两种5-氨基-3-巯基-1,2,4-三唑衍生物的合成及结构表征

2012-10-17 02:42马东升康朝红李迎春
黑龙江大学工程学报 2012年1期
关键词:硫基丁烷三唑

张 帅,马东升,康朝红,李迎春

(黑龙江大学 化学化工与材料学院,哈尔滨 150080)

0 引 言

三唑杂环类化合物具有广泛的生物活性,如抗菌、消炎、镇静、抗焦虑、除草、杀虫及调节植物生长等[1-2],因而一直是杂环化学研究的重要领域。其中5-氨基-3-硫基-1,2,4-三唑 (简称 AMZ)是合成医药农药等重要的中间体。AMZ的巯基经烃基化后再与β-二羰基化合物缩合制得的三唑并嘧啶类化合物,该结构中由于存在氨基和巯基两个亲核作用基团,可以进一步转化为多种新的杂环结构,在农药工业上用途很广,是制备三唑并嘧啶磺酰胺类超高效除草剂的重要原料[3-5];本文既对 AMZ的苄基化和烷基化合成两个除草剂中间体的工艺条件进行了探索,并对其结构进行了表征。

1 实验部分

1.1 5-氨基-3-苄硫基-1,2,4-三唑的合成

1)试剂和仪器。5-氨基-3-巯基-1,2,4-三唑自制 (95%),1mol/L NaOH溶液自制,苄氯分析纯,无水乙醇分析纯 ,苯分析纯 ,甲苯分析纯,氯仿分析纯 ;旋转蒸发仪RE—52A;SHB—ⅢA循环水式多用真空泵 ;DHG—9140A型电热恒温鼓风干燥箱 ;YP202N电子天平;WRS-2微机熔点仪 ;LC-10Avp高压液相色谱仪 ;Brucker-80核磁共振仪。

2)实验原理。化学反应式如下:

3)实验操作。将1.16g 5-氨基-3-巯基-1,2,4-三唑溶于10mL 4%的NaOH溶液中,加入20mL的乙醇,于三口瓶中反应,颜色变浅时开始升温到一定温度,保持温度,用恒压漏斗滴加1.52g苄氯于三口瓶中,反应一定的时间,然后真空浓缩至原溶液量的1/3,加入25mL蒸馏水,冷至0℃,收集生成的油状凝固物,用一定量的氯仿处理,可得白色固体。熔点109~110℃,产率70.4%。

1.2 5-氨基-3-正丁烷硫基-1,2,4-三唑的合成

1)试剂和仪器。5-氨基-3-巯基-1,2,4-三唑(95%)自制,1mol/L K2CO3溶液自制,95%乙醇分析纯,正溴丁烷分析纯,甲醇分析纯;旋转蒸发仪RE—52A;SHB—ⅢA循环水式多用真空泵;DHG—9140A型电热恒温鼓风干燥箱;YP202N电子天平;WRS-2微机熔点仪;Brucker-80核磁共振仪。

2)实验原理。化学反应式如下:

3)实验操作。将1.16g 5-氨基-3-巯基-1,2,4-三唑溶于10mL 1mol/L的K2CO3溶液中,加入20mL的95%乙醇,于三口瓶中反应,颜色变浅时开始升温到一定温度,保持温度,用恒压漏斗滴加一定配比的正溴丁烷于三口瓶中,反应一定的时间,然后真空浓缩至出现油状物为止,加入20 mL蒸馏水,冷却,迅速搅拌直至固体出现,加入甲醇过滤,得淡黄色固体,产率78.4%。

2 结果与讨论

2.1 5-氨基-3-苄硫基-1,2,4-三唑合成工艺分析

为了探索5-氨基-3-苄硫基-1,2,4-三唑合成的最佳条件。做了正交实验,包括反应温度、反应时间和溶剂的选择及比例结论,见表1。

表1 5-氨基-3-苄硫基-1,2,4-三唑的产率正交实验表Table 1 Orthogonal tests results of 5-Amino-3-benzylthio-1,2,4-triazole yields

由表1可见,RC>RA>RB,因此影响这个化学反应的主次顺序为 :氯仿的量、温度、时间。由以上实验可以选择最佳合成路线。由Ki值可知温度为60~70℃,反应时间为10min,氯仿的量为20mL时,收率较高为70.4%,见表2。

表2 5-氨基-3-苄硫基-1,2,4-三唑最好实验方案验证表Table 2 Confirmations for optimal experimental conditions of 5-Amino-3-benzylthio-1,2,4-triazole synthesis

