本發(fā)明屬于有機合成領域,具體涉及一種3-硝基-6-氯咪唑并[1,2-b]噠嗪的合成方法。
(二)
背景技術:
噠嗪是一種含氮雜環(huán)化合物,是一種重要的化工中間體,噠嗪類化合物具有多樣的生物活性,如殺蟲、殺菌、抗病毒等,噠嗪類衍生物還具有良好的介晶性用作有機液晶,某些噠嗪類衍生物還是重要的染料中間體。3-硝基-6-氯咪唑并[1,2-b]噠嗪是合成頭孢類抗生素的重要中間體,在農藥、醫(yī)藥以及光電材料等各領域有著廣泛的應用。但目前3-硝基-6-氯咪唑并[1,2-b]噠嗪的合成方法復雜,成本高,且產品純度較低,大規(guī)模生產高純度的3-硝基-6-氯咪唑并[1,2-b]噠嗪是目前遇到的難題。
(三)
技術實現要素:
本發(fā)明需要解決的問題是針對現有技術,提供一種工藝簡單合理、成本低,產品純度高,適于工業(yè)化的3-硝基-6-氯咪唑并[1,2-b]噠嗪的合成方法。
本發(fā)明是通過如下技術方案實現的:
一種3-硝基-6-氯咪唑并[1,2-b]噠嗪的合成方法,其特殊之處在于:包括以下步驟:
以3-氨基-6-氯噠嗪、氯乙醛水溶液、硝酸為原料,3-氨基-6-氯噠嗪,40%氯乙醛水溶液二者物質的量之比為1:1.0-2.3,3-氨基-6-氯噠嗪與硝酸物質的量之比為1:1.2-6.0,在適當的溶劑中,于堿的作用下,于0-90℃連續(xù)反應6-12個小時生成3-硝基-6-氯咪唑并[1,2-b]噠嗪粗產品,經提純后得到3-硝基-6-氯咪唑并[1,2-b]噠嗪純品。
本發(fā)明的3-硝基-6-氯咪唑并[1,2-b]噠嗪的合成方法,其特征在于:溶劑為乙腈,二氯甲烷,DMF,水,乙酸,乙醇,異丙醇中的一種或兩種。
本發(fā)明的3-硝基-6-氯咪唑并[1,2-b]噠嗪的合成方法,其特征在于:所述堿是碳酸氫鈉,氫氧化鈉、氫氧化鉀和碳酸鉀中的一種。
本發(fā)明的3-硝基-6-氯咪唑并[1,2-b]噠嗪的合成方法,其特征在于:反應物與溶劑的投料量為m(3-氨基-6-氯噠嗪):m(溶劑)=1:1.3-8.5,以上為重量之比。
本發(fā)明的3-硝基-6-氯咪唑并[1,2-b]噠嗪的合成方法,其特征在于:提純步驟為加入萃取劑萃取,旋轉蒸發(fā)濃縮,重結晶。
本發(fā)明的3-硝基-6-氯咪唑并[1,2-b]噠嗪的合成方法,其特征在于:重結晶的溶劑為乙酸乙酯/正己烷混合溶劑,乙酸乙酯:正己烷=1:3,以上為體積比。
本發(fā)明的3-硝基-6-氯咪唑并[1,2-b]噠嗪的合成方法,其特征在于:氯乙醛水溶液中氯乙醛的質量濃度為40%。
本發(fā)明的3-硝基-6-氯咪唑并[1,2-b]噠嗪的合成方法,其特征在于:在50-90℃連續(xù)反應8-12個小時。
本發(fā)明3-硝基-6-氯咪唑并[1,2-b]噠嗪的合成工藝及合成步驟如下:
本發(fā)明的有益效果:采用本發(fā)明制備3-硝基-6-氯咪唑并[1,2-b]噠嗪,反應條件溫和,易于操作,且產品質量穩(wěn)定,純度高。
(四)具體實施方式
實施例1:
