本發(fā)明屬于有機(jī)合成領(lǐng)域，具體涉及1,2,3-噻二唑-5-甲酰胺類化合物的制備方法。
背景技術(shù)：
1,2,3-噻二唑-5-甲酰胺類化合物，其結(jié)構(gòu)如式i所示：
其中，r1和r2各自為氫或c1～c4烷基。
1,2,3-噻二唑-5-甲酰胺類化合物是一類具有提高植物抗病害能力的物質(zhì)，其合成方法以及在植保方面的用途已被cn101343269、cn101544633等專利所報(bào)道。目前文獻(xiàn)報(bào)道的合成方法如下：
該方法要經(jīng)歷皂化/酸化、酰氯化和酰胺化三個(gè)步驟。其中，皂化/酸化階段會產(chǎn)生大量的廢水；酰氯化階段會產(chǎn)生大量hcl廢氣，且得到的酰氯遇空氣后易發(fā)生劇烈膨脹、沖料等安全事故；酰胺化階段要用到三乙胺等縛酸劑，產(chǎn)生的三乙胺鹽酸鹽不但會導(dǎo)致大量固廢產(chǎn)生而且難以從產(chǎn)物中除去，需要反復(fù)打漿或者重結(jié)晶才能得到合格產(chǎn)品。上述三步反應(yīng)的綜合收率在60％左右。此外，皂化階段使用的酸堿、酰氯化階段使用的二氯亞砜、酰胺化階段使用的三乙胺等物質(zhì)，最終都沒有進(jìn)入產(chǎn)品而是轉(zhuǎn)化成了廢物，這就使得該路線的原材料成本偏高而原子經(jīng)濟(jì)性較差。由此可見，現(xiàn)有工藝存在路線繁瑣、三廢量大、安全風(fēng)險(xiǎn)較高、原子經(jīng)濟(jì)性較差等諸多問題，不適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有工藝的路線繁瑣、三廢量大、安全風(fēng)險(xiǎn)較高、原子經(jīng)濟(jì)性較差等諸多問題，不適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的方案是提供一種1,2,3-噻二唑-5-甲酰胺類化合物的制備方法，包括以下步驟：在無溶劑條件下，將噻二唑甲酸酯與2-氨基噻唑在負(fù)壓下加熱反應(yīng)；所述的在負(fù)壓下加熱反應(yīng)過程中，需要將生成的r3oh轉(zhuǎn)移出反應(yīng)體系；反應(yīng)結(jié)束后，得到1,2,3-噻二唑-5-甲酰胺類化合物。
上述1,2,3-噻二唑-5-甲酰胺類化合物的制備方法中，所述噻二唑甲酸酯的結(jié)構(gòu)如式ii所 示：
其中，r3為甲基或乙基。
上述1,2,3-噻二唑-5-甲酰胺類化合物的制備方法中，所述2-氨基噻唑的結(jié)構(gòu)如式iii所示：
其中，r1、r2獨(dú)立地為氫或c1～c4的烷基。優(yōu)選的，所述的r1是氫，r2是甲基。
上述1,2,3-噻二唑-5-甲酰胺類化合物的制備方法的反應(yīng)式為：
其中，r1、r2獨(dú)立地為氫或c1～c4的烷基；r3為甲基或乙基。
上述1,2,3-噻二唑-5-甲酰胺類化合物的制備方法中，所述噻二唑甲酸酯與2-氨基噻唑的摩爾比為1︰0.5～2。
上述1,2,3-噻二唑-5-甲酰胺類化合物的制備方法中，所述的負(fù)壓為-0.01～-0.1mpa。作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的負(fù)壓為-0.08～-0.095mpa。
上述1,2,3-噻二唑-5-甲酰胺類化合物的制備方法中，所述加熱反應(yīng)的溫度為100℃～150℃。作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述加熱反應(yīng)的溫度為115℃～120℃。
上述1,2,3-噻二唑-5-甲酰胺類化合物的制備方法中，所述的在負(fù)壓下加熱反應(yīng)過程中，需要將生成的r3oh轉(zhuǎn)移出反應(yīng)體系。所述將生成的r3oh轉(zhuǎn)移出反應(yīng)體系的方式為減壓蒸餾。
上述1,2,3-噻二唑-5-甲酰胺類化合物的制備方法中，所述的反應(yīng)時(shí)間為25～80小時(shí)；優(yōu)選的，所述的反應(yīng)時(shí)間為26～30小時(shí)。
上述1,2,3-噻二唑-5-甲酰胺類化合物的制備方法中，所述的反應(yīng)結(jié)束后，在反應(yīng)混合液中加入有機(jī)溶劑，再通過洗滌或結(jié)晶的方式除去雜質(zhì)，得到1,2,3-噻二唑-5-甲酰胺類化合物。所述的有機(jī)溶劑可以為甲苯、乙醇等。
