一种3,7-双-（二甲胺基）-吩噻嗪的合成方法与流程

本发明涉及精细化工合成，具体涉及一种3,7-双-(二甲胺基)-吩噻嗪的合成方法。

背景技术：

1、3,7-双-(二甲胺基)-吩噻嗪可用于合成化合物亚甲基蓝。亚甲基蓝，化学名为3,7-双(二甲氨基)吩噻嗪-5-鎓氯化物，被广泛应用于化学指示剂、染料、生物染色剂和药物等方面。中国专利cn200610201306.9报道的有关于亚甲基蓝的合成，其主要是以n,n-二甲基对苯二胺作为原料，然后经二氧化锰氧化，硫代硫酸钠取代，得到2-氨基-5-二甲氨基苯基硫代磺酸，再与n,n-二甲基苯胺缩合，经二氧化锰和硫酸铜氧化环合，从而得到亚甲蓝氯化锌盐，最后用碳酸钠中和得到亚甲基蓝。中国专利cn1970548a报道的有关于亚甲基蓝的合成，是以n,n-二甲基对苯二胺盐酸盐作为原料，经重铬酸钠氧化，硫代硫酸钠取代，得到2-氨基-5-二甲氨基苯基硫代磺酸，然后再与n,n-二甲基对苯二胺缩合，经二氧化锰氧化环合，在氯化锌存在的条件下得到亚甲蓝氯化锌盐，最后再用碳酸钠中和得到亚甲蓝。可以看出现有的亚甲基蓝合成方法其合成步骤长，操作繁琐，并且会形成大量的含铬、锰的废液，不利于工业化生产。

2、而以3,7-双-(二甲胺基)-吩噻嗪作为原料来合成亚甲基蓝，其合成过程较为简单，在盐酸存在的条件下经三氯化铁氧化，即可得到亚甲基蓝，其合成过程如下所示：

3、

4、虽然，此亚甲基蓝合成方法的步骤短，操作简单，且避免了重金属废液的产生，但是对于中间体3,7-双-(二甲胺基)-吩噻嗪的合成是该工艺路线的关键环节，而关于3,7-双-(二甲胺基)-吩噻嗪的简便制备方法鲜有文献报道。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：提供一种工艺简单的3,7-双-(二甲胺基)-吩噻嗪的合成方法，并将合成所得3,7-双-(二甲胺基)-吩噻嗪用作为关键中间体来合成亚甲基蓝，解决了现有技术中亚甲基蓝合成工艺复杂、收率低、重金属污染以及不利于工业化生产等缺陷。

2、本发明是通过如下技术方案实现的：

3、一种3,7-双-(二甲胺基)-吩噻嗪的合成方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

4、s1、在纳米铜铝催化剂存在的条件下，以3,7-二硝基-10h-吩噻嗪为起始原料于含有多聚甲醛和碱的溶剂中进行一步反应；

5、s2、反应后除去溶剂，析晶，过滤，烘干，制得3,7-双-(二甲胺基)-吩噻嗪。

6、本发明的方法以3,7-二硝基-10h-吩噻嗪作为起始原料，在纳米铜铝催化剂存在下，利用3,7-二硝基-10h-吩噻嗪和多聚甲醛一步法n-甲基化反应合成3,7-双-(二甲胺基)-吩噻嗪。

7、具体的，本发明合成3,7-双-(二甲胺基)-吩噻嗪的过程如下：

8、

9、进一步的，一种3,7-双-(二甲胺基)-吩噻嗪的合成方法：步骤s1中所述多聚甲醛的聚合度为10～20。优选聚合度为12。

10、进一步的，一种3,7-双-(二甲胺基)-吩噻嗪的合成方法：步骤s1中所述的碱选自碳酸钠或碳酸钾。

11、进一步的，一种3,7-双-(二甲胺基)-吩噻嗪的合成方法：步骤s1中所述3,7-二硝基-10h-吩噻嗪、多聚甲醛与碱之间的摩尔比为1：(5～20)：(0.3～3.0)。

12、进一步的，一种3,7-双-(二甲胺基)-吩噻嗪的合成方法：步骤s1中所述的溶剂为n,n-二甲基甲酰胺和水的混合物，其中水与n,n-二甲基甲酰胺的体积比为1：(10～20)。

13、进一步的，一种3,7-双-(二甲胺基)-吩噻嗪的合成方法：步骤s1中所述的反应温度为70～150℃，反应时间为4～12小时。

14、进一步的，一种3,7-双-(二甲胺基)-吩噻嗪的合成方法：步骤s2、反应后减压蒸馏除去溶剂，然后加入二氯甲烷或甲醇搅拌析晶，接着过滤，烘干，从而制得3,7-双-(二甲胺基)-吩噻嗪。

15、进一步的，一种3,7-双-(二甲胺基)-吩噻嗪的合成方法：步骤s1中所述纳米铜铝催化剂的制备方法，包括如下步骤：

16、(1)将硝酸铜、硝酸铝溶于去离子水中，然后加入沉淀剂，搅拌均匀，进行水热反应；

17、(2)反应后，冷却，抽滤，洗涤，烘干，在h2/n2气氛下高温还原，制得纳米铜铝催化剂。

18、更进一步的，一种3,7-双-(二甲胺基)-吩噻嗪的合成方法：所述纳米铜铝催化剂的制备方法：步骤(1)按摩尔比(2～3)：1，将硝酸铜、硝酸铝溶于去离子水中，然后加入尿素作为沉淀剂，搅拌均匀，在100～110℃下水热反应6～12小时。

