CN116947769A - 一种1h-1,2,3-三氮唑的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种1H‑1,2,3‑三氮唑的制备方法，涉及精细化工制备技术领域，合成方法包括：以苯并三氮唑为原料，浓硫酸为溶剂，搅拌溶解升温至50℃‑90℃，滴加双氧水，进行液相氧化反应，得到反应液；将所述反应液降温至20℃‑40℃，滴加至冰水中析晶，经过过滤、水洗、离心分离得到1H‑1,2,3‑三氮唑‑4,5‑二羧酸湿品；将所述1H‑1,2,3‑三氮唑‑4,5‑二羧酸湿品加入至脱羧溶剂中，在催化剂的作用下进行脱羧反应，得到1H‑1，2，3‑三氮唑粗品；将所述1H‑1，2，3‑三氮唑粗品进行精馏塔提纯，得到1H‑1，2，3‑三氮唑成品，本发明能够解决现有技术中1H‑1,2,3‑三氮唑制备过程中物料危险性高，成本高，固废量大的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及精细化工制备技术领域，特别涉及一种1H-1,2,3-三氮唑的制备方法。
背景技术
1H-1,2,3-三氮唑是一种重要的医药中间体，它是合成抗生素侧链的连接物，又是许多抗生素(如β-内酰胺类抗生素)不可缺少的中间体。用于药物、杀菌剂等领域，合成多种复杂的化合物。
目前文献报道的1H-1,2,3-三氮唑的制备方法主要有以下几种：
1、以叠氮化物、炔烃等为原料合成制备1H-1,2,3-三氮唑的方法，但是该方法由于使用叠氮化物，危险性非常高。
2、以乙二醛等为主要原料，经肟化、腙化等反应制备1H-1,2,3-三氮唑，但是该方法产生的三废量大，收率偏低。
3、以苯并三氮唑为原料，经高锰酸钾或铬酸氧化得到三氮唑二羧酸；再经脱羧制备1H-1,2,3-三氮唑，但是该方法会产生的固体废渣量大，不易处理。
4、以苯并三氮唑为原料，以二氯甲烷等为溶剂，过渡金属氧化物为催化剂，经双氧水得到三氮唑二羧酸，再以甲苯为溶剂经脱羧制备1H-1,2,3-三氮唑。该方法中的二氯甲烷属有毒有害大气污染物，2A类致癌物，使用受到限制。
因此，现有的1H-1,2,3-三氮唑的制备方法普遍存在1-H-1,2,3-三氮唑制备过程中物料危险性高，成本高，固废量大的技术问题。
发明内容
基于此，本发明的目的是提供一种1-H-1,2,3-三氮唑的制备方法，用于解决现有技术中1-H-1,2,3-三氮唑制备过程中物料危险性高，成本高，固废量大的技术问题。
本申请提供一种1-H-1,2,3-三氮唑的制备方法，所述方法包括：
以苯并三氮唑为原料，浓硫酸为溶剂和催化剂，搅拌溶解升温至50℃-90℃，滴加双氧水，进行液相氧化反应，得到反应液；
将所述反应液降温至20℃-40℃，滴加至冰水中析晶，经过过滤、水洗、离心分离得到1H-1,2,3-三氮唑-4,5-二羧酸湿品；
将所述1H-1,2,3-三氮唑-4,5-二羧酸湿品加入至脱羧溶剂中，在催化剂的作用下进行脱羧反应，得到1H-1，2，3-三氮唑粗品；
将所述1H-1，2，3-三氮唑粗品进行精馏塔提纯，得到1H-1，2，3-三氮唑成品。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：通过本发明提供的一种1-H-1,2,3-三氮唑的制备方法，通过双氧水和浓硫酸的氧化反应，生成1H-1,2,3-三氮唑-4,5-二羧酸，简单有效，提高成品的回收率，绿色环保，成本低，不产生固废，并且氧化反应在较低温度下反应，安全性高，并通过冰水析晶、过滤、水洗去除1H-1,2,3-三氮唑-4,5-二羧酸中的杂质，再通过脱羧溶剂和催化剂进行脱羧反应，得到1H-1，2，3-三氮唑粗品，再经过精馏塔提纯得到1H-1，2，3-三氮唑成品，该反应安全性高，收率高，废渣少，从而解决了普遍存在1-H-1,2,3-三氮唑制备过程中物料危险性高，成本高，固废量大的技术问题。
