專利名稱：2-氨基-5-硫基-1，3，4-噻二唑的合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種生產(chǎn)2-氨基-5-巰基-1，3，4-噻二唑的一種新方法。
2-氨基-5-巰基-1，3，4-噻二唑(Ⅰ)是醫(yī)藥、農(nóng)藥生產(chǎn)中的重要中間體，其結(jié)構(gòu)式為
迄今為止，生產(chǎn)上述結(jié)構(gòu)的目的物(Ⅰ)一般都是以氨基硫脲為起始原料，與二硫化碳在N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中反應(yīng)制得，其反應(yīng)過程為
日本專利特開昭58-970報(bào)道使用這種方法的目的物(Ⅰ)的收率可達(dá)85%。
采用這種方法時(shí)所需要的原料氨基硫脲目前都是要另行單獨(dú)制備和處理后才能得到和使用的，一般常用硫酸二肼和硫氰酸鹽制備，其生產(chǎn)過程可有以水為介質(zhì)和以無水介質(zhì)生產(chǎn)兩類，前者收率較低，后者稍高。但無論其生產(chǎn)過程中所用的反應(yīng)介質(zhì)是否有水，在反應(yīng)完畢的后處理過程中為分離除去其中的無機(jī)鹽副產(chǎn)物，二者都不可避免地要用水，例如德國(guó)專利DE3234528中介紹了用含水量少于5%的低分子醇類為介質(zhì)生產(chǎn)氨基硫脲，但對(duì)反應(yīng)中生成的硫酸鹽類仍是用水除去。由于生產(chǎn)上述目的物(Ⅰ)要求的是一非水的反應(yīng)過程，故當(dāng)以氨基硫脲作為起始原料時(shí)，無論原料是采用何種方法制備的，投料前都必須要作烘干處理才能使用。另一方面，由于氨基硫脲是一種劇毒的水溶性物質(zhì)，與人體接觸后會(huì)造成極大的痛苦與損害，制備過程中用水處理的結(jié)果，不僅會(huì)造成收率上較大的損失，例如前述日本專利中目的物(Ⅰ)雖以氨基硫脲計(jì)算收率可達(dá)85%，但若以硫酸二肼計(jì)算則收率將低于70%，而更重要的是含有氨基硫脲的大量有毒的處理廢水會(huì)造成環(huán)境的嚴(yán)重污染。同時(shí)，對(duì)氨基硫脲所進(jìn)行的過濾、出料、烘干、投料等處理和操作，不僅增加了生產(chǎn)操作程序，勢(shì)必也增加了這種劇毒物質(zhì)以溶液或粉塵等各種形式與操作人員接觸的機(jī)會(huì)，造成勞動(dòng)防護(hù)上的極大困難。另外，對(duì)所分離出的帶有氨基硫脲成分的無機(jī)鹽類副產(chǎn)物的進(jìn)一步處理利用或是排放無疑也是一件極為難辦的棘手事情。因此，將氨基硫脲的制備與目的物(Ⅰ)的生產(chǎn)過程分開，而以氨基硫脲作為生產(chǎn)目的物(Ⅰ)的起始原料的作法顯然是不適宜的。
本發(fā)明的任務(wù)是為根本解決上述問題而提供一種生產(chǎn)目的物(Ⅰ)的新方法。
本發(fā)明方法的一個(gè)根本特點(diǎn)就在于以硫酸二肼和硫氰酸鹽為起始原料，在同一反應(yīng)器中對(duì)中間產(chǎn)物不作任何分離和處理，直接完成生產(chǎn)目的物(Ⅰ)的全部過程。
按照本發(fā)明的方法，整個(gè)生產(chǎn)過程分兩步進(jìn)行。第一步，在C3-C5的一元醇類反應(yīng)介質(zhì)中，以低分子醛或酮為催化劑，使硫酸二肼和硫氰酸鹽在回流條件下生成氨基硫脲中間體。硫氰酸鹽的用量為硫酸二肼的2-2.1倍(摩爾比，以下用量均同此)。這里所說的硫氰酸鹽可以為鉀、鈉或銨的鹽類，其中以硫氰酸銨為好，便于回收綜合利用。催化劑可以選用乙醛、丙醛、丁醛或丙酮，甲基乙基酮等，其中以丙酮最為方便。催化劑的用量為硫酸二肼的0.01-1倍，其中以0.1-0.3倍量為好。作為反應(yīng)介質(zhì)的溶劑，可以為丙醇、正丁醇、異丁醇等醇類。由于第二步合成目的物(Ⅰ)反應(yīng)的無水要求，所用的各種物料以盡量少含水或不含水為宜。第一步反應(yīng)的產(chǎn)物除氨基硫脲外，還有以硫酸鹽為主要成分的副產(chǎn)物，反應(yīng)的終點(diǎn)可以由分析檢測(cè)結(jié)果確定。第二步，蒸除作為上步反應(yīng)介質(zhì)的醇類，殘留的全部反應(yīng)產(chǎn)物不作任何處理，在同一反應(yīng)器中繼續(xù)投入所用硫酸二肼用量3-16倍，最好是3-5倍量的二硫化碳和8-15倍，最好是10-13倍量的N，N-二甲基甲酰胺進(jìn)行反應(yīng)。當(dāng)有硫化氫產(chǎn)生時(shí)，緩慢升溫至45-85℃，至無硫化氫逸出時(shí)，全部反應(yīng)結(jié)束。反應(yīng)產(chǎn)物濾除第一步中產(chǎn)生的硫酸鹽沉淀后，按常規(guī)方法處理，例如用水或用酸堿處理后，即可滿意地得到前述的目的物(Ⅰ)。