Способ получения 1-ацетил-3,5-диамино-1,2,4-триазола

 

Описывается способ получения 1-ацетил-3,5-диамино-1,2,4-триазола, отличающийся тем, что нагревают дициандиамид и дигидрохлорид гидразина в воде при 45 - 50^o, обрабатывают гидроксидом натрия 15 - 20 мин с последующим ацетилированием уксусным ангидридом при перемешивании и мольном соотношении дициандиамид : соль гидразина: NaOH : (Ac)₂O = 1 : 1 : 2 : 1 - 1,5. Технический результат - снижение себестоимости целевого продукта при сохранении на достаточном уровне его качества.

Изобретение относится к области получения органических веществ и может быть использовано при производстве лекарственных и биологических активных препаратов, красителей и фотоматериалов.

Известен способ получения 1-ацетил-3,5-диамино-1,2,4-триазола с выходом 50% взаимодействием 3,5-диамино-1,2,4-триазола с ацетилхлоридом в ацетонитриле при 65 - 70^o в присутствии γ-коллидина (Bos B.G. van den. Investigation on pesticidal phosphorus compounds derived 3-amimo-1,2,4-triazole.// Rec. trav. chim. 1960. Vol. 79, N 8. P.836-842. РЖХ 1961 N 11 11Л422).

Недостатками этого способа являются: использование дорогостоящих реагентов (3,5-диамино-1,2,4-триазол, ацетилхлорид, ацетонитрил), ядовитость ацетилхлорида и ацетонитрила, пожароопасность и невысокий выход целевого продукта.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения 1-ацетил-3,5-диамино-1,2,4-триазола ацетилированием 3,5-диамино-1,2,4-триазола в водном растворе с выходом 87% (Певзнер М.С., Гладкова Н.В., Кравченко Т.А. 5-Амино-3-нитро-1,2,4-триазол и 5-нитрамино-3-нитро-1,2,4-триазол.// Ж.Ор.Х. 1993, Т.32. Вып. 8. С. 1230 - 1233).

Недостатком этого способа является использование в качестве исходного соединения дорогостоящего и дефицитного 3,5-диамино-1,2,4-триазола.

Задачей изобретения является снижение себестоимости 1-ацетил-3,5-диамино-1,2,4-триазола.

Поставленная задача достигается тем, что нагревают дициандиамид и дигидрохлорид гидразина в воде при 45 - 50^oC, обрабатывают гидроксидом натрия 15 - 20 минут с последующим ацетилированием уксусным ангидридом при перемешивании и мольном соотношении дициандиамид: N₂H₄·2HCl:NaOH:(AcO₂) = 1:1:2:1-1,5.

Эквимольные количества дициандиамида и дигидрохлорида гидразина растворяют в воде, нагревают при 45 - 50^oC в течение двух часов, охлаждают, фильтруют, к фильтрату добавляют раствор гидроксида натрия и кипятят до удаления аммиака 15 - 20 минут, фильтруют и к фильтрату при перемешивании приливают уксусный ангидрид. Смесь выдерживают 30 минут при 0 - 20^oC и выпавший осадок отфильтровывают, промывают водой и сушат при температуре не выше 100^oC.

Снижение температуры на первой стадии синтеза до 30 - 40^oC приводит к увеличению продолжительности процесса и уменьшению выхода, а выше 60^oC возможен неуправляемый перегрев реакционной смеси. Для удаления аммиака при кипячении реакционной смеси с гидроксидом натрия достаточно 15 - 20 минут. Сокращение времени кипения приводит к неполному удалению аммиака и, как следствие, перерасходу уксусного ангидрида и снижению 1-ацетил-3,5-диамино-1,2,4-триазола.

Молярное отношение дициандамид: N₂H₂·2HCl:NaOH является стехиометрическим, и его изменение приводит либо к снижению выхода целевого продукта, либо к неполному расходованию одного из реагентов и экономически нецелесообразно.

Пример 1.

42 г (0,5 моля) дициандиамида (1-цианогуанидина) и 52,5 г (0,5 моля) N₂H₂·2HCl растворяют в 125 мл воды и нагревают до 30^oC. Температура начинает расти спонтанно и до конца синтеза поддерживается 45 - 50^oC (первые 15 минут за счет тепла реакции, затем необходимо нагревание). Реакцию проводят два часа. Полученный раствор охлаждают, фильтруют, добавляют 100 см³ раствора, содержащего 40 г (1 моль) NaOH и кипятят до удаления аммиака (15 - 20 минут). Полученный раствор охлаждают, фильтруют и при 0 - 20^oC при перемешивании приливают 70 см³ (0,75 моля) уксусного ангидрида. Смесь выдерживают 30 минут при 0 - 20^oC и выпавший осадок отфильтровывают, промывают холодной водой и сушат при температуре не выше 100^oC. Выход 54,7 г (77%).

