CN102382059A - 一种n-乙烯基咪唑的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种N-乙烯基咪唑的制备方法是由咪唑和第一次氢氧化碱金属在缚酸剂的存在下，在去离子水中，50-90℃条件下进行取代反应生成咪唑碱金属盐；将生成的咪唑碱金属盐溶液加入二氯乙烷和醇的溶液中，在60-100℃条件下进行取代反应生成氯乙烷基咪唑，最后向氯乙烷基咪唑中加入第二次氢氧化碱金属，在65-95℃条件下进行消去反应，反应结束后，过滤除去碱金属盐，在80-90℃温度下减压蒸馏出水，未反应的二氯乙烷以及醇，继续升温至100-110℃温度下，减压蒸馏得到N-乙烯基咪唑。本发明具有环境污染小、生产成本低、产品质量好、收率高的优点。
Description
技术领域
本发明属于一种N-乙烯基咪唑的制备方法。
背景技术
N-乙烯基咪唑是一种非常重要的咪唑衍生物，是一种重要的精细化工原料，主要用于医药和农药的合成以及环氧树脂的固化剂，也可制备乙烯基咪唑类离子液体，容易聚合成可塑性橡胶聚合物，用于树脂材料的硬化剂感光化学试剂树脂包裹体的核体，也用于石油工业和用作高聚体。随着我国产业技术的不断升级，对N-乙烯基咪唑的需求量将与日俱增，所以N-乙烯基咪唑的制备极具经济价值和社会意义。目前，国内外还没有关于N-乙烯基咪唑制备方法的研究报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种环境污染小、生产成本低、产品质量好、收率高的N-乙烯基咪唑的制备方法。
本发明的制备方法如下：由咪唑和第一次氢氧化碱金属在缚酸剂的存在下，在去离子水中，50-90℃条件下进行取代反应生成咪唑碱金属盐；将生成的咪唑碱金属盐溶液加入二氯乙烷和醇的溶液中，在60-100℃条件下进行取代反应生成氯乙烷基咪唑，最后向氯乙烷基咪唑中加入第二次氢氧化碱金属，在65-95℃条件下进行消去反应，反应结束后，过滤除去碱金属盐，在80-90℃温度下减压蒸馏出水，未反应的二氯乙烷以及醇，继续升温至100-110℃温度下，减压蒸馏得到N-乙烯基咪唑；
反应体系中，原料的摩尔比为：
咪唑∶第一次氢氧化碱金属＝1∶1-1.5；咪唑∶缚酸剂＝1∶0.5-1.0；咪唑∶二氯乙烷＝1∶0.5-1.0；二氯乙烷∶醇＝1∶1-2.0；二氯乙烷∶第二次氢氧化碱金属＝1∶1-1.5；
所用氢氧化碱金属为氢氧化钠或氢氧化钾；
缚酸剂为碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾的一种或几种，优选碱金属碳酸盐，碳酸钠和/或碳酸钾。
所用的醇为无水乙醇、正丙醇或正丁醇。
本发明具有环境污染小、生产成本低、产品质量好、收率高的优点。
具体实施方式
实施例1：
在装有温度计和电动搅拌器的500mL三口烧瓶中加入34.0g咪唑，28.0g氢氧化钾，34.5g碳酸钾，50.0g去离子水，加热升温，搅拌，反应温度60℃，并保持此反应温度1.5h，停止加热搅拌；将反应后溶液缓慢滴加至装有回流冷凝器、气体吸收器、温度计以及电动搅拌器的1000mL四口烧瓶(其中装有24.8g二氯乙烷和11.5g无水乙醇)中，缓慢升温，搅拌，反应温度60℃，并保持此反应温度1.0h后，继续升温至70℃，保持此反应温度2.0h，停止加热，继续搅拌；温度降至40℃后，向四口烧瓶中缓慢加入14.0g氢氧化钾(分2次加入，每次7.0g)后，继续缓慢加热升温至80℃，保持此反应温度2.0h，停止加热搅拌，待冷却至室温后，抽滤，将滤液进行减压蒸馏(真空度0.06MPa，温度85℃)1.0h后，将冷却所得到的馏分倒出，继续升温至105℃进行减压蒸馏(真空度0.06MPa)，经冷凝管冷却得到的馏分为淡黄色的N-乙烯基咪唑，收率为85.5％，含量为99.6％。
