6-甲基-7-氰基异噻唑并[4，3-c]吡啶时，有更高的总收率，最低为29.3％，最高达到45.4％，高于英国专利GB2074565的 9.88％。
对比实验例1
参考英国专利GB2074565，一种式F化合物的制备方法，具体为：
(1)将二乙腈(492重量份)加入乙醇(1500重量份)中，加热至30℃溶解。冷却到20℃后，在搅拌下加入丙二腈(396重量份)在原甲酸三乙酯(888重量份) 中的溶液。搅拌过夜后，过滤出悬浮固体，用乙醇洗涤并干燥，收率约为23％。
(2)在室温下，将4-氨基-3,5-二氰基-2-甲基吡啶(35份)溶解在吡啶(400份) 和三乙胺(28份)的溶液中。向该溶液中加入16％的硫化铵水溶液(110份)，并将整体保持在4.5～10个小时。然后将溶液浸入冰/水中(2000份)，滤出沉淀物，用水洗涤并干燥，得到22.6份产品，收率为64.6％。
(3)在35℃下，向3-硫代苯甲酰胺-4-氨基-5-氰基-6-甲基吡啶(20份)的甲醇(1000份)的溶液中加入30％过氧化氢(20份)。沉淀物慢慢形成，10分钟后过滤，得到13.3份产品，收率为66.5％。
对比实验例1的总体收率为9.88％。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可理解想到的变换或更替，都应涵盖在本发明的包含范围之内，因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种式F化合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，
(1)在第一有机溶剂体系中，在10℃～80℃下，在存在或不存在催化剂的情况下，将式A化合物、式B化合物与式C化合物进行第一反应，从而形成式D化合物；
在不存在催化剂的情况下，将式C化合物加入第一有机溶剂体系中搅拌溶解，加入式A化合物与式B化合物的混合物后在10℃～30℃下反应5～20小时，从而得到式D化合物；
存在催化剂的情况下，将式A化合物与式C化合物及催化剂混合后升温至80～85℃，反应0.5～5小时后减压蒸馏出低沸物，然后加入第一有机溶剂体系，降温至10～30℃，然后再在10℃～80℃下加入式C化合物，在20～25℃下反应，从而得到式D化合物；
式B化合物、式C化合物与式A化合物的摩尔比为1:(1～6):(1～10)；所述第一有机溶剂为甲醇、乙醇和异丙醇中的任意一种；
(2)在第二有机溶剂体系中，在20℃～80℃下，式D化合物与硫化物进行第二反应，从而形成式E化合物；
将式D化合物加入第二有机溶剂体系中搅拌溶解，升温至在25～70℃，加入硫化物的水溶液，与式B化合物的混合物后反应5～20h，从而得到式E化合物；
在加入硫化物的水溶液时，加入酸碱调节剂，酸碱调节剂选自酸性调节剂或者碱性调节剂，碱性调节剂选自氨水、三乙胺和吡啶中的一种，酸性调节剂选自氯化铵、硫酸铵中的一种；
(3)在第三有机溶剂体系中，在20℃～80℃下，式E化合物与氧化剂进行氧化反应，从而形成式F化合物；
将式E化合物加入第三有机溶剂体系中搅拌溶解，升温至在20～70℃，加入氧化剂的水溶液后反应0.5～5h，从而得到式E化合物，所述氧化剂选自H2O2、过氧乙酸和间氯过氧苯甲酸中的至少一种；
其中，式A化合物为式B化合物为/>式C化合物为式D化合物为/>式E化合物为/>式F化合物为/>
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，式B化合物、式C化合物与式A化合物的摩尔比为1:(1.5～3):(1.8～5)。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，式B化合物、式C化合物与式A化合物的摩尔比为1:(1.8～2.5):(2～3.5)。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，式D化合物与硫化物的摩尔比为1:(1～5)。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，式E化合物与氧化剂的摩尔比为1:(1～10)。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂为对甲苯磺酸、苯磺酸、甲基磺酸和对硝基苯磺酸中的至少一种，在步骤(1)中，所述催化剂与式B化合物的摩尔比为1:(10～2000)。
7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂为对甲苯磺酸、苯磺酸、甲基磺酸和对硝基苯磺酸中的至少一种，在步骤(1)中，所述催化剂与式B化合物的摩尔比为1:(100～500)。
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