一种5甲基四氮唑的合成方法.pdf

本发明涉及一种5-甲基四氮唑的合成方法，通过绿色催化合成，将原料配比为1:1～1：1.5的乙氰和叠氮化钠及一定量的催化剂加入高压釜，再加入溶剂，升温至60～180℃，保温反应1～48小时；然后冷却，排气，抽滤回收催化剂，回收过量的乙腈，再用质量浓度为10%的盐酸调残留液pH至1～2，析出粗产品，再抽滤，水洗，重结晶，干燥后得5-甲基四氮唑。本发明的优点在于：该合成方法工艺简单，安全易操作，反应过程中使用的催化剂可回收利用，进而使得生产成本低，且这种合成方法绿色环保，大大减少了废水排放，适用于工业生产；同时，通过该方法合成的产品，产品收率最高可达84%。

权利要求书
1.  一种5-甲基四氮唑的合成方法，其特征在于：通过绿色催化合成，将原料配比为1:1～1：1.5的乙氰和叠氮化钠及一定量的催化剂加入高压釜，再加入溶剂，升温至60～180℃，保温反应1～48小时；然后冷却至室温，排气，抽滤回收催化剂和回收过量的乙腈，最后用质量浓度为10%的盐酸调残留液PH至1～2，析出粗产品，再抽滤，水洗，重结晶，干燥后得5-甲基四氮唑，反应式为：
。

2.  根据权利要求1所述的5-甲基四氮唑的合成方法，其特征在于：所述催化剂为酸性活性白土或酸性离子交换树脂中的一种，且催化剂的加入量为叠氮化钠的5～50%。

3.  根据权利要求1所述的5-甲基四氮唑的合成方法，其特征在于：所述溶剂为DMF、DMSO、乙醇、甲醇、甲苯、苯或二甲苯中的一种。

说明书一种5-甲基四氮唑的合成方法
技术领域
本发明涉及有机合成技术领域，特别涉及一种5-甲基四氮唑的合成方法。
背景技术
5-甲基四氮唑用于新一代头孢菌类抗生素的合成，其中间体在合成抗真菌药物方面具有广泛的用途，在电子领域也有广泛的用途。目前，国内外生产厂家几乎都以DMF、DMSO等有机溶剂作为反应体系溶剂，在相转移催化剂的作用下，经过多次萃取、蒸馏、分离等复杂的工序制得5-甲基四氮唑盐，萃取、蒸馏、离心、精制、干燥制得5-甲基四氮唑精品。现有的制备5-甲基四氮唑盐的方法存在着工艺流程复杂、操作步骤繁多、操作过程中废气量大，有机溶剂损耗多，废水难生化，对操作人员的身体影响。
针对上述现象，中国专利号为201310320527.8提出了一种5-甲基四氮唑的水相合成方法，该方法包括以下步骤：⑴将叠氮化钠、乙腈、氯化锌及适量的去离子水投入常压反应设备中进行反应，反应结束后得到5-苯基四氮唑锌盐；⑵将步骤⑴中得到的5-苯基四氮唑锌盐中滴加30%氢氧化钠溶液，搅拌反应，反应结束后生成5-甲基四氮唑钠盐；⑶将步骤⑵中得到的5-甲基四氮唑钠盐中滴加盐酸，搅拌反应，完毕加入乙酸乙酯萃取，取油层，蒸馏、离心、干燥即得5-甲基四氮唑精品；⑷将步骤⑶中得到的5-甲基四氮唑精品经干燥处理后即得到5-甲基四氮唑成品。该方法降低了三废的产生量，减轻了污水处理压力，产品质量好的特点，但该方法合成的产品收率相对较低。
因此，研发一种工艺简单、绿色环保、生产成本低且产品收率高的5-苯基四氮唑的合成方法是非常有必要的。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种工艺简单、绿色环保、生产成本低且产品收率高的5-苯基四氮唑的合成方法。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种5-甲基四氮唑的合成方法，其创新点在于：通过绿色催化合成，将原料配比为1:1～1：1.5的乙氰和叠氮化钠及一定量的催化剂加入高压釜，再加入溶剂，升温至60～180℃，保温反应1～48小时；然后冷却至室温，排气，抽滤回收催化剂和回收过量的乙腈，最后用质量浓度为10%的盐酸调残留液PH至1～2，析出粗产品，再抽滤，水洗，重结晶，干燥后得5-甲基四氮唑，反应式为：

进一步地，所述催化剂为酸性活性白土或酸性离子交换树脂中的一种，且催化剂的加入量为叠氮化钠的5～50%。
进一步地，所述溶剂为DMF、DMSO、乙醇、甲醇、甲苯、苯或二甲苯中的一种。
本发明的优点在于：本发明5-甲基四氮唑的合成方法，工艺简单，安全易操作，反应过程中使用的催化剂可回收利用，进而使得生产成本低，且这种合成方法绿色环保，大大减少了废水排放，适用于工业生产；同时，通过该方法合成的产品，产品收率最高可达84%。
具体实施方式
下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
取乙氰300克，叠氮化钠65克及催化剂酸性活性白土20克，加入高压釜，升温至135℃，在此温度下反应10小时，然后冷却至室温，排气，抽滤回收催化剂和回收过量的乙腈，最后用质量浓度为10%的盐酸调残留液PH至1，析出粗产品，再抽滤，水洗，重结晶，干燥后得5-甲基四氮唑69克。
实施例2
取乙氰300克，叠氮化钠65克及实例1回收催化剂酸性活性白土，加入高压釜，升温至135℃，在此温度下反应10小时，然后冷却至室温，排气，抽滤回收催化剂和回收过量的乙腈，最后用质量浓度为10%的盐酸调残留液PH至1，析出粗产品，再抽滤，水洗，重结晶，干燥后得5-甲基四氮唑67克。
实施例3
取乙氰450克，叠氮化钠65克及催化剂酸性活性白土20克，加入三口烧瓶，加入溶剂DMF100ml，升温至85℃，在此温度下反应10小时，然后冷却至室温，排气，抽滤回收催化剂和回收过量的乙腈，最后用质量浓度为10%的盐酸调残留液PH至2，析出粗产品，再抽滤，水洗，重结晶，干燥后得5-甲基四氮唑54克。
下表是实施例1～3的5-甲基四氮唑的合成方法与传统合成方法合成产品收率的对比：
产品实施例1实施例2实施例3传统（水相合成法）收率82%80%84%58%
由上表可以看出，通过本发明5-甲基四氮唑的合成方法合成的产品，产品收率可达84%，而传统方法合成的产品收率最高只可达58%；此外，通过回收的催化剂用于5-甲基四氮唑的合成，产品的收率仍可达80%以上。
本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。