实施例2：
在装有温度计和电动搅拌器的500mL三口烧瓶中加入34.0g咪唑，32.0g氢氧化钾，14.5g碳酸钾和23.8g碳酸氢钾，50.0g去离子水，加热升温，搅拌，反应温度50℃，并保持此反应温度1.5h，停止加热搅拌；将反应后溶液缓慢滴加至装有回流冷凝器、气体吸收器、温度计以及电动搅拌器的1000mL四口烧瓶(其中装有24.8g二氯乙烷和11.5g无水乙醇)中，缓慢升温，搅拌，反应温度100℃，并保持此反应温度1.0h后，继续升温至70℃，保持此反应温度2.0h，停止加热，继续搅拌；温度降至40℃后，向四口烧瓶中缓慢加入21.0g氢氧化钾(分2次加入，每次7.0g)后，继续缓慢加热升温至65℃，保持此反应温度2.0h，停止加热搅拌，待冷却至室温后，抽滤，将滤液进行减压蒸馏(真空度0.06MPa，温度80℃)1.0h后，将冷却所得到的馏分倒出，继续升温至100℃进行减压蒸馏(真空度0.06MPa)，经冷凝管冷却得到的馏分为淡黄色的N-乙烯基咪唑，收率为87.5％，含量为99.6％。
实施例3：
在装有温度计和电动搅拌器的500mL三口烧瓶中加入34.0g咪唑，30.8g氢氧化钠，37.1g碳酸钠，50.0g去离子水，加热升温，搅拌，反应温度70℃，并保持此反应温度1.5h，停止加热搅拌；将反应后溶液缓慢滴加至装有回流冷凝器、气体吸收器、温度计以及电动搅拌器的1000mL四口烧瓶(其中装有34.8g二氯乙烷和21.5g正丙醇)中，缓慢升温，搅拌，反应温度70℃，并保持此反应温度1.0h后，继续升温至80℃，保持此反应温度2.0h，停止加热，继续搅拌；温度降至40℃后，向四口烧瓶中缓慢加入20.0g氢氧化钠(分四次加入，每次5.0g)后，继续缓慢加热升温至85℃，保持此反应温度2.0h，停止加热搅拌，待冷却至室温后，抽滤，将滤液进行减压蒸馏(真空度0.06MPa，温度85℃)1.0h后，将冷却所得到的馏分倒出，继续升温至105℃进行减压蒸馏(真空度0.06MPa)，经冷凝管冷却得到的馏分为淡黄色的N-乙烯基咪唑，收率为87.2％，含量为99.5％。
实施例4：
在装有温度计和电动搅拌器的500mL三口烧瓶中加入34.0g咪唑，40.0g氢氧化钾，37.1g碳酸钠和35.8g碳酸氢钠，50.0g去离子水，加热升温，搅拌，反应温度90℃，并保持此反应温度1.5h，停止加热搅拌；将反应后溶液缓慢滴加至装有回流冷凝器、气体吸收器、温度计以及电动搅拌器的1000mL四口烧瓶(其中装有31.0g二氯乙烷和11.5g无水乙醇)中，缓慢升温，搅拌，反应温度90℃，并保持此反应温度1.0h后，继续升温至70℃，保持此反应温度2.0h，停止加热，继续搅拌；温度降至40℃后，向四口烧瓶中缓慢加入21.0g氢氧化钾(分2次加入，每次7.0g)后，继续缓慢加热升温至95℃，保持此反应温度2.0h，停止加热搅拌，待冷却至室温后，抽滤，将滤液进行减压蒸馏(真空度0.06MPa，温度90℃)1.0h后，将冷却所得到的馏分倒出，继续升温至110℃进行减压蒸馏(真空度0.06MPa)，经冷凝管冷却得到的馏分为淡黄色的N-乙烯基咪唑，收率为86.5％，含量为99.6％。
实施例5：