2.2 5-氨基-3-正丁烷硫基-1,2,4-三唑合成工艺分析

5-氨基-3-正丁烷硫基-1,2,4-三唑产率正交实验见表3。

表3 5-氨基-3-正丁烷硫基-1,2,4-三唑产率正交实验表Table 3 Orthogonal tests results of 5-Amino-3-mercapto-1,2,4-triazole yields

由表3可见,RB>RA>RC,因此影响这个化学反应的主次顺序为:时间、温度、反应物物料比。由Ki值可知最佳合成反应条件为:温度为70~80℃ ,反应时间为1h,物料比为1∶1.1时,收率较高为78.4%,见表4。

表4 5-氨基-3-正丁烷硫基-1,2,4-三唑最好实验方案验证表Table 4 Confirmations for optimal experimental conditions of 5-Amino-3-mercapto-1,2,4-triazole synthesis

3 结构表征

3.1 5-氨基-3-苄硫基-1,2,4-三唑的结构表征

5-氨基-3-苄硫基-1,2,4-三唑的红外图谱见图1,核磁共振图谱见图2。所合成产物的红外吸收峰与标准图谱的吸收峰基本一致,同时经微机熔点仪测定的熔点109~110℃也与文献 [6](熔点109~111℃)相符,因此,可以确定,所得到的化合物为目标化合物。

3.2 5-氨基-3-正丁烷硫基-1,2,4-三唑的结构表征

5-氨基-3-正丁烷硫基-1,2,4-三唑的核磁谱图见图3,其中,化学位移为1.25和3.7的两组峰为参与结晶的溶剂乙醇的吸收峰。

图3 5-氨基-3-正丁烷硫基-1,2,4-三唑的核磁谱图Fig.3 HNMR spectrum of the 5-Amino-3-mercapto-1,2,4-triazole

4 结 论

1)通过正交实验的方法,对以5-氨基-3-巯基-1,2,4-三唑为原料,合成5-氨基-3-苄硫基-1,2,4-三唑的反应进行了工艺探索。与文献 [6]相比,用氯仿作为处理物代替苯,毒性降低,易于回收,利于环境保护。

2)采用正交实验的方法,对以AMZ和正溴丁烷为原料合成5-氨基-3-正丁烷硫基-1,2,4-三唑的反应进行了工艺探索,讨论了各种反应条件对最终产品收率的影响。确定的最佳工艺条件:反应温度为70~80℃,反应时间为1h,物料比为1∶1.1时产率达78.4%。

3)通过红外光谱、熔点和核磁共振氢谱等方法对所合成两个化合物进行了结构表征,确定了其结构。

[1]Seref D.,Kadriye B.,Kiymet G.Synthesis and antimicrobial activities of some 3-arylamino-5- [2- (substituted1-imidazolyl)ethyl]-1,2,4-triazole derivatives[J].Eur.J.Med.Chem.2000,35 (11):1 037-1 040.

[2]Min Y.K.,Asami T.,Fujioka S.et al.New lead compounds for brassinosteroid biosynthesis inhibitors[J].Bioorg. Med.Chem.Lett..1999,9 (2):425-430.

[3]BakerDR,Fenyes JG,Steffens J J.Synth chemagrochemⅢ (ACS.Symp.Ser.504)[M].Washington DC:American Chemical Society,1992:10-16.

[4]高 旭,王明智,任天瑞.三唑并嘧啶的研究和开发[J].农药,2001,40 (9):7-8.

[5]刘长令.三唑类除草剂的研究进展 [J].农药译丛,1997,19 (2):24-29.

[6]蒋旭亮,王煜华.新除草剂阔草清及其中间体的合成[J].浙江化工,2001,(1):10-12.

猜你喜欢
硫基丁烷三唑
微生物合成3-甲硫基丙醇的研究现状
在线处理脱丁烷塔压差高
低温转化喷浆造粒硫基复合肥(15-15-15)装置工艺设计
不同浓度三唑锡悬浮剂防治效果研究
新型3-氨基氮杂环丁烷衍生物的合成
正丁烷氧化制顺酐催化剂的制备及其催化性能
铽-2-甲硫基烟酸掺杂配合物的合成及荧光性质研究
三组分反应高效合成1,2,4-三唑烷类化合物
1-叔丁基氧羰基-2'-氧-螺-[氮杂环丁烷-3,3'-二氢吲哚]的合成
中科院研制出源自糖精的三氟甲硫基化试剂