本發(fā)明涉及百草枯催吐劑合成領(lǐng)域，特別涉及一種N-異丙基-1H-1,2,4-三氮唑-3,5-二胺的制備方法。
背景技術(shù)：
百草枯催吐劑又稱三氮唑嘧啶酮(IUPAC)簡稱PP796、催吐劑、三唑嘧啶酮、敵草快/滅多威催吐劑等，化學(xué)名稱為：2-氨基-6甲基-4-正丙基-4,5-二氫-[1,2,4]三氮唑-[1,5]并嘧啶-5-酮，為白色晶狀固體，分子式為：C9H13N5O，分子量207.2，CAS NO:27277-00-5，溶于二甲基甲酰胺、二氯甲烷、甲醇稍溶于乙酸乙酯、二氯乙烷、甲苯不溶于石油醚，水中溶解度2g/l，氯仿83g/l，乙醇6g/l，DMSO13g/l，強(qiáng)堿性條件下不穩(wěn)定。是重要的有機(jī)合成和醫(yī)藥中間體，可合成許多衍生產(chǎn)品，也是重要的醫(yī)用和獸用活性催吐劑成份。
N-異丙基-1H-1,2,4-三氮唑-3,5-二胺為合成百草枯催吐劑三氮唑嘧啶酮的關(guān)鍵原料，目前是以5-氨基-3-巰基-1,2,4三氮唑和碘丙烷為原料，進(jìn)行甲基化反應(yīng)得到產(chǎn)品，次工藝所用原料比較昂貴，成本高，且會(huì)產(chǎn)生大量含碘廢水，很難處理，工業(yè)化放大受到限制。
基于此，提供一種新的N-異丙基-1H-1,2,4-三氮唑-3,5-二胺合成方法，降低成本的同時(shí)減少污染，就顯得尤為必要。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種N-異丙基-1H-1,2,4-三氮唑-3,5-二胺的制備方法。制備方法操作簡單、產(chǎn)物純度高，所得產(chǎn)物純度可高達(dá)99％以上，具有很好的市場前景和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：
一種N-異丙基-1H-1,2,4-三氮唑-3,5-二胺的制備方法，以氰氨基二硫化碳酸二甲酯、正丙胺以及水合肼為原料，以醇作為溶劑，在20-25℃和回流條件下,分兩步反應(yīng)合成收率為≥93％，含量(HPLC)≥99％的N-異丙基-1H-1,2,4-三氮唑-3,5-二胺產(chǎn)品。其具體的化學(xué)方程式為：
進(jìn)一步的，本發(fā)明所述的氰氨基二硫化碳酸二甲酯與正丙胺的摩爾比為0.9～0.93:1。其中，氰氨基二硫化碳酸二甲酯與正丙胺的比例過低，則原料反應(yīng)不完全造成原料的浪費(fèi)，比例過高，導(dǎo)則致雜質(zhì)產(chǎn)生最終產(chǎn)物純度降低。
進(jìn)一步的，本發(fā)明N-異丙基-1H-1,2,4-三氮唑-3,5-二胺制備方法具體包括以下步驟：
7)在氮?dú)鈼l件下，將氰氨基二硫化碳酸二甲酯利用溶劑均勻溶解；
8)在20-25℃(低于20℃，反應(yīng)緩慢，反應(yīng)時(shí)間延長，高于25℃，反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生雜質(zhì))下，緩慢滴加正丙胺，滴加完畢后攪拌均勻；
9)在20-25℃保溫反應(yīng)半小時(shí)低于20℃，反應(yīng)緩慢，反應(yīng)時(shí)間延長，高于25℃，反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生雜質(zhì))，然后升溫至回流；
10)在回流狀態(tài)下，緩慢滴加水合肼，在2-3小時(shí)內(nèi)滴加完畢；其中，wt：80％-85％水合肼，為氰氨基二硫化碳酸二甲酯用量的wt：1.02-1.05倍)
11)在回流狀態(tài)下20-25℃保溫反應(yīng)2-3小時(shí)，低于20℃，反應(yīng)緩慢，原料反應(yīng)不完全，高于25℃，反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生雜質(zhì)，然后減壓蒸餾出80％醇溶劑。
12)然后剩余物冷卻至5-10℃，過濾，濾液收集后回用，濾餅用水洗滌，干燥后得到目標(biāo)化合物。
進(jìn)一步，步驟(1)中所述的溶劑選自異丙醇或甲醇中任一種。
進(jìn)一步，步驟(4)中，所述水合肼溶液濃度為80wt％。
進(jìn)一步的，所得產(chǎn)物純度≥99％。
相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為：