根据上述技术的一方面，所述双氧水的浓度为27％-50％，所述浓硫酸的浓度为97％-99％。
根据上述技术的一方面，所述苯并三氮唑、所述双氧水、所述浓硫酸的质量配比为1：(4-5)：(6.5-7.5)。
根据上述技术的一方面以苯并三氮唑为原料，浓硫酸为溶剂和催化剂，搅拌溶解升温至50℃-90℃，滴加双氧水，进行液相氧化反应，得到反应液的步骤，具体包括：
以苯并三氮唑为原料，浓硫酸为溶剂和催化剂，搅拌溶解升温至50℃-90℃；
滴加第一预设质量的双氧水，滴毕，保温1h-2h；
滴加第二预设质量的双氧水，滴毕，保温3.5h-5h，得到反应液；
其中，第一预设质量与第二预设质量的比例为(1.3-1.6)：1。
根据上述技术的一方面，所述冰水的温度控制在25℃-35℃之间，所述析晶的时间为1h-2h。
根据上述技术的一方面，所述脱羧溶剂包括二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、环丁砜中的任意一种，所述脱羧溶剂与所述1H-1,2,3-三氮唑-4,5-二羧酸湿品的质量比为1：(0.06-0.08)。
根据上述技术的一方面，所述催化剂为氧化铜，所述催化剂的质量为0.4g-0.6g。
根据上述技术的一方面，所述脱羧反应的温度为150℃-170℃。
根据上述技术的一方面，所述方法还包括：
将所述脱羧反应得到的溶液冷却至室温，过滤，得到滤渣和滤液；
将滤渣用脱羧溶剂洗涤三次，过滤，得到洗涤液；
将所述滤液和所述洗涤液混合，经过减压蒸馏回收脱羧溶剂，剩余液体再经过减压蒸馏得到1H-1，2，3-三氮唑粗品。
根据上述技术的一方面，将所述1H-1，2，3-三氮唑粗品进行精馏塔提纯，得到1H-1，2，3-三氮唑成品的步骤，具体包括：
将所述1H-1，2，3-三氮唑粗品进行精馏塔提纯，精馏过程中控制真空度≥-0.098Mpa，精馏温度设置为140℃-160℃，收集馏分，最后得到1H-1，2，3-三氮唑成品。
附图说明
图1为本发明1-H-1,2,3-三氮唑的制备方法的结构示意图；
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1，所示为本发明提供的一种1-H-1,2,3-三氮唑的制备方法，所述1-H-1,2,3-三氮唑的制备方法包括步骤S10-S13:
步骤S10，以苯并三氮唑为原料，浓硫酸为溶剂和催化剂，搅拌溶解升温至50℃-90℃，滴加双氧水，进行液相氧化反应，得到反应液；
其中，浓硫酸为苯并三氮唑的溶剂和催化剂，提高苯并三氮唑的溶解度；同时，双氧水的浓度为27％-50％，浓硫酸的浓度为97％-99％，通过浓硫酸的配合，以增强双氧水的氧化性。
其中，苯并三氮唑、双氧水、浓硫酸的质量配比为1：(4-5)：(6.5-7.5)；通过原料、氧化剂、溶剂的各项配比，以使得苯并三氮唑氧化形成1H-1,2,3-三氮唑-4,5-二羧酸。并且通过双氧水和浓硫酸氧化，成本低、绿色环保、不产生固废，安全性高，回收率高。
以苯并三氮唑为原料，浓硫酸为溶剂和催化剂，搅拌溶解升温至50℃-90℃；优选地，温度为70℃-80℃。当温度过高时，双氧水易分解，回收率降低；当温度过低时，达不到氧化反应条件，反应不完全。
需要说明的是，采用分批滴加双氧水，提高1H-1,2,3-三氮唑-4,5-二羧酸湿品的产率，从而提高1H-1,2,3-三氮唑的回收率，防止局部反应过热，造成双氧水快速分解，导致回收率降低。
滴加第一预设质量的双氧水，滴毕，保温1h-2h；
滴加第二预设质量的双氧水，滴毕，保温3.5h-5h，得到反应液；