在500毫升的單口圓底燒瓶中加入3-氨基-6-氯噠嗪(38.86g,300mmol),40%的氯乙醛水溶液(58.88g,300mmol)、碳酸氫鈉(30.24g,360mmol)和260mL(204.36g)叔丁醇,開動磁力攪拌器,反應瓶中的混合物在80℃下攪拌反應7小時。TLC檢測原料3-氨基-6-氯噠嗪反應完畢,加入硝酸(22.68g,360mmol),攪拌下再反應4小時,TLC和GC檢測確定中間體6-氯咪唑并[1,2-b]噠嗪反應完全。將反應液抽濾,濾餅用乙酸乙酯:正己烷=1:3重結晶得到純產品3-硝基-6-氯咪唑并[1,2-b]噠嗪,濾液用乙酸乙酯萃取,旋蒸除去萃取劑,得到粗產品,再用乙酸乙酯:正己烷=1:3重結晶得到純產品3-硝基-6-氯咪唑并[1,2-b]噠嗪,干燥后,計算收率86.30%,純度99.31%(HPLC),核磁共振分析: 1HNMR(400Hz,氘代DMSO)δ:8.859(s,1H),8.554(d,1H),7.874(d,1H)。
實施例2:
在1000毫升的單口圓底燒瓶中加入3-氨基-6-氯噠嗪(38.86g,300mmol),40%的氯乙醛水溶液(70.65g,360mmol)、碳酸氫鈉(30.20g,360mmol)和260mL(204.36g)乙腈,開動磁力攪拌器,反應瓶中的混合物在80℃下攪拌反應7小時。TLC檢測原料3-氨基-6-氯-噠嗪反應完畢,加入硝酸(22.68g,360mmol),攪拌下再反應4小時,TLC和GC檢測確定中間體6-氯咪唑并[1,2-b]噠嗪反應完全。將反應液抽濾,濾餅用乙酸乙酯:正己烷=1:3重結晶得到純產品3-硝基-6-氯咪唑并[1,2-b]噠嗪,濾液用乙酸乙酯萃取,旋蒸除去萃取劑,得到粗產品,再用乙酸乙酯:正己烷=1:3重結晶得到純產品3-硝基-6-氯咪唑并[1,2-b]噠嗪,干燥后,計算收率85.71%,純度98.96%(HPLC)。
實施例3:
在1000毫升的單口圓底燒瓶中加入3-氨基-6-氯噠嗪(51.82g,400mmol),40%的氯乙醛水溶液(109.9g,560mmol)、碳酸氫鈉(30.2g,360mmol)和350mL(275.1g)乙腈,開動磁力攪拌器,反應瓶中的混合物在80℃下攪拌反應6.5小時。TLC檢測原料3-氨基-6-氯噠嗪反應完畢,加入硝酸(40.32g,640mmol),攪拌下再反應4小時,TLC和GC檢測確定中間體6-氯咪唑并[1,2-b]噠嗪反應完全。將反應液抽濾,濾餅用乙酸乙酯:正己烷=1:3重結晶得到純產品3-硝基-6-氯咪唑并[1,2-b]噠嗪,濾液用乙酸乙酯萃取,旋蒸除去萃取劑,得到粗產品,再用乙酸乙酯:正己烷=1:3重結晶得到純產品3-硝基-6-氯咪唑并[1,2-b]噠嗪,干燥后,計算收率81.70%,純度99.42%(HPLC)。
實施例4:
在1000毫升的單口圓底燒瓶中加入3-氨基-6-氯噠嗪(38.86g,300mmol),40%的氯乙醛水溶液(70.65g,360mmol)、氫氧化鈉(14.4g,360mmol)和200mL(158g)乙醇,開動磁力攪拌器,反應瓶中的混合物在85℃下攪拌反應7小時。TLC檢測原料3-氨基-6-氯噠嗪反應完畢,加入硝酸(22.68g,360mmol),攪拌下再反應4小時,TLC和GC檢測確定中間體6-氯咪唑并[1,2-b]噠嗪反應完全。將反應液抽濾,濾餅用乙酸乙酯:正己烷=1:3重結晶得到純產品3-硝基-6-氯咪唑并[1,2-b]噠嗪,濾液用乙酸乙酯萃取,旋蒸除去萃取劑,得到粗產品,再用乙酸乙酯:正己烷=1:3重結晶得到純產品3-硝基-6-氯咪唑并[1,2-b]噠嗪,干燥后,計算收率78.90 %,純度98.60%(HPLC)。
實施例5:
在1000毫升的單口圓底燒瓶中加入3-氨基-6-氯噠嗪(38.86g,300mmol),40%的氯乙醛水溶液(117.8g,600mmol)、碳酸氫鈉(30.2g,360mmol)和100mL(132.66g)二氯甲烷,開動磁力攪拌器,反應瓶中的混合物在85℃下攪拌反應7小時。TLC檢測原料3-氨基-6-氯噠嗪反應完畢,加入硝酸(28.35g,450mmol),攪拌下再反應3小時,TLC和GC檢測確定中間體6-氯咪唑并[1,2-b]噠嗪反應完全。將反應液抽濾,濾餅用乙酸乙酯:正己烷=1:3重結晶得到純產品3-硝基-6-氯咪唑并[1,2-b]噠嗪,濾液用乙酸乙酯萃取,旋蒸除去萃取劑,得到粗產品,再用乙酸乙酯:正己烷=1:3重結晶得到純產品3-硝基-6-氯咪唑并[1,2-b]噠嗪,干燥后,計算收率80.60%,純度99.20%(HPLC)。
實施例6:
在2000毫升的單口圓底燒瓶中加入3-氨基-6-氯噠嗪(77.8g,600mmol),40%的氯乙醛水溶液(117.8g,600mmol)、碳酸氫鈉(50.4g,600mmol)和400mL(315.6g)乙醇,開動磁力攪拌器,反應瓶中的混合物在75℃下攪拌反應8小時。TLC檢測原料3-氨基-6-氯噠嗪反應完畢,加入硝酸(56.70g,900mmol),攪拌下再反應3小時,TLC和GC檢測確定中間體6-氯咪唑并[1,2-b]噠嗪反應完全。將反應液抽濾,濾餅用乙酸乙酯:正己烷=1:3重結晶得到純產品3-硝基-6-氯咪唑并[1,2-b]噠嗪,濾液用乙酸乙酯萃取,旋蒸除去萃取劑,得到粗產品,再用乙酸乙酯:正己烷=1:3重結晶得到純產品3-硝基-6-氯咪唑并[1,2-b]噠嗪,干燥后,計算收率85.73%,純度99.50%(HPLC)。
實施例7:
在2000毫升的單口圓底燒瓶中加入3-氨基-6-氯噠嗪(77.8g,600mmol),40%的氯乙醛水溶液(235.5g,1200mmol)、碳酸氫鈉(84g,1000mmol)和400mL(315.6g)乙醇和100ml(78.6g)異丙醇,開動磁力攪拌器,反應瓶中的混合物在75℃下攪拌反應8小時。TLC檢測原料3-氨基-6-氯噠嗪反應完畢,加入硝酸(151.2g,2.4mol),攪拌下再反應2.5小時,TLC和GC檢測確定中間體6-氯咪唑并[1,2-b]噠嗪反應完全。將反應液抽濾,濾餅用乙酸乙酯:正己烷=1:3重結晶得到純產品3-硝基-6-氯咪唑并[1,2-b]噠嗪,濾液用乙酸乙酯萃取,旋蒸除去萃取劑,得到粗產品,再用乙酸乙酯:正己烷=1:3重結晶得到純產品3-硝基-6-氯咪唑并[1,2-b]噠嗪,干燥后,計算收率83.41%,純度98.75%(HPLC)。
實施例8:
在2000毫升的單口圓底燒瓶中加入3-氨基-6-氯噠嗪(38.86g,300mmol),40%的氯乙醛水溶液(135.41g,690mmol)、碳酸氫鈉(50.40g,600mmol)和230mL(305g)二氯甲烷,開動磁力攪拌器,反應瓶中的混合物在75℃下攪拌反應7小時。TLC檢測原料3-氨基-6-氯噠嗪反應完畢,加入硝酸(94.50g,1.5mmol),攪拌下再反應2小時,TLC和GC檢測確定中間體6-氯咪唑并[1,2-b]噠嗪反應完全。將反應液抽濾,濾餅用乙酸乙酯:正己烷=1:3重結晶得到純產品3-硝基-6-氯咪唑并[1,2-b]噠嗪,濾液用乙酸乙酯萃取,旋蒸除去萃取劑,得到粗產品,再用乙酸乙酯:正己烷=1:3重結晶得到純產品3-硝基-6-氯咪唑并[1,2-b]噠嗪,干燥后,計算收率63.50%,純度99.00%(HPLC)。