一种1H‑1,2,3‑三氮唑的合成方法与流程

文档序号:11720574阅读:465来源:国知局

本发明涉及一种医药中间体的合成方法,具体地说是涉及一种1h-1,2,3-三氮唑的合成方法。



背景技术:

1h-1,2,3-三氮唑,分子式:c2h3n3,分子量:69.07,cas号:288-36-8,结构如下:

1h-1,2,3-三氮唑是β-内酰胺酶抑制剂他唑巴坦(tazobactam)的重要中间体,也可用于其他药物的合成。

目前,文献中已报道的1h-1,2,3-三氮唑合成方法主要有四种:(1)以2,2-二氯乙醛和盐酸胲反应生成的乙二醛单肟腙或肟酰腙为中间体合成;(2)采用对甲苯磺酰肼与2,2-二氯乙二醛反应生成的磺酰腙或酰腙为中间体合成;(3)直接由叠氮酸与炔或者烯反应制备;(4)通过1,2,3-三唑-4-羧酸或1,2,3-三唑-4,5-二羧酸高温脱羧制备。这些方法都间接或直接以叠氮化物为原料,该类化合物不但有剧毒,更有强烈的爆炸性,给使用、操作和后处理带来不便,使1h-1,2,3-三氮唑的大规模制备受到限制。

另外,邓勇等人(邓勇,沈怡,钟裕国.1h-1,2,3-三氮唑的合成[j].华西药学杂志,2001,16(4):273-275.)还报道了以邻苯二胺为原料,以乙酸为溶剂,经亚硝酸钠重氮化制得苯并三氮唑,然后经高锰酸钾氧化后在150℃下脱羧制得1h-1,2,3-三氮唑。该合成路线的不足之处在于邻苯二胺为剧毒化学品,并且重氮化反应的收率只有75%。

苯并三氮唑是一种价格低廉的商品化试剂,在采用苯并三氮唑制得1,2,3-三唑-4,5-二羧酸,再经脱去羧基制备得到1h-1,2,3-三氮唑的方法中,通常在中性或碱性条件下,采用高锰酸钾作为氧化剂,苯并三氮唑经由氧化开环反应制备得到1,2,3-三唑-4,5-二羧酸,但该过程中,苯并三氮唑反应不充分,收率较低;同时,在1,2,3-三唑-4,5-二羧酸脱去羧基制备得到1h-1,2,3-三氮唑的过程中,常采用有机溶剂,价格昂贵,且具有一定的毒性。

综上所述,1h-1,2,3-三氮唑的现有合成方法存在操作危险,环境污染严重,产品收率低,生产成本高等问题。



技术实现要素:

本发明的目的就是提供一种1h-1,2,3-三氮唑的合成方法,以解决现有合成方法产品收率低,污染严重,生产成本高等问题。

本发明的目的是这样实现的:

一种1h-1,2,3-三氮唑的合成方法,其包括下述步骤:

(a)1h-1,2,3-三氮唑-4,5-二羧酸的合成

以苯并三氮唑为起始原料,四丁基溴化铵为催化剂,在酸性条件下利用高锰酸钾氧化,得到1h-1,2,3-三氮唑-4,5-二羧酸,反应式为:

(b)1h-1,2,3-三氮唑的合成

1h-1,2,3-三氮唑-4,5-二羧酸在n,n-二异丙基乙胺的催化作用下,脱去羧基得到1h-1,2,3-三氮唑,反应式为:

步骤(a)中,所述有机溶剂为二氯甲烷、氯仿、四氯化碳中的一种或几种。

优选地,步骤(a)中,所述有机溶剂为氯仿。

步骤(a)中,催化剂四丁基溴化铵与苯并三氮唑的摩尔比为0.005~0.015∶1。

步骤(a)中,所述酸性条件为采用盐酸、硫酸或磷酸的水溶液调节反应溶液的ph值至0.5~1.0,优选地,采用质量分数为10%的硫酸水溶液调节溶液的ph至0.5~1.0。