其中，第一预设质量与第二预设质量的比例为(1.3-1.6)：1。第一预设质量大于第二预设质量，避免第一预设质量过少双氧水被稀释，造成氧化性不够，无法达到氧化苯并三氮唑的条件，在保温过程中分解，导致后续第二批加入双氧水时，造成反应不完全；第一预设质量和第二预设质量的设置，进一步提高1H-1,2,3-三氮唑的回收率。
步骤S11，将所述反应液降温至20℃-40℃，滴加至冰水中析晶，经过过滤、水洗、离心分离得到1H-1,2,3-三氮唑-4,5-二羧酸湿品；
其中，冰水的温度控制在25℃-35℃之间。析晶的时间为1h-2h。滴加以利于1H-1,2,3-三氮唑-4,5-二羧酸的析出，提高回收率。
另外，经过过滤、水洗、离心分离，控制1H-1,2,3-三氮唑-4,5-二羧酸湿品的含水量为≤20％。
此外，水洗还可加入浓硫酸，以利于去除1H-1,2,3-三氮唑-4,5-二羧酸中的杂质，其中，浓硫酸与水配置成稀硫酸溶液，稀硫酸溶液的浓度为30％-35％。
步骤S12，将所述1H-1,2,3-三氮唑-4,5-二羧酸湿品加入至脱羧溶剂中，在催化剂的作用下进行脱羧反应，得到1H-1，2，3-三氮唑粗品；
其中，脱羧溶剂包括二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、环丁砜中的任意一种，脱羧溶剂与1H-1,2,3-三氮唑-4,5-二羧酸湿品的质量比为1：(0.07-0.09)。
另外，催化剂为氧化铜，催化剂的质量为0.4g-0.6g。脱羧反应的温度为150℃-170℃，反应时间为6h-7h。
所述方法还包括：
将所述脱羧反应得到的溶液冷却至室温，过滤，得到滤渣和滤液；
将滤渣用脱羧溶剂洗涤三次，过滤，得到洗涤液；
将所述滤液和所述洗涤液混合，经过减压蒸馏回收脱羧溶剂，剩余液体再经过减压蒸馏得到1H-1，2，3-三氮唑粗品。
步骤S13，将所述1H-1，2，3-三氮唑粗品进行精馏塔提纯，得到1H-1，2，3-三氮唑成品。
具体为，将所述1H-1，2，3-三氮唑粗品进行精馏塔提纯，精馏过程中控制真空度≥-0.098Mpa，精馏温度设置为140℃-160℃，收集馏分，最后得到1H-1，2，3-三氮唑成品。
以下结合具体实施例，对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。
实施例一
本发明第一实施例提供的一种1-H-1,2,3-三氮唑的制备方法，所述1-H-1,2,3-三氮唑的制备方法包括步骤S10-S13:
步骤S10，以苯并三氮唑为原料，浓硫酸为溶剂和催化剂，搅拌溶解升温至50℃-90℃，滴加双氧水，进行液相氧化反应，得到反应液；
具体为，双氧水的浓度为50％，浓硫酸的浓度为98％。苯并三氮唑、双氧水、浓硫酸的质量配比为1：4.58：6.91。第一预设质量与第二预设质量的比例为1.44：1。液相氧化反应的温度为75℃。
在本实施例中，在1000ml四口反应瓶中，加入276.5g的浓硫酸，40g的苯并三氮唑，搅拌溶解后升温至75℃，滴加108g的双氧水，滴加完毕后保温1小时，再补充滴加75g的双氧水，完毕保温4小时，得到反应液。
步骤S11，将所述反应液降温至20℃-40℃，滴加至冰水中析晶，经过过滤、水洗、离心分离得到1H-1,2,3-三氮唑-4,5-二羧酸湿品；
具体为，将反应液降温至30℃，滴加至冰水中析晶1h，经过过滤、水洗、离心分离得到56.53g的1H-1,2,3-三氮唑-4,5-二羧酸湿品。
其中，冰水的温度控制在25℃-35℃之间，HPLC测定含量98.04％，含水13.4％，收率91.00％。
此外，水洗还可加入浓硫酸，以利于去除1H-1,2,3-三氮唑-4,5-二羧酸中的杂质，其中，浓硫酸与水配置成稀硫酸溶液，稀硫酸溶液的浓度为30％-35％。
优选地，浓硫酸和水的质量比为1：1.45。
