三环唑早在二十世纪五十年代就已经合成出来了,但直到美国Elililly公司1979年首先将它应用到农业杀菌剂上,三环唑才开始扮演着药物中间体的重要角色。合成三环唑的重要中间体4-甲基-2-肼基苯并噻唑是一种重要的有机中间体,其需求量正逐年增大,市场前景十分看好,所以立足中国现有国情,以市场为导向,研究4-甲基-2-肼基苯并噻唑合成的新方法,以寻求一种可以大量生产4-甲基-2-肼基苯并噻唑的新工艺,从根本上提高4-甲基-2-肼基苯并噻唑的产量和质量,满足国内今后乃至相当长时间的强劲的市场需求,减少进口,节省外汇支出。
制备方法
步骤一:在装有球形回流冷凝管,温度计,加料漏斗,磁力搅拌机的四口烧瓶中加入邻甲苯胺和水,在冰水浴和机械搅拌条件下滴加一定量的酸,保温反应一定时间,加酸完毕,加一定量的硫氰酸铵,n(邻甲苯胺):n(浓硫酸):n(硫氰酸铵):n(水)=1:0.525:1.1:0.8,开始升温至75℃,加热反应3小时。反应液趁热到烧杯中,冷却后加水洗涤抽滤,所得固体产物在75℃烘8h。样品烘干后,得淡黄色粒状体N-邻甲苯基硫脲晶体,研磨,称重得出产物收率91.3%,熔点154~156℃。
步骤二:在装有球形回流冷凝管,温度计,加料漏斗,磁力搅拌机的四口烧瓶中加入N-邻甲苯基硫脲和浓硫酸(1:5),在不断搅拌的条件下,使N-邻甲苯基硫脲完全溶解后,然后不断升温,升至75℃加入催化剂溴化钠后保温反应3.5h至终点。反应结束后,将反应液倒入冷水搅拌析出固体,然后在不断搅拌的条件下加入氨水至溶液成弱碱性,然后保温搅拌一个小时,冷却到室温后,抽滤。将固体水洗至中性,干燥、称重得到2-氨基-4-甲基苯并噻唑并测其熔点,得出产物摩尔数。
步骤三:在装有球形回流冷凝管,温度计,加料漏斗,磁力搅拌机的四口烧瓶中加入一定量的2-氨基-4-甲基苯并噻唑、乙二醇和浓硫酸,加热至80℃,待反应物溶解后加入水合肼,在110℃下反应2h,冷却至室温后,加水洗涤抽滤,所得固体产物4-甲基-2-肼基苯并噻唑在75℃烘烤8h。样品4-甲基-2-肼基苯并噻唑烘干后,研磨,称重并测其熔点,得出产物摩尔数,与理论值相比得出产物的得率,送样化验。DSC差热扫描测试熔点并用1H-NMR和IR谱图分析鉴定结构[1]。

结构表征[1]
(1)DSC差热扫描熔点测定
测试条件:载气为N2(rate flow:20.00ml/min),升温速度10℃/min,终点温度为200℃。经 Shimadzu-1601型DSC差热扫描分析仪分析所得产物4-甲基-2-肼基苯并噻唑的熔点峰值为166℃。
(2)IR谱图分析(KBr)压片
分析4-甲基-2-肼基苯并噻唑的IR谱图可以看到以下特征峰:v=1624.6cm-1(S)为伯胺的N-H变形振动峰;v=1541.9cm-1(W)处为仲胺硫酸盐的N-H 变形振动峰;v=1474.3.6cm-1,v=1368.3cm-1处的吸收带表明了苯环的存在,分别为苯环上C=C和 C=H的伸缩和振动;v=1112.2.1cm-1为噻唑结构中C=S伸展振动峰;v=753.84cm-1为苯环中邻位取代基C-H峰。
(3)1H-NMR谱图分析(以氯仿作为溶剂)
1H-NMR(300MHz,CDCl3/TMS),δ:6.90~7.45 (3H,m,-苯环-H);7.45(H,d,-NH);3.44(2H,d,-NH2);2.05(3H,d,-CH)。
参考文献
[1] 张倩. 2-肼基-4-甲基苯并噻唑的合成[D]. 南京:南京理工大学,2004. DOI:10.7666/d.y624794.