ИК-спектр, ν, см^-1: 3390, 3300, 3200, 3140, 1700 (C=O), 1630, 1560, 1430, 1380. Спектр ПМР, δ, м.д. (ДМСО-d₆ ): 2,35 с, 3H (CH₃), 5,70 с, 2H (NH₂), 7,47 с, 2H (NH₂).

Найдено, %: C 34,00; H 5,01; N 5,20. C₄H₇N₅O. Вычислено, %: C 34,04; H 4,99; N 49,62.

Пример 2.

42 г (0,5 моля) дициандиамида и 52,5 г (0,5 моля) N₂H₄·2HCl растворяют в 125 мл воды и нагревают при 40^oC в течение 4 часов. Все дальнейшие операции проводят аналогично примеру 1. Выход 1-ацетил-3,5-диамино-1,2,4-триазола 39,8 г (56%).

Найдено, %: C 34,05; H 5,00; N 49,77. C₄H₇N₅O. Вычислено, %: C 34,04; H 4,99; N 49,62.

Пример 3.

42 г (0,5 моля) дициандиамида и 52,5 г (0,5 моля) N₂H₄·2HCl растворяют в 125 мл воды и нагревают при 60^oC 2 часа. В течение первых 20 минут синтеза необходимо периодическое охлаждение для предотвращения перегрева и выброса реакционной смеси. Все дальнейшие операции проводят аналогично примеру 1. Выход 1-ацетил-3,5-диамино-1,2,4-триазола 43,7 г (62%).

Найдено, %: C 34,10; H 5,09; N 49,74. C₄H₇N₅O. Вычислено, %: C 34,04; H 4,99; N 49,62.

Пример 4.

42 г (0,5 моля) дициандиамида и 52,5 г (0,5 моля) N₂H₄·2HCl растворяют в 125 мл воды и нагревают при 45-50^oC 2 часа. Полученный раствор охлаждают, фильтруют, добавляют 100 см³ раствора, содержащего 40 г (1 моль) NaOH и кипятят 10 минут. Все дальнейшие операции проводят аналогично примеру 1. Выход 1-ацетил-3,5-диамино-1,2,4-триазола 45,8 г (65%).

Найдено, %: C 34,12; H 5,01; N 50,20. C₄H₇N₅O. Вычислено, %: C 34,04; H 4,99; N 49,62.

Пример 5.

42 г (0,5 моля) дициандиамида и 52,5 г (0,5 моля) N₂H₄·2HCl растворяют в 125 мл воды и нагревают при 45-50^oC 2 часа. Полученный раствор охлаждают, фильтруют, добавляют 100 см³ раствора, содержащего 40 г (1 моль) NaOH и кипятят 30 минут. Все дальнейшие операции проводят аналогично примеру 1. Выход 1-ацетил-3,5-диамино-1,2,4-триазола 53,2 г (75%).

Найдено, %: C 34,00; H 5,00; N 5,01. C₄H₇N₅O. Вычислено, %: C 34,04; H 4,99; N 49,62.

Пример 6 42 г (0,5 моля) дициандиамида и 52,5 г (0,5 моля) N₂H₄·2HCl растворяют в 125 мл воды и нагревают при 45-50^oC 2 часа аналогично примеру 1. Полученный раствор охлаждают, фильтруют, добавляют 100 см³ раствора, содержащего 40 г (1 моль) NaOH и кипятят до удаления аммиака (15 - 20 минут). Полученный раствор охлаждают, фильтруют и при 0 - 20^oC при перемешивании приливают 54 см³ (0,6 моля) уксусного ангидрида. Все дальнейшие операции проводят аналогично примеру 1. Выход 51,8 г (73%).

Найдено, %: C 33,90; H 5,11; N 49,20. C₄H₇N₅O. Вычислено, %: C 34,04; H 4,99; N 49,62.

Пример 7.

42 г (0,5 моля) дициандиамида и 52,5 г (0,5 моля) N₂H₄·2HCl растворяют в 125 мл воды и нагревают при 45-50^oC 2 часа аналогично примеру 1. Полученный раствор охлаждают, фильтруют, добавляют 100 см³ раствора, содержащего 40 г (1 моль) NaOH и кипятят до удаления аммиака (15 - 20 минут). Полученный раствор охлаждают, фильтруют и при 0 - 20^oC при перемешивании приливают 45 см³ (0,5 моля) уксусного ангидрида. Все дальнейшие операции проводят аналогично примеру 1. Выход 47,6 г (67%). Найдено, %: C 34,13; H 4,97; N 49,08. C₄H₇N₅O. Вычислено, %: C 34,04; H 4,99; N 49,62.

Формула изобретения

Способ получения 1-ацетил-3,5-диамино-1,2,4-триазола, отличающийся тем, что нагревают дициандиамид и дигидрохлорид гидразина в воде при 45 - 50^o, обрабатывают гидроксидом натрия 15 - 20 мин с последующим ацетилированием уксусным ангидридом при перемешивании и мольном соотношении дициандиамид : соль гидразина : NaOH : (Ac)₂O = 1 : 1 : 2 : 1 - 1,5.