步骤S12，将所述1H-1,2,3-三氮唑-4,5-二羧酸湿品加入至脱羧溶剂中，在催化剂的作用下进行脱羧反应，得到1H-1，2，3-三氮唑粗品；
在本实施例中，脱羧溶剂为二甲基亚砜，脱羧溶剂与1H-1,2,3-三氮唑-4,5-二羧酸湿品的质量比为1：0.081。
另外，催化剂为氧化铜，催化剂的质量为0.5g。脱羧反应的温度为160℃，反应时间为6h。
具体为，在1000ml四口反应瓶中，加500g的二甲基亚砜、40.41g的湿品1H-1,2,3-三氮唑-4,5-二羧酸，继续加入0.5g氧化铜，升温至160℃，脱羧反应6h，将脱羧反应得到的溶液冷却至室温，过滤，得到滤渣和滤液；将滤渣用二甲基亚砜洗涤三次，过滤，得到洗涤液；将滤液和洗涤液混合，经过减压蒸馏回收二甲基亚砜，剩余液体再经过减压蒸馏得到1H-1，2，3-三氮唑粗品。
步骤S13，将所述1H-1，2，3-三氮唑粗品进行精馏塔提纯，得到1H-1，2，3-三氮唑成品。
具体为，将1H-1，2，3-三氮唑粗品进行精馏塔提纯，精馏过程中控制真空度≥-0.098Mpa，精馏温度设置为140℃-160℃，收集馏分，最后得到1H-1，2，3-三氮唑成品。
其中，真空度为-0.098Mpa，精馏温度为150℃，收集140℃-150℃的馏份，得到1H-1，2，3-三氮唑成品20.37g，含量为99.12％。
实施例二
本发明第二实施例提供的一种1-H-1,2,3-三氮唑的制备方法，与第一实施例中的1-H-1,2,3-三氮唑的制备方法的不同之处在于：
在本实施例中，在1000ml四口反应瓶中，加入276.5g的浓硫酸，40g的苯并三氮唑，搅拌溶解后升温至70℃，滴加108g的双氧水，滴加完毕后保温1.5小时，再补充滴加75g的双氧水，完毕保温5小时，得到反应液；
将反应液降温至30℃，滴加至冰水中析晶1h，经过过滤、水洗、离心分离得到55.87g的1H-1,2,3-三氮唑-4,5-二羧酸湿品，HPLC测定含量98.15％，含水14.24％，收率89.17％；
在1000ml四口反应瓶中，加500g的二甲基甲酰胺、40.11g的湿品1H-1,2,3-三氮唑-4,5-二羧酸，继续加入0.5g氧化铜，升温至160℃，脱羧反应6h，将脱羧反应得到的溶液冷却至室温，过滤，得到滤渣和滤液；将滤渣用二甲基甲酰胺洗涤三次，过滤，得到洗涤液；将滤液和洗涤液混合，经过减压蒸馏回收二甲基甲酰胺，剩余液体再经过减压蒸馏得到1H-1，2，3-三氮唑粗品；
将1H-1，2，3-三氮唑粗品进行精馏塔提纯，精馏过程中控制真空度为-0.098Mpa，精馏温度设置为150℃，收集140℃-150℃的馏份，得到1H-1，2，3-三氮唑成品19.89g，含量为99.03％。
实施例三
本发明第三实施例提供的一种1-H-1,2,3-三氮唑的制备方法，与第一实施例中的1-H-1,2,3-三氮唑的制备方法的不同之处在于：
在本实施例中，在1000ml四口反应瓶中，加入276.5g的浓硫酸，40g的苯并三氮唑，搅拌溶解后升温至80℃，滴加108g的双氧水，滴加完毕后保温1小时，再补充滴加75g的双氧水，完毕保温3.5小时，得到反应液；
将反应液降温至30℃，滴加至冰水中析晶1h，经过过滤、水洗、离心分离得到55.74g的1H-1,2,3-三氮唑-4,5-二羧酸湿品，HPLC测定含量98.00％，含水14.98％，收率88.05％；
在1000ml四口反应瓶中，加500g的环丁砜、40.02g的湿品1H-1,2,3-三氮唑-4,5-二羧酸，继续加入0.5g氧化铜，升温至160℃，脱羧反应6h，将脱羧反应得到的溶液冷却至室温，过滤，得到滤渣和滤液；将滤渣用环丁砜洗涤三次，过滤，得到洗涤液；将滤液和洗涤液混合，经过减压蒸馏回收环丁砜，剩余液体再经过减压蒸馏得到1H-1，2，3-三氮唑粗品；
