2-氨基-6-氯苯并噻唑的合成研究
杭艷
(江蘇省惠山中等專業(yè)學(xué)校，江蘇 無錫 214153)
[摘 要]苯并噻唑類化合物具有獨特的生理和生物活性，在農(nóng)藥、醫(yī)藥等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。苯并噻唑類化合物是制作熒光增白劑、熒光染料的重要原料，在高靈敏度顯色劑的合成中也具有重要的地位。由于該類化合物的廣泛應(yīng)用，其合成一直受到化學(xué)研究人員的關(guān)注。在多種合成 2-氨基-6-氯苯并噻唑的工藝路線中，選擇一條進行了研究。該路線是由 4-氯苯胺先與硫酸成鹽，再與硫氰酸銨進行加成反應(yīng)而得 4-氯苯基硫脲，然后用硫酰氯做關(guān)環(huán)劑合成 2-氨基-6-氯苯并噻唑。文章通過正交實驗法對實驗條件進行了探索，并討論了影響反應(yīng)收率的各種因素，找到了達到最高收率的反應(yīng)條件。實驗中得到的 4-氯苯基硫脲的平均收率為 80.7 %，由 4-氯苯基硫脲合成 2-氨基-6-氯苯并噻唑的平均收率為 82.2%，總平均收率為 66.3 %。
[關(guān)鍵詞]2-氨基-6-氯苯并噻唑；4-氯苯基硫脲；正交設(shè)計；合成
[中圖分類號]TQ [文獻標(biāo)識碼]A [文章編號]1007-1865(2011)09-0054-02
苯并噻唑類化合物具有抗植物病毒活性、殺蟲活性、廣泛的除草活性和抑制植物細胞分裂的特性而在農(nóng)業(yè)上有著廣泛應(yīng)用。如苯噻草胺[2]是植物細胞分裂增長的抑制劑，對雜草有一定的抑制作用，2-氨基-4-氯代苯并噻唑是農(nóng)藥的重要中間體。
1 實驗部分
1.1 儀器與試劑
1.1.1 主要儀器
JJ-1 精密增力電動攪拌機——常州國華電器有限公司；DW-2型調(diào)溫電熱器——江蘇通州教學(xué)儀器廠。
1.1.2 主要試劑
對氯苯胺(CP)、硫酸(工業(yè)純)、硫氰酸銨(CP)、硫酰氯(AR)、碳酸鈉(AR)。
1.2 實驗過程
1.2.1 反應(yīng)原理
用 4-氯苯胺先與硫酸成鹽，再與硫氰酸銨進行加成反應(yīng)得 4-氯苯基硫脲。
由 4-氯苯基硫脲合成 2-氨基-6-氯苯并噻唑，通過查閱相關(guān)文獻[1-2]，對比類似化合物的合成，可以知道其合成方法主要有硫酰氯法[3]、溴化銨法[3]氯氣法[3]等 3 種，文章選擇了硫酰氯做關(guān)環(huán)劑路線。
1.2.2 反應(yīng)步驟
1.2.2.1 4-氯苯基硫脲的合成
稱取 65 g 對氯苯胺，溶于 150 g 苯中，備用。
在裝有電動攪拌器、溫度計、球形冷凝管以及滴液漏斗的 250mL 四口燒瓶中加入濃硫酸，滴加對氯苯胺苯溶液，控制溫度。稱取硫氰酸銨，加入四口燒瓶中。升溫，控制反應(yīng)溫度，反應(yīng)一段時間。將上述溶液加適量熱水，抽濾。產(chǎn)品為淺黃色粉末狀固體，測得熔程為 178~180 ℃。
1.2.2.2 2-氨基-6-氯苯并噻唑的合成
在裝有攪拌器、溫度計、回流冷凝管和滴液漏斗的四口瓶中，加入計量的 4-氯苯基硫脲、碳酸鈉及一定量的氯苯，升溫，滴加硫酰氯，滴畢，保溫。趁熱過濾除去不溶物。濾液冷卻至 20 ℃，加入氫氧化鈉溶液，抽濾烘干得產(chǎn)品。測得熔程為 198~200 ℃。
1.3 結(jié)果與討論
1.3.1 4-氯苯基硫脲正交實驗選擇優(yōu)化條件
影響產(chǎn)物收率的因素主要有：對氯苯胺與硫酸的配比、對氯苯胺與硫氰酸銨的配比、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間等因素。文章以收率為指標(biāo)，正交實驗結(jié)果列于表 1。
由表 1 結(jié)果可確定最優(yōu)化條件為對氯苯胺、濃硫酸、硫氰酸銨的摩爾比為 1∶1.0∶1.2。反應(yīng)溫度為 75 ℃，反應(yīng)時間 12 h。
1.3.2 實驗結(jié)果
在上述最優(yōu)化條件下，其驗證實驗結(jié)果列于表 2。
表 2 的數(shù)據(jù)表明，5 批實驗平均收率達 80.7 %。
1.3.3 2-氨基-6-氯苯并噻唑正交實驗選擇優(yōu)化條件
影響產(chǎn)物收率的因素主要有：溶劑的種類、投料的配比、加熱溫度和反應(yīng)時間等因素。文章選擇氯苯做為溶劑，以收率為指標(biāo)，正交實驗結(jié)果列于表 3。
由表3結(jié)果可以看出，影響反應(yīng)的因素最主要因素是投料配比。
綜上，確定最優(yōu)化條件為 4-氯苯基硫脲、硫酰氯、碳酸鈉的摩爾比為 1∶1.6∶0.5 。反應(yīng)溫度為 70 ℃，反應(yīng)時間為 6 h。1.3.4 在上述最優(yōu)化條件下，其驗證實驗結(jié)果列于表 4。
表4 的數(shù)據(jù)表明，在最優(yōu)化條件下，5 批實驗平均收率達82.2 %。
2 結(jié)論
通過上述正交實驗結(jié)果的分析和比較，可以得出合成對氯苯胺的最優(yōu)化條件為對氯苯胺、濃硫酸、硫氰酸銨的摩爾比為1∶1.0∶1.2。在溫度為 75 ℃反應(yīng) 12 h。合成 2-氨基-6-氯苯并噻唑的最優(yōu)化條件為 4-氯苯基硫脲、硫酰氯、碳酸鈉的摩爾比為1∶1.6∶0.5。反應(yīng)溫度為 70 ℃，反應(yīng)時間為 6 h。經(jīng)改善后的合成工藝提高了產(chǎn)品收率，使產(chǎn)品的平均收率能達到 66.3 %。
參考文獻
[1] Rudolf F ， Lausanne S ． Process for the productionof2-amino2benzothiazoles[P]．US：4035379，1977-07-12．
[2] 刑曉東，方仁慈，薛兵．2-氨基-4-氯代苯并噻唑的合成[J]．農(nóng)藥，1997，36．
[3] Patil V H，Ingle D B．J India Chem Soc，1979，56：1243．
來源：中國化學(xué)試劑網(wǎng)