作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，當(dāng)噻二唑甲酸酯過量時(shí)，所述的反應(yīng)結(jié)束后，蒸餾出未反應(yīng)的噻二唑甲酸乙酯，可以直接循環(huán)使用。
作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，當(dāng)2-氨基噻唑過量時(shí)，所述的過濾后，濾液除去有機(jī)溶劑后，加入水打漿結(jié)晶，過濾得到2-氨基噻唑，可以直接循環(huán)使用。
本發(fā)明提供的1,2,3-噻二唑-5-甲酰胺類化合物的制備方法，不會引入其他反應(yīng)物質(zhì)，原子經(jīng)濟(jì)性高，避免了大量廢水的產(chǎn)生，大幅減少工序，顯著降低了制造成本。本發(fā)明提供的工藝操作過程簡單，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。
具體實(shí)施方式
1,2,3-噻二唑-5-甲酰胺類化合物的制備方法，包括以下步驟：在無溶劑條件下，將噻二唑甲酸酯與2-氨基噻唑在負(fù)壓下加熱反應(yīng)；所述的在負(fù)壓下加熱反應(yīng)過程中，需要將生成的r3oh轉(zhuǎn)移出反應(yīng)體系；反應(yīng)結(jié)束后，得到1,2,3-噻二唑-5-甲酰胺類化合物。
上述1,2,3-噻二唑-5-甲酰胺類化合物的制備方法中，所述噻二唑甲酸酯的結(jié)構(gòu)如式ii所示：
其中，r3為甲基或乙基。
上述1,2,3-噻二唑-5-甲酰胺類化合物的制備方法中，所述2-氨基噻唑的結(jié)構(gòu)如式iii所示：
其中，r1、r2獨(dú)立地為氫或c1～c4的烷基。優(yōu)選的，所述的r1是氫，r2是甲基。
上述1,2,3-噻二唑-5-甲酰胺類化合物的制備方法的反應(yīng)式為：
其中，r1、r2獨(dú)立地為氫或c1～c4的烷基；r3為甲基或乙基。
上述1,2,3-噻二唑-5-甲酰胺類化合物的制備方法中，所述噻二唑甲酸酯與2-氨基噻唑的摩爾比為1︰0.5～2。
上述1,2,3-噻二唑-5-甲酰胺類化合物的制備方法中，所述的負(fù)壓為-0.01～-0.1mpa。作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的負(fù)壓為-0.08～-0.095mpa。
上述1,2,3-噻二唑-5-甲酰胺類化合物的制備方法中，所述加熱反應(yīng)的溫度為100℃～150℃。作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述加熱反應(yīng)的溫度為115℃～120℃。
上述1,2,3-噻二唑-5-甲酰胺類化合物的制備方法中，所述的在負(fù)壓下加熱反應(yīng)過程中， 需要將生成的r3oh轉(zhuǎn)移出反應(yīng)體系。所述將生成的r3oh轉(zhuǎn)移出反應(yīng)體系的方式為減壓蒸餾。由于r3oh都是低沸點(diǎn)物質(zhì)，在上述所述的反應(yīng)溫度和壓力下會自然被移出體系而不需要其它的特殊設(shè)計(jì)。
上述1,2,3-噻二唑-5-甲酰胺類化合物的制備方法中，所述的反應(yīng)時(shí)間為25～80小時(shí)；優(yōu)選的，所述的反應(yīng)時(shí)間為26～30小時(shí)。
由于噻二唑甲酸酯活性差，在常溫常壓下與2-氨基噻唑不發(fā)生反應(yīng)，升高溫度可促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行，但是噻二唑甲酸酯長時(shí)間高溫條件下將會變質(zhì)，加入堿性催化劑也是常用的手段，但是對于該反應(yīng)來講效果不佳且會導(dǎo)致大量副產(chǎn)物的生成。通過實(shí)驗(yàn)意外的發(fā)現(xiàn)，在無溶劑條件下，采用減壓蒸餾及時(shí)移走反應(yīng)生成的醇，同時(shí)升高溫度加快反應(yīng)速度，可以得到較為滿意的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。為了避免長時(shí)間高溫導(dǎo)致底物發(fā)生副反應(yīng)，反應(yīng)進(jìn)行至大量副產(chǎn)物生成前即停止(一般不超過80小時(shí)，優(yōu)選25～30小時(shí))，
