介紹
2-氨基-5-硝基噻唑含有硫、氮、氧三種活性元素的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，外表呈現(xiàn)出黃色的晶體狀，是重要的合成中間體，在染料和醫(yī)藥合成等領(lǐng)域有較廣泛的應(yīng)用。2-氨基-5-硝基噻唑在合成過(guò)程中，通常由原料出發(fā)先得到中間體2-氨基噻唑（重要的醫(yī)藥中間體），再通過(guò)硝化得到目標(biāo)產(chǎn)物。據(jù)報(bào)道，合成2-氨基噻唑主要由氯乙醛、三聚氯乙醛、醋酸乙烯酯或乙烯基乙醚作為起始原料[1]。
圖一 2-氨基-5-硝基噻唑
應(yīng)用
2?氨基?5?硝基噻唑是染料、醫(yī)藥和農(nóng)藥中重要的合成中間體，由于它的殺菌作用，還可以用作家禽養(yǎng)殖的殺菌、消毒劑。
毒性
2?氨基?5?硝基噻唑含有硝基這一基因毒性雜質(zhì)警示結(jié)構(gòu)，具有潛在的基因毒性[2]。
合成
目前，2?氨基?5?硝基噻唑在合成過(guò)程中，通常由原料出發(fā)先合成得到中間體2?氨基噻唑，再通過(guò)硝化得到目標(biāo)產(chǎn)物。其中，合成2?氨基噻唑的起始原料主要有氯乙醛、三聚氯乙醛、醋酸乙烯酯或乙烯基乙醚。硝化步驟可以大致分為兩大類，一類為混酸直接硝化法；另一類為硝胺重排法。但是上述方法收率均不高，且所用原料不易得，原料成本較高。
2-氨基-5-硝基噻唑的合成分為3個(gè)工藝，前二個(gè)工藝為2-氨基-5-硝基噻唑合成單體的制備，第三個(gè)則為2-氨基-5-硝基噻唑的合成。個(gè)步驟即為生成主要單體2-氨基噻唑的步驟，由醋酸乙烯酯、氯氣和硫脲反應(yīng)制得；第二步為第二個(gè)重要單體硝胺的合成；第三步則為前兩步的生成物合成目標(biāo)產(chǎn)物2-氨基-5-硝基噻唑[3]。合成具體路線如圖二所示。
圖二 2-氨基-5-硝基噻唑的合成路線
2-氨基噻唑合成工藝
在裝有通氯管的250 mL四頸瓶中加入0.5 mol C4H6O2，105 g 去離子水，控制溫度在15～20℃通入氯氣。反應(yīng)1.5～2 h后，氯化完畢，在室溫下加入0.5 mol CS(NH2)2后，緩慢升溫至50℃，保持溫度在50～55℃攪拌反應(yīng)2 h。然后減壓（651.7kPa，溫度<80℃）蒸去低沸點(diǎn)物質(zhì)，即得到2-氨基噻唑鹽酸鹽濃縮液。取少量濃縮液，用堿液中和，處理得到的游離胺固體。
硝胺合成工藝
將上述濃縮產(chǎn)物溶于100 g水中，在<20℃滴加75%硝酸46.2 g。滴加完畢后冷卻至10℃以下結(jié)晶，60 min后于<10℃下過(guò)濾，用少許冰水洗滌濾餅2次，即得78.5 g硝胺濕濾餅，水含量5.3%，備用。濾餅干燥后，得到類白色細(xì)晶狀固體，m.p.146～147℃。
硝化工藝
控制溫度<30℃，將上述78.5 g硝胺濾餅分批投入濃硫酸中，加完后，在30℃左右反應(yīng)4 h。將反應(yīng)液滴加到400 g冰水中，滴加過(guò)程中反應(yīng)液溫度<35℃，加入活性炭少許，35℃攪拌1 h后過(guò)濾，少量水洗滌濾餅。濾液于30℃下用30%氫氧化鈉溶液調(diào)至pH為3.0，再用20%工業(yè)氨水調(diào)到中和點(diǎn)，過(guò)濾，用適量水洗滌2次，干燥后得62.6 g黃色粉末狀2-氨基-5-硝基噻唑固體產(chǎn)物，環(huán)合、硝化2步連乘總收率84.1%（以醋酸乙烯酯計(jì)）。HPLC條件：Waters uBondpak C18柱，（3.9×300 mm,10μm），流動(dòng)相為甲醇。產(chǎn)物純度97.5%，水分<0.5%，硫酸鹽<1.0%。產(chǎn)品在氯仿溶液中溶解度相當(dāng)小，因此出峰相當(dāng)弱。
用醋酸乙烯酯為起始原料，通過(guò)氯化、水解、環(huán)合及硝化工業(yè)得到目標(biāo)產(chǎn)物2-氨基-5-硝基噻唑，收率由74%提高至84%，該法工藝簡(jiǎn)單，收率高，成本低，具有工業(yè)化前景。
參考文獻(xiàn)
[1]姜冉,吳曉進(jìn),潘鴻. 一種合成2-氨基-5-硝基噻唑的方法[P]. 江蘇?。篊N111454231B,2022-02-15.
[2]苗得足,胡清文,趙征,尹詩(shī),楊書(shū)華,劉德杰,王向華. 檢測(cè)硝唑尼特中2-氨基-5-硝基噻唑基因毒性雜質(zhì)的方法[P]. 山東省：CN112986449A,2021-06-18.
[3]呂星鑫,呂耀宏.2-氨基-5-硝基噻唑的高收率合成工藝[J].精細(xì)化工中間體,2012,42(05):29-31.