四氮唑乙酸的合成

样品号
1 2 3
第1次 125～ 128 125～ 129 124～ 126
熔点 ℃ 第2次 126～ 129 127～ 130 122～ 125
文献值[3 ] 127～ 129
对所得产物进行红外光谱分析, 四氮唑乙酸 的结构为:
其中四氮唑的 CH 伸缩吸收带 出 现 在 3 150 cm - 1, C N 在 1 665～ 1 430 cm - 1之间出 现几个吸收带。固体时单体酸中的 CH 在中心 为 3 000 cm - 1 附近有一宽吸收峰。 C CH 与 O H 面外变形偶合, 通常位于 1 440～ 1 400 cm - 1 和 1 290～ 1 230 cm - 1, 前者较强, 且易于强 谱峰重叠, 后者较弱。CH 2 面外摇摆振动位于 1 345～ 1 180 cm - 1 出现一特征峰组, CH 面外 变形于 955～ 915 cm - 1 有一特征宽谱带, 以此确 定 COO H 基 团 的 存 在。 由 于 本 产 物 中 与
四氮唑乙酸的合成
解从霞1, 于世涛2, 刘福胜2
(1. 青岛科技大学 化学与分子工程学院, 山东 青岛 266042; 2. 青岛科技大学 化工学院, 山东 青岛 266042)
摘 要: 以甘氨酸、叠氮化钠及原甲酸三乙酯等为主要原料, 合成了四氮唑乙酸, 对其合 成工艺条件进行了研究。 得到较佳的工艺条件为, n (甘氨酸) ∶n (叠氮化钠) ∶n (原甲酸 三乙酯) = 1. 25∶1. 2∶1, 反应温度 60 ℃, 反应时间 2. 5 h。 在上述条件下, 产品收率达 64 % , 纯度达 98 % 以上。 通过 FT 2IR 及1H 2NM R 确定了其结构。 关键词: 四氮唑乙酸; 甘氨酸; 叠氮化钠; 原甲酸三乙酯 中图分类号: O 621 文献标识码: A
反应温度及投料比等因素对反应结果的影响, 确 定了合成四氮唑乙酸较为合适的工艺条件。
1 实验部分
1. 1 试剂与仪器 甘 氨 酸 (C2H 5NO 2, A R ) ; 叠 氮 化 钠 (N aN 3,
A R ) ; 原 甲 酸 三 乙 酯 ( C7H 16 O 3, CP ) ; 乙 酸 ( CH 3COO H , A R ) ; 乙 酸 乙 酯 ( CH 3COO C2H 5, A R ) ; 乙 醇 (C2H 5O H , A R ) ; 异 丙 醇 (C3H 7O H , AR )。
Abstract: T et razo leacet ic acid w a s syn thesized from g lycine, sod ium azide and ethy l o r2 tho 2fo rm a te. T he op t im um react ing cond it ion s w ere react ion tem p era tu re 60 ℃, n ( g lycine) ∶n ( sod ium azide) ∶n (ethy l o rtho 2fo rm a te ) = 1. 25∶1. 2∶1, react ion t im e
将一定投料比的甘氨酸、叠氮化钠和乙酸加
入到 250 mL 三口烧瓶中, 搅拌, 水浴加热至 80 ℃, 使固体完全溶解为无色透明液体; 降低反应温
度至 60 ℃, 加入原甲酸三乙酯, 反应物颜色从无
色逐渐变为浅棕色且透明, 液体粘度有所增加, 待
反应完毕后所得液体为浅棕色。 将反应所得液体
倒入烧杯中, 用盐酸进行酸化, 迅速产生白色沉
由表 1 可以看出, 当反应时间不足 2. 5 h 时, 反应物未能完全反应, 故产率较低。 增加反应时 间, 可提高产率。 但当反应时间增加到 2. 5 h 后, 产物的产率就会随时间的增加而降低。因此, 最佳 反应时间为 2. 5 h。
2. 2 反应温度对产物产率的影响 反应温度对产率的影响见表 2。
N
3
N
a+
COO H 2CH 2-
N=
CH -
N
3
N
a+
+
C 2H 5O -
COO H 2CH 2 -
N=
CH -
N
3
N
a+
ห้องสมุดไป่ตู้
+
C 2H 5O -
HOO C 2CH 2- T e+ N aC l+ C2H 5O H
2 结果与讨论
2. 1 反应时间对产物产率的影响 表 1 为反应时间对产物产率影响的实验结
N ico let510p 型红外光谱仪; A c280 NM R 型 核磁共振波谱仪。
收稿日期: 2003205215 作者简介: 解从霞 (1963～ ) , 女, 硕士, 副教授
第 4 期 解从霞等: 四氮唑乙酸的合成 30 5
1. 2 四氮唑乙酸的合成
结晶难 易程度
易 易 难 不 易 易 难
产率 %
60. 3 64 23
30. 3 40. 6 18. 4