本發(fā)明所提供的制備N-異丙基-1H-1,2,4-三氮唑-3,5-二胺的方法，所得產(chǎn)品收率高，純度高，成本低，所得產(chǎn)物純度可高達(dá)99％以上，具有很好的市場前景和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。適用于工業(yè)化放大生產(chǎn)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施方式對本發(fā)明技術(shù)方案做進(jìn)一步詳細(xì)描述：
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明，以下所述，僅是對本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明做其他形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更為同等變化的等效實(shí)施例。凡是未脫離本發(fā)明方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以下實(shí)施例所做的任何簡單修改或等同變化，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
一種N-異丙基-1H-1,2,4-三氮唑-3,5-二胺的制備方法，以氰氨基二硫化碳酸二甲酯、正丙胺以及水合肼為原料，以醇作為溶劑，在20-25℃和回流條件下,分兩步反應(yīng)合成收率為≥93％，含量(HPLC)≥99％的N-異丙基-1H-1,2,4-三氮唑-3,5-二胺產(chǎn)品。其具體的化學(xué)方程式為：
進(jìn)一步的，本發(fā)明所述的氰氨基二硫化碳酸二甲酯與正丙胺的摩爾比為0.9～0.93:1。其中，氰氨基二硫化碳酸二甲酯與正丙胺的比例過低，則原料反應(yīng)不完全造成原料的浪費(fèi)，比例過高，導(dǎo)則致雜質(zhì)產(chǎn)生最終產(chǎn)物純度降低。
進(jìn)一步的，本發(fā)明N-異丙基-1H-1,2,4-三氮唑-3,5-二胺制備方法具體包括以下步驟：
13)在氮?dú)鈼l件下，將氰氨基二硫化碳酸二甲酯利用溶劑均勻溶解；
14)在20-25℃(低于20℃，反應(yīng)緩慢，反應(yīng)時(shí)間延長，高于25℃，反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生雜質(zhì))下，緩慢滴加正丙胺，滴加完畢后攪拌均勻；
15)在20-25℃保溫反應(yīng)半小時(shí)低于20℃，反應(yīng)緩慢，反應(yīng)時(shí)間延長，高于25℃，反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生雜質(zhì))，然后升溫至回流；
16)在回流狀態(tài)下，緩慢滴加水合肼，在2-3小時(shí)內(nèi)滴加完畢；其中，wt：80％-85％水合肼，為氰氨基二硫化碳酸二甲酯用量的wt：1.02-1.05倍)
17)在回流狀態(tài)下20-25℃保溫反應(yīng)2-3小時(shí)，低于20℃，反應(yīng)緩慢，原料反應(yīng)不完全，高于25℃，反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生雜質(zhì)，然后減壓蒸餾出80％醇溶劑。
18)然后剩余物冷卻至5-10℃，過濾，濾液收集后回用，濾餅用水洗滌，干燥后得到目標(biāo)化合物。
進(jìn)一步，步驟(1)中所述的溶劑選自異丙醇或甲醇中任一種。
進(jìn)一步，步驟(4)中，所述水合肼溶液濃度為80wt％。
進(jìn)一步的，所得產(chǎn)物純度≥99％。
實(shí)施例1
反應(yīng)器進(jìn)行氮?dú)庵脫Q后，加入6Kg異丙醇，1.2Kg氰氨基二硫化碳酸二甲酯，攪拌溶解后，自然升至室溫，在25℃攪拌下，然后緩慢升滴加538g正丙胺，滴加時(shí)間保持在1.5小時(shí)，然后在此溫度下保溫反應(yīng)半小時(shí)后，升溫至83℃至回流，然后滴加1.224Kg的水合肼(wt：80％)，滴加時(shí)間保持在2小時(shí)，然后反應(yīng)液降溫至35℃，減壓蒸餾出4.8Kg異丙醇，剩余物冷卻至10℃，過濾,濾餅用水洗滌，干燥后得到類白色固體1.075Kg，即為N-異丙基-1H-1,2,4-三氮唑-3,5-二胺，經(jīng)液相色譜儀檢測，液相含量為99.2％。
