CN102249983A - 一种合成四氢咔唑类化合物的方法 - Google Patents

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倪海平
侯启军
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Abstract

本发明公开了一种四氢咔唑类化合物的合成方法，采用盐酸苯肼或苯肼和环己酮为原料，经缩合闭环一步合成了1,2,3,4-四氢咔唑，实现绿色合成四氢咔唑类化合物的制备方法。将盐酸苯肼或苯肼、水和无机酸混合，在40-90℃下滴加环己酮，滴加时间为0.5-4小时，滴加完毕后保温0.5-3.0小时，得到高含量的1,2,3,4-四氢咔唑。本发明所述合成1,2,3,4-四氢咔唑的方法，具有经济简便，反应条件温和，收率和产品纯度高，环境友好等优点。

Description

一种合成四氢咔唑类化合物的方法
技术领域
本发明涉及一种合成四氢咔唑类化合物的方法，属于精细化工领域。
背景技术
咔唑类化合物是一类重要的精细化工中间体，广泛应用于染料、颜料、医药和农药等领域，尤其用于制备高档有机颜料。近年来咔唑及其衍生物的研究和应用正进一步深入，对咔唑的需求量也日益增加。咔唑主要来源于煤焦油中，但其分离精制工艺复杂、能耗高以及产品纯度较低，而且产量有限，不能满足市场需求。化学合成咔唑吸引了研究人员的兴趣，有关合成咔唑的文献方法很多，Borsche法合成咔唑是最具工业化前景的方法之一，其合成路线如下：
Figure 143058DEST_PATH_IMAGE001
以苯肼和环己酮为原料在酸催化下缩合闭环得到中间体1,2,3,4-四氢咔唑，四氢咔唑经脱氢得到咔唑产品，故四氢咔唑类化合物是合成咔唑化合物的重要中间体，四氢咔唑化合物合成方法研究对合成咔唑有着重要意义。此外，一些四氢咔唑衍生物也广泛应用于医药领域。
Crosby U. Rogers和B. B. Corson（J. Am. Chem. Soc., 1947, 69 (11): 2910–2911）最先研究了合成1,2,3,4-四氢咔唑类化合物的方法，苯肼和环己酮在醋酸或盐酸催化下，一步合成了1,2,3,4-四氢咔唑，反应收率在88%-95%且产品纯度不高。俞马金等对中间体1,2,3,4-四氢咔唑的合成进行了研究，苯肼为原料，以醋酸作溶剂及催化剂，经过精制处理后，产品收率99%且质量较好。此后合成1,2,3,4-四氢咔唑主要应用醋酸作溶剂以及催化剂，但工业上使用醋酸，操作环境恶劣，环境污染严重。本专利提出了一种环境友好、收率高且成本较低适合工业化生产四氢咔唑的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种经济简便、环境友好的合成四氢咔唑类化合物的方法，得到高纯度四氢咔唑类化合物。
本发明的技术方案：
一种合成1,2,3,4-四氢咔唑化合物的方法，本专利所提出的1,2,3,4-四氢咔唑化合物结构
如式（Ⅰ）所示
Figure 12792DEST_PATH_IMAGE002
         Ⅰ
本发明关于合成1,2,3,4-四氢咔唑化合物的主要步骤如下：
将盐酸苯肼、水和无机酸混合，在40-90℃下滴加环己酮，滴加时间为0.5-4小时，滴加完毕后保温0.5-3.0小时，冷却至室温，过滤，水洗至中性，70℃烘干即得到合成如式Ⅰ所示的1,2,3,4-四氢咔唑。
上述技术方案的溶剂为水，盐酸苯肼与水的重量比为1:2-10。
上述技术方案其原料可以是苯肼或盐酸苯肼，苯肼的含量为90-99%，盐酸苯肼的含量为95-99%。
上述技术方案所用催化剂可以为无机酸或有机酸，如稀盐酸、稀硫酸、稀磷酸或醋酸、甲磺酸、三氟乙酸等。
上述技术方案催化剂与原料盐酸苯肼的重量比为0.02-0.2，酸催化剂与苯肼的重量比为0.2-0.8。.
    上述技术方案苯肼或盐酸苯肼与环己酮的物质的量之比为1:1.05-1.5。.
本发明专利相比于已公开的文献方法，具有以下优点：（1）以盐酸苯肼作为反应原料，降低了生产成本。（2）水作溶剂替代醋酸，不仅经济，而且环保。（3）反应条件温和，后处理简单，收率在98%以上，产品纯度（HPLC）99%以上。
   总之，本发明所述工艺具有经济简便，反应条件温和，收率和产品纯度较高，环境友好等优点。
具体实施方式
实施例1 
在1000ml四口瓶中加入104g（0.68mol）苯肼盐酸盐（95%含量）、400g水和45g 30%盐酸，搅拌下升温至40℃开始滴加70g（0.714mol）环己酮,随着滴加的进行反应温度缓慢升高，控温不超过55℃，约1.5h滴加完毕。然后在55－60℃保温1h, 冷却至30℃以下，过滤，滤饼水洗至中性，烘干，得114.5g四氢咔唑，HPLC含量为99.1%。
 实施例2
在1000ml四口瓶中加入112g（0.68mol）苯肼盐酸盐（88%含量）、400g水和45g 30%盐酸，搅拌下升温至40℃开始滴加70g（0.714mol）环己酮,随着滴加的进行反应温度缓慢升高，控温不超过55℃，约1.5h滴加完毕。然后在55－60℃保温1h, 冷却至30℃以下，过滤，滤饼水洗至中性，烘干，得112g四氢咔唑，HPLC含量为98.2%。
 实施例3
在1000ml四口瓶中加入74.3g（0.68mol）苯肼（99%含量）、400g水和160g 10%硫酸，搅拌下升温至40℃开始滴加70g（0.714mol）环己酮,随着滴加的进行反应温度缓慢升高，控温不超过55℃，约1.5h滴加完毕。然后在55－60℃保温1h, 冷却至30℃以下，过滤，滤饼水洗至中性，烘干，得110.2g四氢咔唑，HPLC含量为98.6%。
 实施例4
在1000ml四口瓶中加入80g（0.68mol）苯肼（92%含量）、400g水和160g 10%硫酸，搅拌下升温至40℃开始滴加70g（0.714mol）环己酮,随着滴加的进行反应温度缓慢升高，控温不超过55℃，约1.5h滴加完毕。然后在55－60℃保温1h, 冷却至30℃以下，过滤，滤饼水洗至中性，烘干，得109.4g四氢咔唑，HPLC含量为98.4%。
 实施例5
在1000ml四口瓶中加入104g（0.68mol）苯肼盐酸盐（95%含量）、400g水和45g 30%盐酸，搅拌下升温至60℃开始滴加70g（0.714mol）环己酮,随着滴加的进行反应温度缓慢升高，控温不超过70℃，约1.5h滴加完毕。然后在65－70℃保温1h, 冷却至30℃以下，过滤，滤饼水洗至中性，烘干，得115g四氢咔唑，HPLC含量为99.2%。
 实施例6
在1000ml四口瓶中加入104g（0.68mol）苯肼盐酸盐（95%含量）、400g水和45g 10%硫酸，搅拌下升温至60℃开始滴加70g（0.714mol）环己酮,随着滴加的进行反应温度缓慢升高，控温不超过65℃，约1.5h滴加完毕。然后在60－65℃保温1h, 冷却至30℃以下，过滤，滤饼水洗至中性，烘干，得113.4g四氢咔唑，HPLC含量为99.3%。
 实施例7
在1000ml四口瓶中加入104g（0.68mol）苯肼盐酸盐（95%含量）400g水和45g 10%磷酸，搅拌下升温至60℃开始滴加70g（0.714mol）环己酮,随着滴加的进行反应温度缓慢升高，控温不超过70℃，约1.5h滴加完毕。然后在65－70℃保温1h, 冷却至30℃以下，过滤，滤饼水洗至中性，烘干，得113.0 g四氢咔唑，HPLC含量为99 %。
 实施例8 
在1000ml四口瓶中加入104g（0.68mol）苯肼盐酸盐（95%含量）、400g水和10g 三氟乙酸，搅拌下升温至60℃开始滴加70g（0.714mol）环己酮,随着滴加的进行反应温度缓慢升高，控温不超过70℃，约1.5h滴加完毕。然后在65－70℃保温1h, 冷却至30℃以下，过滤，滤饼水洗至中性，烘干，得113.2g四氢咔唑，HPLC含量为98.9%。
 实施例9
在1000ml四口瓶中加入104g（0.68mol）苯肼盐酸盐（95%含量）、400g水和10g 甲磺酸，搅拌下升温至60℃开始滴加70g（0.714mol）环己酮,随着滴加的进行反应温度缓慢升高，控温不超过70℃，约1.5h滴加完毕。然后在65－70℃保温1h, 冷却至30℃以下，过滤，滤饼水洗至中性，烘干，得115g四氢咔唑，HPLC含量为99.2%。
 实施例10
在1000ml四口瓶中加入104g（0.68mol）苯肼盐酸盐（95%含量）、400g水和10g 醋酸，搅拌下升温至60℃开始滴加70g（0.714mol）环己酮,随着滴加的进行反应温度缓慢升高，控温不超过70℃，约1.5h滴加完毕。然后在65－70℃保温1h, 冷却至30℃以下，过滤，滤饼水洗至中性，烘干，得113.6g四氢咔唑，HPLC含量为98.7%。