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，本發(fā)明方法對(duì)第一步的反應(yīng)產(chǎn)物雖未作任何分離和處理，其中以硫酸鹽為主的各種副產(chǎn)物對(duì)第二步合成目的物(Ⅰ)的反應(yīng)不僅完全不存在任何不利影響，而且由于完全避免了在對(duì)中間體氨基硫脲作分離處理時(shí)所必然要造成的損失，使第一步所生成的氨基硫脲能夠全部進(jìn)入下步合成目的物(Ⅰ)的反應(yīng)，可以將以硫酸二肼計(jì)算的目的物(Ⅰ)的收率提高到78-80%，大大超過了目前以氨基硫脲為起始原料生產(chǎn)的收率。最重要的是，對(duì)最終的反應(yīng)液及濾除的硫酸鹽沉淀進(jìn)行反復(fù)的化學(xué)分析及薄層層析分析的結(jié)果都未能發(fā)現(xiàn)有氨基硫脲的痕跡存在。這就表明了本發(fā)明的方法已從根本上解決了劇毒物質(zhì)氨基硫脲可能造成的各種形式的污染問題，其社會(huì)效益和環(huán)境效益無疑是十分巨大的。同時(shí)，由于不會(huì)存在有氨基硫脲的污染，生產(chǎn)中的主要副產(chǎn)物硫酸鹽可以直接回收利用。加之中間體不出釜不作分離處理，改兩步工藝為一步工藝對(duì)操作程序和設(shè)備上的簡(jiǎn)化及省卻對(duì)各種廢棄排放物的特殊處理，本發(fā)明方法所帶來的綜合經(jīng)濟(jì)效益也是十分可觀的。
下面介紹的是作為本發(fā)明方法的一個(gè)具體實(shí)例。
反應(yīng)釜中投入硫酸二肼24.3公斤(0.15公斤摩爾)，95%的硫氰酸銨24公斤(0.3公斤摩爾)，無水正丁醇90公斤，丙酮1.5公斤，攪拌混合，加熱回流3小時(shí)。達(dá)反應(yīng)終點(diǎn)后，蒸除丁醇，繼續(xù)向反應(yīng)釜內(nèi)投入DMF140公斤，二硫化碳35公斤，攪拌反應(yīng)，并緩慢升溫到45℃以上，至無硫化氫逸出為止，反應(yīng)結(jié)束，升溫時(shí)最高不超過85℃。濾除硫酸銨沉淀，濾液回收DMF后，按常規(guī)方法加入20%的氫氧化鈉溶液70公斤，攪拌溶解，用鹽酸酸化，沉淀，過濾，干燥，得目的物(Ⅰ)32.5公斤，經(jīng)液相色譜分析，含量為96%。副產(chǎn)物硫酸銨經(jīng)分析無氨基硫脲存在，可直接作為農(nóng)業(yè)化肥使用。
權(quán)利要求
1.以硫酸二肼和硫氰酸鹽為起始原料，生產(chǎn)2-氨基-5-巰基-1，3，4-噻二唑(Ⅰ)的方法，其特征在于反應(yīng)分為二步，中間產(chǎn)物不經(jīng)分離在同一反應(yīng)器中連續(xù)進(jìn)行第一步，在C3-C5的一元醇類反應(yīng)介質(zhì)中，以低分子醛或酮為催化劑，使硫酸二肼和硫氰酸鹽在回流條件下轉(zhuǎn)化為氨基硫脲，硫酸二肼、硫氰酸鹽和催化劑的摩爾用量比為1∶(2-2.1)∶(0.01-1)，第二步，蒸除上步的醇類反應(yīng)介質(zhì)，其余中間產(chǎn)物不作分離和處理，在同一反應(yīng)器中繼續(xù)投入硫酸二肼摩爾用量3-16倍的二硫化碳和8-15倍的N，N-二甲基甲酰胺，緩慢升溫至45-85℃，無硫化氫逸出時(shí)反應(yīng)結(jié)束，濾除沉淀，濾液按常規(guī)處理后即可得到上述產(chǎn)品(Ⅰ)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所說的硫氰酸鹽是硫氰酸銨。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所說的反應(yīng)介質(zhì)為正丁醇。
4.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所說的硫酸二肼與硫氰酸鹽的摩爾用量比為1∶2。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所說的催化劑為丙酮。
6.如權(quán)利要求1或5所述的方法，其特征在于所說的催化劑的摩爾用量為硫酸二肼的0.1-0.3倍。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所說的N，N-二甲基甲酰胺的摩爾用量為硫酸二肼的10-13倍。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所說的二硫化碳的摩爾用量為硫酸二肼的3-5倍。
全文摘要
本發(fā)明是生產(chǎn)2-氨基-5-巰基-1，3，4-噻二唑的方法。以硫酸二肼和硫氰酸鹽為起始原料，在低分子醇類介質(zhì)和醛酮催化下完成第一步反應(yīng)，蒸除醇類介質(zhì)，其余中間體不出釜，在同一反應(yīng)器中繼續(xù)投入二硫化碳和DMF，緩慢升溫至無硫化氫逸出時(shí)反應(yīng)結(jié)束，常規(guī)處理后即可得上述目的物。本發(fā)明方法除可提高總收率，簡(jiǎn)化操作外，最重要的是基本解決了目前已有方法所不可避免的嚴(yán)重環(huán)境污染問題。
文檔編號(hào)C07D285/125GK1040585SQ89104108
公開日1990年3月21日 申請(qǐng)日期1989年9月26日 優(yōu)先權(quán)日1989年9月26日
發(fā)明者田永仁, 陳貴林, 郝寧致, 陸廷蕙, 楊建瑜, 楊偉, 李紅 申請(qǐng)人:四川省化學(xué)工業(yè)研究所