本发明属于有机合成领域,具体涉及一种3-硝基-6-氯咪唑并[1,2-b]哒嗪的合成方法。
(二)
背景技术:
哒嗪是一种含氮杂环化合物,是一种重要的化工中间体,哒嗪类化合物具有多样的生物活性,如杀虫、杀菌、抗病毒等,哒嗪类衍生物还具有良好的介晶性用作有机液晶,某些哒嗪类衍生物还是重要的染料中间体。3-硝基-6-氯咪唑并[1,2-b]哒嗪是合成头孢类抗生素的重要中间体,在农药、医药以及光电材料等各领域有着广泛的应用。但目前3-硝基-6-氯咪唑并[1,2-b]哒嗪的合成方法复杂,成本高,且产品纯度较低,大规模生产高纯度的3-硝基-6-氯咪唑并[1,2-b]哒嗪是目前遇到的难题。
(三)
技术实现要素:
本发明需要解决的问题是针对现有技术,提供一种工艺简单合理、成本低,产品纯度高,适于工业化的3-硝基-6-氯咪唑并[1,2-b]哒嗪的合成方法。
本发明是通过如下技术方案实现的:
一种3-硝基-6-氯咪唑并[1,2-b]哒嗪的合成方法,其特殊之处在于:包括以下步骤:
以3-氨基-6-氯哒嗪、氯乙醛水溶液、硝酸为原料,3-氨基-6-氯哒嗪,40%氯乙醛水溶液二者物质的量之比为1:1.0-2.3,3-氨基-6-氯哒嗪与硝酸物质的量之比为1:1.2-6.0,在适当的溶剂中,于碱的作用下,于0-90℃连续反应6-12个小时生成3-硝基-6-氯咪唑并[1,2-b]哒嗪粗产品,经提纯后得到3-硝基-6-氯咪唑并[1,2-b]哒嗪纯品。
本发明的3-硝基-6-氯咪唑并[1,2-b]哒嗪的合成方法,其特征在于:溶剂为乙腈,二氯甲烷,DMF,水,乙酸,乙醇,异丙醇中的一种或两种。
本发明的3-硝基-6-氯咪唑并[1,2-b]哒嗪的合成方法,其特征在于:所述碱是碳酸氢钠,氢氧化钠、氢氧化钾和碳酸钾中的一种。
本发明的3-硝基-6-氯咪唑并[1,2-b]哒嗪的合成方法,其特征在于:反应物与溶剂的投料量为m(3-氨基-6-氯哒嗪):m(溶剂)=1:1.3-8.5,以上为重量之比。
本发明的3-硝基-6-氯咪唑并[1,2-b]哒嗪的合成方法,其特征在于:提纯步骤为加入萃取剂萃取,旋转蒸发浓缩,重结晶。
本发明的3-硝基-6-氯咪唑并[1,2-b]哒嗪的合成方法,其特征在于:重结晶的溶剂为乙酸乙酯/正己烷混合溶剂,乙酸乙酯:正己烷=1:3,以上为体积比。
本发明的3-硝基-6-氯咪唑并[1,2-b]哒嗪的合成方法,其特征在于:氯乙醛水溶液中氯乙醛的质量浓度为40%。
本发明的3-硝基-6-氯咪唑并[1,2-b]哒嗪的合成方法,其特征在于:在50-90℃连续反应8-12个小时。
本发明3-硝基-6-氯咪唑并[1,2-b]哒嗪的合成工艺及合成步骤如下:
本发明的有益效果:采用本发明制备3-硝基-6-氯咪唑并[1,2-b]哒嗪,反应条件温和,易于操作,且产品质量稳定,纯度高。
(四)具体实施方式
实施例1:
在500毫升的单口圆底烧瓶中加入3-氨基-6-氯哒嗪(38.86g,300mmol),40%的氯乙醛水溶液(58.88g,300mmol)、碳酸氢钠(30.24g,360mmol)和260mL(204.36g)叔丁醇,开动磁力搅拌器,反应瓶中的混合物在80℃下搅拌反应7小时。TLC检测原料3-氨基-6-氯哒嗪反应完毕,加入硝酸(22.68g,360mmol),搅拌下再反应4小时,TLC和GC检测确定中间体6-氯咪唑并[1,2-b]哒嗪反应完全。将反应液抽滤,滤饼用乙酸乙酯:正己烷=1:3重结晶得到纯产品3-硝基-6-氯咪唑并[1,2-b]哒嗪,滤液用乙酸乙酯萃取,旋蒸除去萃取剂,得到粗产品,再用乙酸乙酯:正己烷=1:3重结晶得到纯产品3-硝基-6-氯咪唑并[1,2-b]哒嗪,干燥后,计算收率86.30%,纯度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)。