Claims (6)

1.一种四氢咔唑类化合物的合成方法，其特征是以盐酸苯肼或苯肼和环己酮为原料，于酸性催化剂催化下合成1,2,3,4-四氢咔唑，将盐酸苯肼或苯肼、水和酸催化剂混合，在40-90℃下滴加环己酮，滴加时间为0.5-4.0小时，滴加完毕后保温0.5-3.0小时，冷却至室温，过滤，水洗至中性，烘干即得到1,2,3,4-四氢咔唑。
2.根据权利要求1所述的制备方法，盐酸苯肼与水的重量比为1:2-10。
3.根据权利要求1所述的制备方法，第一步反应所用催化剂是无机酸或有机酸的一种，如稀盐酸、稀硫酸、稀磷酸、甲磺酸、三氟乙酸和醋酸。
4.根据权利要求1所述的制备方法，反应原料可以是苯肼或盐酸苯肼，苯肼的含量为92%-99%，盐酸苯肼含量为88%-99%。
5.根据权利要求1所述的制备方法，催化剂与原料盐酸苯肼的重量比为0.02-0.2，酸催化剂与苯肼的重量比为0.2-0.8。
6.根据权利要求1所述的制备方法，苯肼或盐酸苯肼与环己酮的物质的量之比为1:1.05-1.5。
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