2-氨基-6-氯苯并噻唑的合成研究
杭艳
(江苏省惠山中等专业学校，江苏 无锡 214153)
[摘 要]苯并噻唑类化合物具有独特的生理和生物活性，在农药、医药等领域有着广泛的应用。苯并噻唑类化合物是制作荧光增白剂、荧光染料的重要原料，在高灵敏度显色剂的合成中也具有重要的地位。由于该类化合物的广泛应用，其合成一直受到化学研究人员的关注。在多种合成 2-氨基-6-氯苯并噻唑的工艺路线中，选择一条进行了研究。该路线是由 4-氯苯胺先与硫酸成盐，再与硫氰酸铵进行加成反应而得 4-氯苯基硫脲，然后用硫酰氯做关环剂合成 2-氨基-6-氯苯并噻唑。文章通过正交实验法对实验条件进行了探索，并讨论了影响反应收率的各种因素，找到了达到最高收率的反应条件。实验中得到的 4-氯苯基硫脲的平均收率为 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为 82.2%，总平均收率为 66.3 %。
[关键词]2-氨基-6-氯苯并噻唑；4-氯苯基硫脲；正交设计；合成
[中图分类号]TQ [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2011)09-0054-02
苯并噻唑类化合物具有抗植物病毒活性、杀虫活性、广泛的除草活性和抑制植物细胞分裂的特性而在农业上有着广泛应用。如苯噻草胺[2]是植物细胞分裂增长的抑制剂，对杂草有一定的抑制作用，2-氨基-4-氯代苯并噻唑是农药的重要中间体。
1 实验部分
1.1 仪器与试剂
1.1.1 主要仪器
JJ-1 精密增力电动搅拌机——常州国华电器有限公司；DW-2型调温电热器——江苏通州教学仪器厂。
1.1.2 主要试剂
对氯苯胺(CP)、硫酸(工业纯)、硫氰酸铵(CP)、硫酰氯(AR)、碳酸钠(AR)。
1.2 实验过程
1.2.1 反应原理
用 4-氯苯胺先与硫酸成盐，再与硫氰酸铵进行加成反应得 4-氯苯基硫脲。
由 4-氯苯基硫脲合成 2-氨基-6-氯苯并噻唑，通过查阅相关文献[1-2]，对比类似化合物的合成，可以知道其合成方法主要有硫酰氯法[3]、溴化铵法[3]氯气法[3]等 3 种，文章选择了硫酰氯做关环剂路线。
1.2.2 反应步骤
1.2.2.1 4-氯苯基硫脲的合成
称取 65 g 对氯苯胺，溶于 150 g 苯中，备用。
在装有电动搅拌器、温度计、球形冷凝管以及滴液漏斗的 250mL 四口烧瓶中加入浓硫酸，滴加对氯苯胺苯溶液，控制温度。称取硫氰酸铵，加入四口烧瓶中。升温，控制反应温度，反应一段时间。将上述溶液加适量热水，抽滤。产品为浅黄色粉末状固体，测得熔程为 178~180 ℃。
1.2.2.2 2-氨基-6-氯苯并噻唑的合成
在装有搅拌器、温度计、回流冷凝管和滴液漏斗的四口瓶中，加入计量的 4-氯苯基硫脲、碳酸钠及一定量的氯苯，升温，滴加硫酰氯，滴毕，保温。趁热过滤除去不溶物。滤液冷却至 20 ℃，加入氢氧化钠溶液，抽滤烘干得产品。测得熔程为 198~200 ℃。
1.3 结果与讨论
1.3.1 4-氯苯基硫脲正交实验选择优化条件
影响产物收率的因素主要有：对氯苯胺与硫酸的配比、对氯苯胺与硫氰酸铵的配比、反应温度、反应时间等因素。文章以收率为指标，正交实验结果列于表 1。
由表 1 结果可确定最优化条件为对氯苯胺、浓硫酸、硫氰酸铵的摩尔比为 1∶1.0∶1.2。反应温度为 75 ℃，反应时间 12 h。
1.3.2 实验结果
在上述最优化条件下，其验证实验结果列于表 2。
表 2 的数据表明，5 批实验平均收率达 80.7 %。
1.3.3 2-氨基-6-氯苯并噻唑正交实验选择优化条件
影响产物收率的因素主要有：溶剂的种类、投料的配比、加热温度和反应时间等因素。文章选择氯苯做为溶剂，以收率为指标，正交实验结果列于表 3。
由表3结果可以看出，影响反应的因素最主要因素是投料配比。
综上，确定最优化条件为 4-氯苯基硫脲、硫酰氯、碳酸钠的摩尔比为 1∶1.6∶0.5 。反应温度为 70 ℃，反应时间为 6 h。1.3.4 在上述最优化条件下，其验证实验结果列于表 4。
表4 的数据表明，在最优化条件下，5 批实验平均收率达82.2 %。
2 结论
通过上述正交实验结果的分析和比较，可以得出合成对氯苯胺的最优化条件为对氯苯胺、浓硫酸、硫氰酸铵的摩尔比为1∶1.0∶1.2。在温度为 75 ℃反应 12 h。合成 2-氨基-6-氯苯并噻唑的最优化条件为 4-氯苯基硫脲、硫酰氯、碳酸钠的摩尔比为1∶1.6∶0.5。反应温度为 70 ℃，反应时间为 6 h。经改善后的合成工艺提高了产品收率，使产品的平均收率能达到 66.3 %。
参考文献
[1] Rudolf F ， Lausanne S ． Process for the productionof2-amino2benzothiazoles[P]．US：4035379，1977-07-12．
[2] 刑晓东，方仁慈，薛兵．2-氨基-4-氯代苯并噻唑的合成[J]．农药，1997，36．
[3] Patil V H，Ingle D B．J India Chem Soc，1979，56：1243．
来源：中国化学试剂网