实施例2:
在1000毫升的单口圆底烧瓶中加入3-氨基-6-氯哒嗪(38.86g,300mmol),40%的氯乙醛水溶液(70.65g,360mmol)、碳酸氢钠(30.20g,360mmol)和260mL(204.36g)乙腈,开动磁力搅拌器,反应瓶中的混合物在80℃下搅拌反应7小时。TLC检测原料3-氨基-6-氯-哒嗪反应完毕,加入硝酸(22.68g,360mmol),搅拌下再反应4小时,TLC和GC检测确定中间体6-氯咪唑并[1,2-b]哒嗪反应完全。将反应液抽滤,滤饼用乙酸乙酯:正己烷=1:3重结晶得到纯产品3-硝基-6-氯咪唑并[1,2-b]哒嗪,滤液用乙酸乙酯萃取,旋蒸除去萃取剂,得到粗产品,再用乙酸乙酯:正己烷=1:3重结晶得到纯产品3-硝基-6-氯咪唑并[1,2-b]哒嗪,干燥后,计算收率85.71%,纯度98.96%(HPLC)。
实施例3:
在1000毫升的单口圆底烧瓶中加入3-氨基-6-氯哒嗪(51.82g,400mmol),40%的氯乙醛水溶液(109.9g,560mmol)、碳酸氢钠(30.2g,360mmol)和350mL(275.1g)乙腈,开动磁力搅拌器,反应瓶中的混合物在80℃下搅拌反应6.5小时。TLC检测原料3-氨基-6-氯哒嗪反应完毕,加入硝酸(40.32g,640mmol),搅拌下再反应4小时,TLC和GC检测确定中间体6-氯咪唑并[1,2-b]哒嗪反应完全。将反应液抽滤,滤饼用乙酸乙酯:正己烷=1:3重结晶得到纯产品3-硝基-6-氯咪唑并[1,2-b]哒嗪,滤液用乙酸乙酯萃取,旋蒸除去萃取剂,得到粗产品,再用乙酸乙酯:正己烷=1:3重结晶得到纯产品3-硝基-6-氯咪唑并[1,2-b]哒嗪,干燥后,计算收率81.70%,纯度99.42%(HPLC)。
实施例4:
在1000毫升的单口圆底烧瓶中加入3-氨基-6-氯哒嗪(38.86g,300mmol),40%的氯乙醛水溶液(70.65g,360mmol)、氢氧化钠(14.4g,360mmol)和200mL(158g)乙醇,开动磁力搅拌器,反应瓶中的混合物在85℃下搅拌反应7小时。TLC检测原料3-氨基-6-氯哒嗪反应完毕,加入硝酸(22.68g,360mmol),搅拌下再反应4小时,TLC和GC检测确定中间体6-氯咪唑并[1,2-b]哒嗪反应完全。将反应液抽滤,滤饼用乙酸乙酯:正己烷=1:3重结晶得到纯产品3-硝基-6-氯咪唑并[1,2-b]哒嗪,滤液用乙酸乙酯萃取,旋蒸除去萃取剂,得到粗产品,再用乙酸乙酯:正己烷=1:3重结晶得到纯产品3-硝基-6-氯咪唑并[1,2-b]哒嗪,干燥后,计算收率78.90 %,纯度98.60%(HPLC)。
实施例5:
在1000毫升的单口圆底烧瓶中加入3-氨基-6-氯哒嗪(38.86g,300mmol),40%的氯乙醛水溶液(117.8g,600mmol)、碳酸氢钠(30.2g,360mmol)和100mL(132.66g)二氯甲烷,开动磁力搅拌器,反应瓶中的混合物在85℃下搅拌反应7小时。TLC检测原料3-氨基-6-氯哒嗪反应完毕,加入硝酸(28.35g,450mmol),搅拌下再反应3小时,TLC和GC检测确定中间体6-氯咪唑并[1,2-b]哒嗪反应完全。将反应液抽滤,滤饼用乙酸乙酯:正己烷=1:3重结晶得到纯产品3-硝基-6-氯咪唑并[1,2-b]哒嗪,滤液用乙酸乙酯萃取,旋蒸除去萃取剂,得到粗产品,再用乙酸乙酯:正己烷=1:3重结晶得到纯产品3-硝基-6-氯咪唑并[1,2-b]哒嗪,干燥后,计算收率80.60%,纯度99.20%(HPLC)。
实施例6:
在2000毫升的单口圆底烧瓶中加入3-氨基-6-氯哒嗪(77.8g,600mmol),40%的氯乙醛水溶液(117.8g,600mmol)、碳酸氢钠(50.4g,600mmol)和400mL(315.6g)乙醇,开动磁力搅拌器,反应瓶中的混合物在75℃下搅拌反应8小时。TLC检测原料3-氨基-6-氯哒嗪反应完毕,加入硝酸(56.70g,900mmol),搅拌下再反应3小时,TLC和GC检测确定中间体6-氯咪唑并[1,2-b]哒嗪反应完全。将反应液抽滤,滤饼用乙酸乙酯:正己烷=1:3重结晶得到纯产品3-硝基-6-氯咪唑并[1,2-b]哒嗪,滤液用乙酸乙酯萃取,旋蒸除去萃取剂,得到粗产品,再用乙酸乙酯:正己烷=1:3重结晶得到纯产品3-硝基-6-氯咪唑并[1,2-b]哒嗪,干燥后,计算收率85.73%,纯度99.50%(HPLC)。
实施例7:
在2000毫升的单口圆底烧瓶中加入3-氨基-6-氯哒嗪(77.8g,600mmol),40%的氯乙醛水溶液(235.5g,1200mmol)、碳酸氢钠(84g,1000mmol)和400mL(315.6g)乙醇和100ml(78.6g)异丙醇,开动磁力搅拌器,反应瓶中的混合物在75℃下搅拌反应8小时。TLC检测原料3-氨基-6-氯哒嗪反应完毕,加入硝酸(151.2g,2.4mol),搅拌下再反应2.5小时,TLC和GC检测确定中间体6-氯咪唑并[1,2-b]哒嗪反应完全。将反应液抽滤,滤饼用乙酸乙酯:正己烷=1:3重结晶得到纯产品3-硝基-6-氯咪唑并[1,2-b]哒嗪,滤液用乙酸乙酯萃取,旋蒸除去萃取剂,得到粗产品,再用乙酸乙酯:正己烷=1:3重结晶得到纯产品3-硝基-6-氯咪唑并[1,2-b]哒嗪,干燥后,计算收率83.41%,纯度98.75%(HPLC)。
实施例8:
在2000毫升的单口圆底烧瓶中加入3-氨基-6-氯哒嗪(38.86g,300mmol),40%的氯乙醛水溶液(135.41g,690mmol)、碳酸氢钠(50.40g,600mmol)和230mL(305g)二氯甲烷,开动磁力搅拌器,反应瓶中的混合物在75℃下搅拌反应7小时。TLC检测原料3-氨基-6-氯哒嗪反应完毕,加入硝酸(94.50g,1.5mmol),搅拌下再反应2小时,TLC和GC检测确定中间体6-氯咪唑并[1,2-b]哒嗪反应完全。将反应液抽滤,滤饼用乙酸乙酯:正己烷=1:3重结晶得到纯产品3-硝基-6-氯咪唑并[1,2-b]哒嗪,滤液用乙酸乙酯萃取,旋蒸除去萃取剂,得到粗产品,再用乙酸乙酯:正己烷=1:3重结晶得到纯产品3-硝基-6-氯咪唑并[1,2-b]哒嗪,干燥后,计算收率63.50%,纯度99.00%(HPLC)。