三光气两相法合成2-氧-5-甲基-3-氢-1,3,4-噁二唑的工艺研究.pdf

第36卷,第4期
安徽化
Vol36. No4
2010年8月
ANHUI CHEMICAL INDUSTRY
ug201025
三光气两相法合成2-氧-5-甲基-3-氢-1,3,4-嗯二唑的工艺研究
王丛文,姚日生,邓胜松,余三喜
(合肥工业大学化工学院,安徽合肥230009)
摘要:以三光气为原料,借助油水两相反应体系合成2-氧-5-甲基-3-氢-1,3,4-嗯二。利用FT-IR、HNMR和HPIC对产物进行
表征,并对合成工艺进行了优化,在碳酸氢钠为缚酸剂,反应温度为20℃,n敵加と为2.21,nに、んこ時为0.401,滴加三光气的条
件下,2-氧-5-甲基-3-氢-1,3,4-嗯二唑产率达到85.5%。
关键词:三光气;两相法;2-氧-5-甲基-3-氧-1,3,4-瞟二唑
中图分类号:0626.24文献标识码:A文章编号:1008-553X(2010)04-0025-04
嗯二唑嗣,化学名为2-氧-5-甲基-3-氢-1,3,乙酸乙脂三光气法。由于乙酸乙脂光气法和三光气法
[2-?
4-嗯二唑,是一种重要的医药中间体叫。二唑酮的合具有原料成本低,产率较高和反应步骤简单等优点,因
成方法主要有三氟乙酸乙酯光气法、乙酸乙酯光气法和而成为二唑合成的主要方法,其反应方程式如下
CICC
O+ 2HC
EC
N
H
1/3 Cl3 COCOCCL3 N
由于光气具有强杀生性,使其生产和使用受到很列高效液相色谱仪(美国, Waters公司),包括1515型高
大限制。三光气是光气良好的替代品,具有实验室和工压输液泵,平动进样器,2487紫外双波长检测器, Breeze
业“金矿”美誉之称,广泛应用于农药与医药中间体的色谱工作站,超声波清洗器
合成湖。传统的三光气法合成嗯二唑制?,因乙酰肼在
乙酸乙酯、80%水合肼、碳酸钠、碳酸氢钠、三乙胺
氯甲烷中的溶解度很低,所需溶剂量大;反应过程中等试剂为市售AR级;二次蒸馏水、色谱甲醇、三光气由
采用热排除法排除氯化氢,溶剂损耗严重;同时,反应安徽丰乐农化有限责任公司提供;乙酰肼为自制9。
过程中析出大量乙肼盐酸盐,原料转化率低,造成产1.2实验步骤
品产率和纯度偏低。
在加有乙酰肼、二氯甲烷、缚酸剂和一定量蒸馏水
本研究利用三光气为原料,采用油水两相体系高产的250mL三口烧瓶中,边搅拌边滴加三光气的二氯甲
率地合成了嗯二唑酮,并利用FT-IR、 HAMR和HPLC烷溶液。滴完后保温反应3h,反应结東后用缚酸剂将反
对产物进行了表征;同时,对反应中所加缚酸剂及其添应液调至pH为中性,静置分层,水层用二氯甲烷溶液
加量、反应温度、反应物投料比和投加方式进行了考査。萃取三次后,减压蒸除水份,得到的固体用二氯甲烷重
1实验部分
结品,过滤,收集油层,蒸千溶剂,得到白色的嗯二唑酮。
1.1仪器及试剂
1.3分析与表征
JBZ-12H磁力搅拌器、SHB-IIS循环水式多用真空
熔点:110~112(文献值:112℃)。
泵、DZF-6050真空干燥箱、300MHzH且核磁共振波谱
FT-IR检测:溴化钾压片,以溴化钾空白作为矫正
仪、 Nicole_-5700傅立叶红外光谱仪、XT5显微熔点测定背景,20℃恒温检测。FT-IR(KBr,cm):3314,1775
仪、BS200S电子天平、RE-52AA旋蒸蒸发仪、 Waters系1645,935
收稿日期:2010-05-04
作者简介:王从文(1985-),男,硕土研究生,研究方向:生化反应工程技术与应用,15856943504,wx0043@163.com;通讯联系人:姚日生(1962-),男,教
授,研究方向:精细化T与医药中间体,0551-2901771,vars(@163.como
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总第166期2010年第4期(第36卷)
安徽化工
HNMR检测:以CDC13为核磁溶剂,用300MHzH
图2中化学位移11.98pm的峰为二唑酮环内酰
核磁共振波谱仪检测。HNMR(CDCl2)8:1.98(s,1H),
2.19(s,3H)。
N
HPLC检测
色谱柱: Symmetry Cl8柱(5um,46mmid.x150mm)
过滤器:滤膜孔径0.45μm;微量进样器:50ルL;流动相:
甲醇:水=10:90(V);流动相经有机滤膜过滤,并在超
声波浴槽中真空脱气;检测波长:214mm;流速:0.8mL/
min;柱温:30℃。嘌二唑酮的保留时间R=4.871min
2结果与讨论
图2产品的 HNMR图
2.1结果表征
胶氢的峰,化学位移2.19pm的峰为环上取代甲基的峰。
反应结束后,产物经处理、干燥,熔点:10~112℃
从产品的熔点、红外和核磁检测可以确认得到的产
(与文献值一致),其FT-IR、HNMR和HPIC结果如图物为悪二唑。
1、图2、图3。
图3产品的HPLC图
从产品的HPLC图谱(图3)可以看出,此方法所得
40)3.500()252005)){X05(0
产物中嘿二唑酮的纯度达到96.29%,纯度较高。
图1产品的FT-IR图谱
2.2缚酸剂的选择
图1中3314cm1为瞟二唑酮环内酰胺氢键的伸缩
氯化氢可以竞争性地与乙酰肼反应,反应中加入
振动特征吸收峰,1775cm'为嗯二唑环内酰胺键中羰定的缚酸剂可消除氯化氢的竟争性反应,使原料更有效
基的伸缩振动特征吸收峰,1645cm1和935cm1为嗯
地参与反应,提高产品产率。本文考査了五种不同的缚
唑酮环内酰胺氢键的弯曲振动吸收峰。
酸剂对合成二唑酮的影响,结果如表1所示。
表1缚酸剂对两相法合成喋二唑酮的影响
缚酸剂
产率(
备注
空白
48.6
水层中含有大量的乙跣胼盐酸
三乙胺
三光气大量分解
碳酸钠
碳酸氢钠
碳酸钾
75.6
氢氧化钠
62.4
注:n先气職为0.33/1,乙酰肼与縛酸剂当量比为1:1,温度15℃,滴加三光气,反应3h。
从表1可以看出,缚酸剂的加入能明显提髙嗯二唑应的缚酸剂。以碳酸钠碳酸氢钠和碳酸钾为缚酸剂时,
酮的产率,说明缚酸剂能优先与氯化氢反应而避免了氯碱性均较弱,与三光气几乎不反应,产品产率较高,是本
化氢与乙酰肼反应成盐,使乙酰肼反应更加充分,产率反应较理想的缚酸剂,其中以碳酸氢钠为最佳。
增大。三乙胺是三光气分解良好的催化剂,而强碱性的
添加不同量的碳酸氢钠作为缚酸剂时,所得反应
氢氧化钠在水溶液中可直接与三光气反应,造成反应过产物的产率如图4所示。从图4可以看出,随着
程中三光气大量损耗,引起产率下降,不适合作为本反n碳酸氢钠/h乙雕増大,二唑酮的产率逐步升高;当