将1H-1，2，3-三氮唑粗品进行精馏塔提纯，精馏过程中控制真空度为-0.098Mpa，精馏温度设置为150℃，收集140℃-150℃的馏份，得到1H-1，2，3-三氮唑成品19.75g，含量为99.09％。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种1-H-1,2,3-三氮唑的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
以苯并三氮唑为原料，浓硫酸为溶剂和催化剂，搅拌溶解升温至50℃-90℃，滴加双氧水，进行液相氧化反应，得到反应液；
将所述反应液降温至20℃-40℃，滴加至冰水中析晶，经过过滤、水洗、离心分离得到1H-1,2,3-三氮唑-4,5-二羧酸湿品；
将所述1H-1,2,3-三氮唑-4,5-二羧酸湿品加入至脱羧溶剂中，在催化剂的作用下进行脱羧反应，得到1H-1，2，3-三氮唑粗品；
将所述1H-1，2，3-三氮唑粗品进行精馏塔提纯，得到1H-1，2，3-三氮唑成品。
2.根据权利要求1所述的1-H-1,2,3-三氮唑的制备方法，其特征在于，所述双氧水的浓度为27％-50％，所述浓硫酸的浓度为97％-99％。
3.根据权利要求2所述的1-H-1,2,3-三氮唑的制备方法，其特征在于，所述苯并三氮唑、所述双氧水、所述浓硫酸的质量配比为1：(4-5)：(6.5-7.5)。
4.根据权利要求3所述的1-H-1,2,3-三氮唑的制备方法，其特征在于，以苯并三氮唑为原料，浓硫酸为溶剂和催化剂，搅拌溶解升温至50℃-90℃，滴加双氧水，进行液相氧化反应，得到反应液的步骤，具体包括：
以苯并三氮唑为原料，浓硫酸为溶剂和催化剂，搅拌溶解升温至50℃-90℃；
滴加第一预设质量的双氧水，滴毕，保温1h-2h；
滴加第二预设质量的双氧水，滴毕，保温3.5h-5h，得到反应液；
其中，第一预设质量与第二预设质量的比例为(1.3-1.6)：1。
5.根据权利要求1所述的1-H-1,2,3-三氮唑的制备方法，其特征在于，所述冰水的温度控制在25℃-35℃之间，所述析晶的时间为1h-2h。
6.根据权利要求1所述的1-H-1,2,3-三氮唑的制备方法，其特征在于，所述脱羧溶剂包括二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、环丁砜中的任意一种，所述脱羧溶剂与所述1H-1,2,3-三氮唑-4,5-二羧酸湿品的质量比为1：(0.06-0.08)。
7.根据权利要求1所述的1-H-1,2,3-三氮唑的制备方法，其特征在于，所述催化剂为氧化铜，所述催化剂的质量为0.4g-0.6g。
8.根据权利要求1所述的1-H-1,2,3-三氮唑的制备方法，其特征在于，所述脱羧反应的温度为150℃-170℃。
9.根据权利要求6所述的1-H-1,2,3-三氮唑的制备方法，其特征在于，所述方法还包括：
将所述脱羧反应得到的溶液冷却至室温，过滤，得到滤渣和滤液；
将滤渣用脱羧溶剂洗涤三次，过滤，得到洗涤液；
将所述滤液和所述洗涤液混合，经过减压蒸馏回收脱羧溶剂，剩余液体再经过减压蒸馏得到1H-1，2，3-三氮唑粗品。
10.根据权利要求1所述的1-H-1,2,3-三氮唑的制备方法，其特征在于，将所述1H-1，2，3-三氮唑粗品进行精馏塔提纯，得到1H-1，2，3-三氮唑成品的步骤，具体包括：
将所述1H-1，2，3-三氮唑粗品进行精馏塔提纯，精馏过程中控制真空度≥-0.098Mpa，精馏温度设置为140℃-160℃，收集馏分，最后得到1H-1，2，3-三氮唑成品。
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