步骤(a)中,苯并三氮唑与高锰酸钾的摩尔比为1∶2.0~2.4。

步骤(b)中,所述溶剂为水,其重量为1h-1,2,3-三氮唑-4,5-二羧酸的6~10倍。

步骤(b)中,催化剂n,n-二异丙基乙胺与1h-1,2,3-三氮唑-4,5-二羧酸的重量比为2%~5%。

步骤(b)中,脱去羧基的过程在100~110℃回流的条件下进行。

本发明在酸性条件下采用高锰酸钾作为氧化剂,进行苯并三氮唑的氧化开环反应,高锰酸钾中的mno4-还原为mn2+,氧化性强,苯并三氮唑反应更为充分,提高了1h-1,2,3-三氮唑-4,5-二羧酸的收率,进而提高了产物1h-1,2,3-三氮唑的收率,并且在采用1h-1,2,3-三氮唑-4,5-二羧酸合成1h-1,2,3-三氮唑的反应中,采用水作为溶剂,在后处理过程中可将水蒸出,循环利用,几乎不产生废水,具有较高的经济效益和环保效益。

本发明采用简单易得的原料,反应条件温和,操作简单,收率高,所得1h-1,2,3-三氮唑产品质量好,反应成本低,适于工业化生产。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的阐述,下述实施例仅作为说明,并不以任何方式限制本发明的保护范围。

本发明的1h-1,2,3-三氮唑的合成方法包括下述步骤:

(a)1h-1,2,3-三氮唑-4,5-二羧酸的合成

以苯并三氮唑为起始原料,四丁基溴化铵为催化剂,在酸性条件下利用高锰酸钾氧化,得到1h-1,2,3-三氮唑-4,5-二羧酸,反应式为:

(b)1h-1,2,3-三氮唑的合成

1h-1,2,3-三氮唑-4,5-二羧酸在n,n-二异丙基乙胺的催化作用下,脱去羧基得到1h-1,2,3-三氮唑,反应式为:

实施例中所用试剂均为分析纯或化学纯,且均可市购或通过本领域普通技术人员熟知的方法制备。下述实施例均实现了本发明的目的。

实施例1

(a)1h-1,2,3-三氮唑-4,5-二羧酸的合成

向3000ml四口瓶中投入360ml氯仿、119.12g(1.0mol)苯并三氮唑和3.22g(0.01mol)四丁基溴化铵,用质量分数为10%的硫酸水溶液调节溶液的ph至0.5~1.0,加热至回流,滴加1738.34g质量分数为20%的高锰酸钾水溶液(高锰酸钾为2.20mol),滴毕,继续回流反应1h,待采用hplc检测苯并三氮唑残留小于1%时,结束反应,降温到10~20℃。分离出有机层,水层用200ml氯仿萃取,合并有机层,加入1000ml纯水,滴加质量分数为10%的naoh水溶液,调节ph值至7.2~7.5,之后继续搅拌10min,静置30min;分出水层,水层用质量分数为10%的hcl水溶液调节ph至2.0~2.1,之后继续搅拌10min,降温至0~5℃,再搅拌30min,抽滤,将所得滤饼在50℃真空下干燥4h,得到154.05g1h-1,2,3-三氮唑-4,5-二羧酸,其摩尔收率为98.07%,熔点为199~201℃。

(b)1h-1,2,3-三氮唑的合成

向2000ml四口瓶中投入1250ml纯水、157.08g(1.0mol)1h-1,2,3-三氮唑-4,5-二羧酸,加入4.71g(1h-1,2,3-三氮唑-4,5-二羧酸重量的3%)n,n-二异丙基乙胺,常压100~110℃回流至反应液澄清,继续回流1h,待采用hplc检测1h-1,2,3-三氮唑-4,5-二羧酸残留小于1%时,结束反应;过滤,利用水泵减压蒸馏除去滤液中的大部分水后,更换机械泵,高真空减压蒸馏脱水,在四口瓶上安装精馏柱,再减压精馏,得到66.48g1h-1,2,3-三氮唑,其摩尔收率为96.25%,gc纯度为99.56%,熔点为22~23℃,沸点为205~206℃。

