中级有机化学预习实验报告
2-氨基-1,3,4-噻二唑(敌枯唑)的合成
[实验原理]
2-氨基-1,3,4-噻二唑通常采用甲酸作原料,以盐酸作催化剂一步法合成 [反应式]
SNH2NHCNH2 + HCOOHSNH2CNHNHCHOHClNSNNH2HClNaOHNSNNH2
[试剂]
硫代氨基脲2.3g(0.052mol),甲酸1.4g,浓盐酸2.5mL,氢氧化钠溶液(572g/L) [实验步骤]
1.向50mL三口圆底烧瓶中加入2.3克(0.025mol)氨基硫脲、1.4克(0.03 mol)甲酸及2.5 mL(0.052mol)36%浓盐酸(质量分数),摇匀加沸石。
2.安装回流装置及尾气接收装置,NaOH水溶液吸收盐酸尾气及温度计。接通冷凝水,在电热套上缓慢加热至80℃,搅拌反应2h。继续升温至反应物沸腾回流,反应3 h 后,观察现象变化。 3.反应液冷至室温,用14.3mL(572g/L) NaOH水溶液调节至pH到9-10,冰水冷却结晶。抽滤得初产物。
4.用10-15 mL水对初产品进行重结晶(包括热过滤和冷却结晶)。最后得到白色晶体。红外灯烘干。计算产率。
5.用显微熔点仪测量所得晶体熔点,判断晶体纯度。文献值:190-192 oC
6.所得样品做红外光谱测试,核磁共振谱测试。(文献值:IR:3315.41; 3295.90; 3098.90; 1615.93; 1504.76; 1336.12; 684.45 .13C NMR:142.489;168.132) [思考题]
该反应的成环机理是怎样的? 成环机理:
SNH2CNHNHCHOHHNN-COHCH2NSH-H2OH+NSNNH2HCl
[拓展]
目前,2-氨基-1,3,4-噻二唑通常采用甲酸作原料,以盐酸作催化剂一步法合成(乐长高,丁健桦,杨思金.5-烷基-2-氨基-1,3,4-噻二唑的合成及应用[J].化学世界,2002,7:366-368),这种合成方法简单易行,但甲酸通常为液态水溶液,酸性、腐蚀性很强,又有难闻的刺激气味,在工业生产过程中不便运输保存,并且生产废料不利于回收利用.06年郑浩,董慧民等人在河南师范大学学报上发表了一篇关于2-氨基-1,3,4-噻二唑合成新方法。文中首次改用常态下为固态、便于运输保存且廉价易得的草酸为原料,在盐酸催化下,与硫代氨基脲缩合、环化,“一锅煮”制得标题产物.产物经高效液相色谱验证纯度,并通过IR, 13C NMR和高分辨MS等手段进行了表征. 与甲酸相比,草酸价格更便宜,这种方法不仅降低了生产成本,而且易于工业化生产. 具体合成线路为:
在50 mL圆底烧瓶中,加入5.0g (0.055 mmol)硫代氨基脲,4.02 g (0.044 mmol)草酸,15 mL 36%的浓盐酸,磁力搅拌加热回流3.5 h,冷却至室温后,先用40%氢氧化钠中和至pH 5~6,再用5%氢氧化钠调
中级有机化学预习实验报告
节pH 8~9,然后用冰水冷却20 min,抽滤,干燥得粗产品.用25 mL水加热溶解,趁热滤去不溶物后,自然冷却,放入冰箱,2 d后取出,可得橙黄色针状晶体颗粒,过滤干燥,得目标产物. 目标产物为橙黄色针状颗粒,mp189~191℃
最佳配比为n(草酸)∶n(硫代氨基脲)=1∶0.8,最佳回流时间为3.5 h