2-氨基-1,3,4-噻二唑作为一种重要的有机中间体,其合成一直是化学领域中备受关注的课题。
背景:1,3,4-噻二唑类化合物是一类重要的有机中间体,因其是含有硫、氮杂原子的五元杂环化合物,且具有芳香性及共轭效应,广泛用于合成抗菌药物,抗结核药物,抗癌药物,抗炎药物,除草剂和荧光传感分子等。1,3,4-噻二唑主要是以2,5位上的氢被取代后的衍生物存在, 而2-氨基-1,3,4-噻二唑因为2位上氨基的活泼性较高,容易将1,3,4-噻二唑引入到其他活性体系中获得更优的生物活性而备受关注。
合成:
1. 方法一:
以草酸为原料在盐酸催化下一步合成了2 -氨基- 1 ,3 ,4 -噻二唑。具体步骤如下:
在50 mL圆底烧瓶中,加入5 g (0.055 mmol )硫代氨基脲,4.02 g (0.044 mmol )草酸,15 mL 36 %的浓盐酸,磁力搅拌加热回流3.5 h ,冷却至室温后,先用40 %氢氧化钠中和至pH 5 ~6 ,再用5 %氢氧化钠调节 pH 8 ~9 ,然后用冰水冷却20 min ,抽滤,干燥得粗产品。用25 mL水加热溶解,趁热滤去不溶物后,自然冷却,放入冰箱,2 d后取出,可得橙黄色针状晶体颗粒,过滤干燥,得目标产物。
2. 方法二:
甲酸与硫代氨基脲以催化活性较高的氢溴酸催化剂合成了2-氨基-1,3,4-噻二唑。具体步骤如下:
在带有搅拌和回流冷凝器的100 mL三口烧瓶中加入0.022 mol (2.00g) 硫代氨基脲, 0.026mol (1.35g, 分析纯为88%, 已折算) 甲酸, 然后向其中加入氢溴酸, 同时开启搅拌和油浴加热, 升温到指定温度保温, 反应完成后冷却至室温.冰水浴下用40%NaOH水溶液调pH至7~8, 析出固体后冰水浴下静置30min充分析出结晶, 减压过滤, 少量水洗涤后干燥得粗品.30% 乙醇水溶液重结晶, 干燥后得到2-氨基-1, 3, 4-噻二唑纯品, m.p.:192℃~194 ℃。
3. 方法三:
(1)氨基硫脲绿色制备工艺
在500 L的反应釜中加入水合肼,加热至45~50 ℃,加入100 kg硫氰酸铵,硫氰酸铵与水合肼的摩尔比为1∶0.7,反应液温度降至30 ℃, 加热反应液至80~85 ℃时,通空气排氨4 h。用冰水浴将反应液冷却至20 ℃以下,加入适量的浓盐酸,调节pH=1。加入4.6 kg的焦亚硫酸钠,pH=2~3,加热至50 ℃,水泵减压(负压0.08~0.09 MPa)反应 30 min, 当反应液温度降至45~50 ℃时,加入 5.5 kg 的丙酮(反应放热), 加热反应液,升温至 55 ℃,加入60 L水,加热至102~105 ℃,反应3 h。冷却至20 ℃,抽滤,水洗涤2次,75 ℃干燥6 h, 得氨基硫脲产品。
(2)2-氨基-1,3,4-噻二唑绿色制备工艺
向反应釜Ⅱ中投入氨基硫脲92 kg、80 L的盐酸,按摩尔比氨基硫脉∶甲酸=1∶1.1加入甲酸,开启加热,升温至75 ℃,待固体全溶解后,继续升温至110 ℃,回流6 h, 冷却一定时间后,关闭连通反应釜Ⅰ与氨吸收塔的阀门Ⅱ,打开连通反应釜Ⅰ与反应釜Ⅱ的阀门Ⅰ,通入氨气进行中和;若氨气量不足,打开连通反应釜Ⅱ与氨吸收塔的阀门Ⅲ,将氨吸收塔中的氨水加入到反应釜Ⅱ中,调pH至8~9;反应液冷却至15℃,离心、干燥,得白色晶体产品;m.p.192~194 ℃。
参考文献:
[1]霍二福,程伟琴,冯明等. 2-氨基-1,3,4-噻二唑绿色制备工艺研究 [J]. 应用化工, 2023, 52 (01): 138-142+151. DOI:10.16581/j.cnki.issn1671-3206.20221123.008.
[2]刘玉婷,梁钢涛,尹大伟. 2-氨基-1,3,4-噻二唑合成新工艺及优化 [J]. 陕西科技大学学报(自然科学版), 2014, 32 (02): 60-63+73.
[3]郑浩,董慧民,丁呈华等. 2-氨基-1,3,4-噻二唑合成新方法 [J]. 河南师范大学学报(自然科学版), 2006, (02): 68-70. DOI:10.16366/j.cnki.1000-2367.2006.02.018.