实施例2

(a)1h-1,2,3-三氮唑-4,5-二羧酸的合成

向3000ml四口瓶中投入360ml氯仿、119.12g(1.0mol)苯并三氮唑和1.61g(0.005mol)四丁基溴化铵,用质量分数为10%的硫酸水溶液调节溶液的ph至0.5~1.0,加热至回流,滴加1580.31g质量分数为20%的高锰酸钾水溶液(高锰酸钾为2.0mol),滴毕,继续回流反应1h,待采用hplc检测苯并三氮唑残留小于1%时,结束反应,降温到10~20℃。分离出有机层,水层用200ml氯仿萃取,合并有机层,加入1000ml纯水,滴加质量分数为10%的naoh水溶液,调节ph值至7.2~7.5,之后继续搅拌10min,静置30min;分出水层,水层用质量分数为10%的hcl水溶液调节ph至2.0~2.1,之后继续搅拌10min,降温至0~5℃,再搅拌30min,抽滤,将所得滤饼在50℃真空下干燥4h,得到143.49g1h-1,2,3-三氮唑-4,5-二羧酸,其摩尔收率为91.35%,熔点为199~201℃。

(b)1h-1,2,3-三氮唑的合成

向2000ml四口瓶中投入950ml纯水、157.08g(1.0mol)1h-1,2,3-三氮唑-4,5-二羧酸,加入3.14g(1h-1,2,3-三氮唑-4,5-二羧酸重量的2%)n,n-二异丙基乙胺,常压100~110℃回流至反应液澄清,继续回流1h,待采用hplc检测1h-1,2,3-三氮唑-4,5-二羧酸残留小于1%时,结束反应;过滤,利用水泵减压蒸馏除去滤液中的大部分水后,更换机械泵,高真空减压蒸馏脱水,在四口瓶上安装精馏柱,再减压精馏,得到65.40g1h-1,2,3-三氮唑,其摩尔收率为94.69%,gc纯度为99.12%,熔点为22~23℃,沸点为205~206℃。

实施例3

(a)1h-1,2,3-三氮唑-4,5-二羧酸的合成

向3000ml四口瓶中投入360ml氯仿、119.12g(1.0mol)苯并三氮唑和4.83g(0.015mol)四丁基溴化铵,用质量分数为10%的硫酸水溶液调节溶液的ph至0.5~1.0,加热至回流,滴加1896.37g质量分数为20%的高锰酸钾水溶液(高锰酸钾为2.40mol),滴毕,继续回流反应1h,待采用hplc检测苯并三氮唑残留小于1%时,结束反应,降温到10~20℃。分离出有机层,水层用200ml氯仿萃取,合并有机层,加入1000ml纯水,滴加质量分数为10%的naoh水溶液,调节ph值至7.2~7.5,之后继续搅拌10min,静置30min;分出水层,水层用质量分数为10%的hcl水溶液调节ph至2.0~2.1,之后继续搅拌10min,降温至0~5℃,再搅拌30min,抽滤,将所得滤饼在50℃真空下干燥4h,得到153.77g1h-1,2,3-三氮唑-4,5-二羧酸,其摩尔收率为97.89%,熔点为199~201℃。

(b)1h-1,2,3-三氮唑的合成

向2000ml四口瓶中投入1570ml纯水、157.08g(1.0mol)1h-1,2,3-三氮唑-4,5-二羧酸,加入7.85g(1h-1,2,3-三氮唑-4,5-二羧酸重量的5%)n,n-二异丙基乙胺,常压100~110℃回流至反应液澄清,继续回流1h,待采用hplc检测1h-1,2,3-三氮唑-4,5-二羧酸残留小于1%时,结束反应;过滤,利用水泵减压蒸馏除去滤液中的大部分水后,更换机械泵,高真空减压蒸馏脱水,在四口瓶上安装精馏柱,再减压精馏,得到65.62g1h-1,2,3-三氮唑,其摩尔收率为95.01%,gc纯度为99.26%,熔点为22~23℃,沸点为205~206℃。

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