19、更进一步的，一种3,7-双-(二甲胺基)-吩噻嗪的合成方法：所述纳米铜铝催化剂的制备方法：步骤(2)反应后，冷却至室温，抽滤，洗涤至中性，然后在60～80℃下烘干，接着在h2/n2气氛下300～400℃还原3～6小时，制得纳米铜铝催化剂。

20、本发明的有益效果：

21、(1)本发明提供的合成方法采用纳米铜铝催化剂，以3,7-二硝基-10h-吩噻嗪为起始原料，经一步法氨甲基化合成了用于制备亚甲基蓝的关键中间体3,7-双-(二甲胺基)-吩噻嗪，该中间体大大简化了亚甲基蓝的合成工艺，避免了重金属废液的产生，可以避免原有亚甲基蓝的合成工艺复杂，重金属污染严重等问题；同时本发明合成该中间体的反应条件温和，反应时间短，操作简单，收率高，适于工业化生产。

22、(2)本发明的合成方法以纳米铜铝催化剂替代传统芳硝基化合物还原、甲基化反应常用的贵金属催化剂，使得生产成本更低；本发明的方法以多聚甲醛为甲基化试剂，替代了一般常用的卤甲烷、硫酸二甲酯等有毒甲基化试剂，并且多聚甲醛在纳米铜铝催化剂下可分解产氢，完成还原过程，避免了氢气的使用，操作更简单安全。

23、(3)本发明以尿素作为沉淀剂、采用水热反应法制备的纳米铜铝催化剂活性组分高度分散、组分间相互作用强、热稳定性良好，在n-甲基化反应中表现出良好的催化活性和稳定性，使得3,7-双-(二甲胺基)-吩噻嗪的收率可以达到90％以上。

技术特征：

1.一种3,7-双-(二甲胺基)-吩噻嗪的合成方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种3,7-双-(二甲胺基)-吩噻嗪的合成方法，其特征在于，步骤s1中所述多聚甲醛的聚合度为10～20。

3.根据权利要求1所述的一种3,7-双-(二甲胺基)-吩噻嗪的合成方法，其特征在于，步骤s1中所述的碱选自碳酸钠或碳酸钾。

4.根据权利要求1所述的一种3,7-双-(二甲胺基)-吩噻嗪的合成方法，其特征在于，步骤s1中所述3,7-二硝基-10h-吩噻嗪、多聚甲醛与碱之间的摩尔比为1：(5～20)：(0.3～3.0)。

5.根据权利要求1所述的一种3,7-双-(二甲胺基)-吩噻嗪的合成方法，其特征在于，步骤s1中所述的溶剂为n,n-二甲基甲酰胺和水的混合物，其中水与n,n-二甲基甲酰胺的体积比为1：(10～20)。

6.根据权利要求1所述的一种3,7-双-(二甲胺基)-吩噻嗪的合成方法，其特征在于，步骤s1中所述的反应温度为70～150℃，反应时间为4～12小时。

7.根据权利要求1所述的一种3,7-双-(二甲胺基)-吩噻嗪的合成方法，其特征在于，步骤s2、反应后减压蒸馏除去溶剂，然后加入二氯甲烷或甲醇搅拌析晶，接着过滤，烘干，从而制得3,7-双-(二甲胺基)-吩噻嗪。

8.根据权利要求1所述的一种3,7-双-(二甲胺基)-吩噻嗪的合成方法，其特征在于，步骤s1中所述纳米铜铝催化剂的制备方法，包括如下步骤：

9.根据权利要求8所述的一种3,7-双-(二甲胺基)-吩噻嗪的合成方法，其特征在于，所述纳米铜铝催化剂的制备方法：

10.根据权利要求8所述的一种3,7-双-(二甲胺基)-吩噻嗪的合成方法，其特征在于，所述纳米铜铝催化剂的制备方法：

技术总结
本发明公开了一种3,7‑双‑(二甲胺基)‑吩噻嗪的合成方法，该方法包括如下步骤：S1、在纳米铜铝催化剂存在的条件下，以3,7‑二硝基‑10H‑吩噻嗪为起始原料于含有多聚甲醛和碱的溶剂中进行一步反应；S2、反应后除去溶剂，析晶，过滤，烘干，制得3,7‑双‑(二甲胺基)‑吩噻嗪。本发明提供的合成方法采用纳米铜铝催化剂，以3,7‑二硝基‑10H‑吩噻嗪为起始原料，经一步法氨甲基化合成了用于制备亚甲基蓝的关键中间体3,7‑双‑(二甲胺基)‑吩噻嗪，该中间体大大简化了亚甲基蓝的合成工艺，避免了重金属废液的产生，可以避免原有亚甲基蓝的合成工艺复杂，重金属污染严重等问题；同时本发明合成该中间体的反应条件温和，反应时间短，操作简单，收率高，适于工业化生产。

技术研发人员：杨伟领,丁海泉,凌芳,张仁宝
受保护的技术使用者：上海沃凯生物技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1