實(shí)施例2
反應(yīng)器進(jìn)行氮?dú)庵脫Q后，加入3Kg異丙醇，0.61Kg氰氨基二硫化碳酸二甲酯，攪拌溶解后，自然升至室溫，在21℃攪拌下，然后緩慢升滴加268g正丙胺，滴加時(shí)間保持在2小時(shí)，然后在此溫度下保溫反應(yīng)半小時(shí)后，升溫至83℃至回流，然后滴加0.612Kg的水合肼(wt：83％)，滴加時(shí)間保持在2.5小時(shí)，然后反應(yīng)液降溫至30℃，減壓蒸餾出2.4Kg異丙醇，剩余物冷卻至10℃，過濾,濾餅用水洗滌，干燥后得到類白色固體0.54Kg，即為N-異丙基-1H-1,2,4-三氮唑-3,5-二胺，經(jīng)液相色譜儀檢測，液相含量為99.1％。
實(shí)施例3
反應(yīng)器進(jìn)行氮?dú)庵脫Q后，加入6.4Kg異丙醇，1.21Kg氰氨基二硫化碳酸二甲酯，攪拌溶解后，自然升至室溫，在20℃攪拌下，然后緩慢升滴加539g正丙胺，滴加時(shí)間保持在1.8小時(shí)，然后在此溫度下保溫反應(yīng)半小時(shí)后，升溫至83℃至回流，然后滴加1.3Kg的水合肼(wt：85％)，滴加時(shí)間保持在3小時(shí)，然后反應(yīng)液降溫至38℃，減壓蒸餾出4Kg異丙醇，剩余物冷卻至5℃，過濾,濾餅用水洗滌，干燥后得到類白色固體0.98Kg，即為N-異丙基-1H-1,2,4-三氮唑-3,5-二胺，經(jīng)液相色譜儀檢測，液相含量為99.5％。
實(shí)施例4
反應(yīng)器進(jìn)行氮?dú)庵脫Q后，加入2Kg甲醇，0.41Kg氰氨基二硫化碳酸二甲酯，攪拌溶解后，自然升至室溫，在24℃攪拌下，然后緩慢升滴加180g正丙胺，滴加時(shí)間保持在2小時(shí)，然后在此溫度下保溫反應(yīng)半小時(shí)后，升溫至65℃至回流，然后滴加0.4Kg的水合肼(wt：80％)，滴加時(shí)間保持在3小時(shí)，然后反應(yīng)液降溫至38℃，減壓蒸餾出1.6Kg甲醇，剩余物冷卻至3℃，過濾,濾餅用水洗滌，干燥后得到類白色固體358g，即為N-異丙基-1H-1,2,4-三氮唑-3,5-二胺，經(jīng)液相色譜儀檢測，液相含量為99.8％。
實(shí)施例5
反應(yīng)器進(jìn)行氮?dú)庵脫Q后，加入2Kg甲醇，0.41Kg氰氨基二硫化碳酸二甲酯，攪拌溶解后，自然升至室溫，在14℃攪拌下，然后緩慢升滴加180g正丙胺，滴加時(shí)間保持在2小時(shí)，然后在此溫度下保溫反應(yīng)半小時(shí)后，升溫至65℃至回流，然后滴加0.4Kg的水合肼(wt：80％)，滴加時(shí)間保持在3小時(shí)，然后反應(yīng)液降溫至38℃，減壓蒸餾出1.6Kg甲醇，剩余物冷卻至3℃，過濾,濾餅用水洗滌，干燥后得到類白色固體280g，即為N-異丙基-1H-1,2,4-三氮唑-3,5-二胺，經(jīng)液相色譜儀檢測，液相含量為98.2％。
實(shí)施例6
反應(yīng)器進(jìn)行氮?dú)庵脫Q后，加入2Kg甲醇，0.41Kg氰氨基二硫化碳酸二甲酯，攪拌溶解后，自然升至室溫，在35℃攪拌下，然后緩慢升滴加180g正丙胺，滴加時(shí)間保持在2小時(shí)，然后在此溫度下保溫反應(yīng)半小時(shí)后，升溫至65℃至回流，然后滴加0.4Kg的水合肼(wt：80％)，滴加時(shí)間保持在3小時(shí)，然后反應(yīng)液降溫至38℃，減壓蒸餾出1.6Kg甲醇，剩余物冷卻至3℃，過濾,濾餅用水洗滌，干燥后得到類白色固體300g，即為N-異丙基-1H-1,2,4-三氮唑-3,5-二胺，經(jīng)液相色譜儀檢測，液相含量為97.8％。
從上述實(shí)施例可以看出在反應(yīng)溫度20-25℃范圍內(nèi)，產(chǎn)物純度均維持在99％以上，甚至可以高達(dá)99.8％(見實(shí)施例4)，而溫度過高(實(shí)施例6)或過低(實(shí)施例5)均不能達(dá)到如此高的純度，且造成原料的浪費(fèi)。
以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動(dòng)想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書所限定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。