上述1,2,3-噻二唑-5-甲酰胺類化合物的制備方法中，所述的反應(yīng)結(jié)束后，在反應(yīng)混合液中加入有機(jī)溶劑，再通過洗滌或結(jié)晶的方式除去雜質(zhì)，得到1,2,3-噻二唑-5-甲酰胺類化合物。所述的有機(jī)溶劑可以為甲苯、乙醇等。由于最終產(chǎn)品在大多數(shù)有機(jī)溶劑中溶解性較低，因此通過該方法得到的產(chǎn)品后處理方式也極為簡單，一般在反應(yīng)結(jié)束后可以用常見低毒且沸點(diǎn)不高的有機(jī)溶劑對反應(yīng)得到的粗產(chǎn)品洗滌數(shù)次即可，如果對純度要求較高，則可以先將得到的粗品在有機(jī)溶劑(如甲苯、乙醇)中加熱溶解，再降溫結(jié)晶，得到高純度的最終產(chǎn)品。
作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，當(dāng)噻二唑甲酸酯過量時(shí)，所述的反應(yīng)結(jié)束后，蒸餾出未反應(yīng)的噻二唑甲酸乙酯，可以直接循環(huán)使用。
作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，當(dāng)2-氨基噻唑過量時(shí)，所述的過濾后，濾液除去溶劑后，加入水打漿結(jié)晶，過濾得到2-氨基噻唑，可以直接循環(huán)使用。
實(shí)施例1
4-甲基[1,2,3]噻二唑-5-甲酸乙酯(2.5當(dāng)量)與2-氨基-5-甲基噻唑(1當(dāng)量)直接反應(yīng)，反應(yīng)條件為負(fù)壓(-0.08mpa)，100℃反應(yīng)80小時(shí)，反應(yīng)過程中產(chǎn)生的乙醇會隨著負(fù)壓不斷被移出反應(yīng)體系。80小時(shí)之后減壓蒸餾(-0.096mpa，125-145℃)出噻二唑甲酸乙酯，下批次直接回用。殘液加入甲苯降溫至室溫，過濾，得到4-甲基-n-(5’-甲基噻唑-2’-基)-1,2,3-噻二唑-5-甲酰胺粗品。粗品加入水打漿處理，離心，干燥后，得到4-甲基-n-(5’-甲基噻唑-2’-基)-1,2,3-噻二唑-5-甲酰胺，含量96％，單批收率23％。
實(shí)施例2
4-甲基[1,2,3]噻二唑-5-甲酸甲酯(1當(dāng)量)與2-氨基-5-甲基噻唑(2當(dāng)量)直接反應(yīng)，反應(yīng)條件為負(fù)壓(-0.01～-0.06mpa)，150℃反應(yīng)80小時(shí)，反應(yīng)過程中產(chǎn)生的甲醇會隨著負(fù)壓不斷被移出反應(yīng)體系，加入甲醇升溫溶解后降溫至25℃，過濾得到4-甲基-n-(噻唑-2’-基)-1,2,3-噻二唑-5-甲酰胺，單批收率30％。
濾液蒸餾除甲醇后，加入水打漿結(jié)晶，過濾，回收2-氨基-5-甲基噻唑，可繼續(xù)用于反應(yīng)。
實(shí)施例3
4-甲基[1,2,3]噻二唑-5-甲酸乙酯22.1g(1當(dāng)量)與2-氨基-5-甲基噻唑20.0g(1.3當(dāng)量)直接反應(yīng)，反應(yīng)條件為負(fù)壓-0.08mpa，115℃至120℃反應(yīng)30小時(shí)，反應(yīng)過程中產(chǎn)生的乙醇會隨著負(fù)壓不斷被移出反應(yīng)體系；加入甲醇56g升溫溶解后再降溫至15℃，過濾得到4-甲基-n-(5’-甲基噻唑-2’-基)-1,2,3-噻二唑-5-甲酰胺，風(fēng)干后得17.7g，lc純度99％，單批收率58％。
實(shí)施例4
4-甲基[1,2,3]噻二唑-5-甲酸乙酯20.0g(1.16當(dāng)量)與2-氨基-5-甲基噻唑11.4g(1當(dāng)量)直接反應(yīng)，反應(yīng)條件為負(fù)壓-0.08mpa，115℃至120℃反應(yīng)26小時(shí)，反應(yīng)過程中產(chǎn)生的乙醇會隨著負(fù)壓不斷被移出反應(yīng)體系；加入甲醇升溫溶解后再降溫至15℃，過濾得到4-甲基-n-(5’-甲基噻唑-2’-基)-1,2,3-噻二唑-5-甲酰胺，風(fēng)干后得12.5g，lc純度97％，單批收率51％。
本發(fā)明提供的工藝操作過程簡單，大幅減少工序，顯著降低了制造成本，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。