反应条件: 甘氨酸 0. 1 m o l, 乙酸 12. 5 m l, 80 ℃, 2. 5 h。
从表 3 可见, 增加甘氨酸的量有助于提高产物 产率, 但不易过多; 对于叠氮化钠与原甲酸三乙酯的 用量, 增加或减少均不利于提高产物的收率, 由此可 确定该反应最佳投料比为: n (甘氨酸) ∶n (叠氮化 钠) ∶n (原甲酸三乙酯) = 1. 25∶1. 2∶1。 2. 4 反应物投料方式对反应的影响
果。
表 1 反应时间对收率的影响 T ab le 1 T he effect of reaction tim e on the yield
反应时间 h 1
1. 5
2
2. 5
3
4
收率 % 18. 2 23. 1 40 47. 8 41. 7 32. 2
反应条件: n (甘氨酸) ∶n (叠氮化钠) ∶n (原甲酸三乙酯) = 1∶1. 2∶1, 甘氨酸 0. 1 m o l, 乙酸 12. 5 mL , 80 ℃。
四氮唑乙酸类化合物具有抗菌、消炎以及植 物生长调节等作用。 四氮唑乙酸是生产青霉素和 头孢菌素的重要中间体, 其合成方法有三种: (1) 在三乙胺催化下由四氮唑与溴乙酸乙酯缩合再水 解而得; (2) 将叠氮化钠与异氰基乙酸乙酯环合、 水解制备; (3) 将叠氮乙酸乙酯与氰甲基乙酸乙酯 环合、水解、脱羧制得。 在上述的合成方法中, (1) 中的原料四氮唑不容易得到; (2) 中的原料异氰基 乙酸乙酯较难得到且不稳定; (3) 中的原料叠氮乙 酸乙酯与氰甲基乙酸乙酯不容易得到。 作者采用 由叠氮化钠、原甲酸三乙酯和甘氨酸环合的合成 路线[1, 2]制得四氮唑乙酸。 详细考察了反应时间、
Syn thes is of Tetrazoleacetic Ac id
X IE Cong-x ia1, Y U Sh i- tao2, L IU Fu- sheng2
( 1. Co llege of Chem istry and M o lecu lar Eng ineering; Q ingdao U n iversity of Science and T echno logy, Q ingdao 266042, Ch ina ; 2. Co llege of Chem ical Eng ineering, Q ingdao U n iversity of Science and T echno logy, Q ingdao 266042, Ch ina)
表 2 反应温度对产率的影响 T ab le 2 T he effect of reaction tem peratu re on the yield
反应温度 ℃ 收率 %
55 54. 8
60 60. 3
65 56. 3
70 50. 1
80 47. 8
反应条件∶n (甘氨酸) ∶n (叠氮化钠) ∶n (原甲酸三乙酯) = 1∶1. 2∶1, 2. 5 h, 甘氨酸 0. 1 m o l, 乙酸 12. 5 mL。
通过测定产品的熔点、FT 2IR 及1H 2NM R 确 定产品的结构, 利用化学分析的方法测定产品的 纯度。利用 b 型管熔点仪测定产品熔点, 结果见表 4。 通过熔点测试, 可知产物熔点与四氮唑乙酸的 熔点[3 ]基本吻合。
表 4 产品的熔点 T ab le 4 T he m elting po in t of the p roducts
黄色四氮唑乙酸晶体析出。 将此晶体用异丙醇再
结晶, 就可得到白色四氮唑乙酸晶体。
1. 3 四氮唑乙酸的反应过程
CH (O C2H 5) 3+ HOO C2CH 2- N H 2
COO H 2CH 2- N = CH 2O C2H 5+ 2C2H 5O H
COO H 2CH 2-
N=
CH
2O C2H
5+
第 24 卷 第 4 期 2003 年 8 月
青岛科技大学学报 Jou rna l of Q ingdao U n iversity of Science and T echno logy
文章编号: 1001- 4764 (2003) 01- 0304- 03
V o l. 24 N o. 4 A ug. 2003
淀; 过滤, 再用少量乙醇洗涤滤渣, 滤渣变为胶状;
合并滤液和洗液后, 于 50 ℃水浴中进行减压蒸
馏, 残留物为棕色粘稠液, 在 50 ℃时, 将其用乙酸
乙酯提取, 提取液为淡黄色混浊液, 待残留物变为
棕色胶状物, 说明提取完全; 合并提取液, 蒸去乙
酸乙酯, 将残留液倒入烧杯中, 静置、冷却, 即有浅
方式 1[1]: 将甘氨酸、叠氮化钠、原甲酸三乙 酯和乙酸同时加入三口烧瓶中加热到 80 ℃, 搅拌 2 h。此方法反应时间短, 操作简单, 但反应完毕后 溶液颜色较深, 出现局部碳化, 液体粘度较大, 导 致产物的外观颜色较深, 且产率仅达到 40 %。