在装有温度计和电动搅拌器的500mL三口烧瓶中加入34.0g咪唑，35.0g氢氧化钾，54.0g碳酸钾，50.0g去离子水，加热升温，搅拌，反应温度80℃，并保持此反应温度1.5h，停止加热搅拌；将反应后溶液缓慢滴加至装有回流冷凝器、气体吸收器、温度计以及电动搅拌器的1000mL四口烧瓶(其中装有38.8g二氯乙烷和39.5g正丁醇)中，缓慢升温，搅拌，反应温度65℃，并保持此反应温度1.0h后，继续升温至80℃，保持此反应温度2.0h，停止加热，继续搅拌；温度降至40℃后，向四口烧瓶中缓慢加入30.0g氢氧化钾(分三次加入，每次10.0g)后，继续缓慢加热升温至75℃，保持此反应温度2.0h，停止加热搅拌，待冷却至室温后，抽滤，将滤液进行减压蒸馏(真空度0.06MPa，温度90℃)1.0h后，将冷却所得到的馏分倒出，继续升温至110℃进行减压蒸馏(真空度0.06MPa)，经冷凝管冷却得到的馏分为淡黄色的N-乙烯基咪唑，收率为89.8％，含量为99.6％。
实施例6：
在装有温度计和电动搅拌器的500mL三口烧瓶中加入34.0g咪唑，40.0g氢氧化钾，46.1g碳酸钠，50.0g去离子水，加热升温，搅拌，反应温度85℃，并保持此反应温度1.5h，停止加热搅拌；将反应后溶液缓慢滴加至装有回流冷凝器、气体吸收器、温度计以及电动搅拌器的1000mL四口烧瓶(其中装有44.8g二氯乙烷和33.0g无水乙醇)中，缓慢升温，搅拌，反应温度75℃，并保持此反应温度1.0h后，继续升温至85℃，保持此反应温度2.0h，停止加热，继续搅拌；温度降至40℃后，向四口烧瓶中缓慢加入36.0g氢氧化钾(分6次加入，每次6.0g)后，继续缓慢加热升温至70℃，保持此反应温度2.0h，停止加热搅拌，待冷却至室温后，抽滤，将滤液进行减压蒸馏(真空度0.06MPa，温度85℃)1.0h后，将冷却所得到的馏分倒出，继续升温至110℃进行减压蒸馏(真空度0.06MPa)，经冷凝管冷却得到的馏分为淡黄色的N-乙烯基咪唑，收率为97.2％，含量为99.6％。
实施例7：
在装有温度计和电动搅拌器的500mL三口烧瓶中加入34.0g咪唑，42.0g氢氧化钾，69.0g碳酸钾，50.0g去离子水，加热升温，搅拌，反应温度85℃，并保持此反应温度1.5h，停止加热搅拌；将反应后溶液缓慢滴加至装有回流冷凝器、气体吸收器、温度计以及电动搅拌器的1000mL四口烧瓶(其中装有49.5g二氯乙烷和46.0g无水乙醇)中，缓慢升温，搅拌，反应温度60℃，并保持此反应温度1.0h后，继续升温至85℃，保持此反应温度2.0h，停止加热，继续搅拌；温度降至40℃后，向四口烧瓶中缓慢加入42.0g氢氧化钾(分6次加入，每次7.0g)后，继续缓慢加热升温至90℃，保持此反应温度2.0h，停止加热搅拌，待冷却至室温后，抽滤，将滤液进行减压蒸馏(真空度0.06MPa，温度90℃)1.0h后，将冷却所得到的馏分倒出，继续升温至110℃进行减压蒸馏(真空度0.06MPa)，经冷凝管冷却得到的馏分为淡黄色的N-乙烯基咪唑，收率为98.5％，含量为99.6％。
Claims (5)
1.一种N-乙烯基咪唑的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
由咪唑和第一次氢氧化碱金属在缚酸剂的存在下，在去离子水中，50-90℃条件下进行取代反应生成咪唑碱金属盐；将生成的咪唑碱金属盐溶液加入二氯乙烷和醇的溶液中，在60-100℃条件下进行取代反应生成氯乙烷基咪唑，最后向氯乙烷基咪唑中加入第二次氢氧化碱金属，在65-95℃条件下进行消去反应，反应结束后，过滤除去碱金属盐，在80-90℃温度下减压蒸馏出水，未反应的二氯乙烷以及醇，继续升温至100-110℃温度下，减压蒸馏得到N-乙烯基咪唑；
反应体系中，原料的摩尔比为：
咪唑∶第一次氢氧化碱金属＝1∶1-1.5；咪唑∶缚酸剂＝1∶0.5-1.0；咪唑∶二氯乙烷＝1∶0.5-1.0；二氯乙烷∶醇＝1∶1-2.0；二氯乙烷∶第二次氢氧化碱金属＝1∶1-1.5。
2.如权利要求1所述的一种N-乙烯基咪唑的制备方法，其特征在于所述的氢氧化碱金属为氢氧化钠或氢氧化钾。
3.如权利要求1所述的一种N-乙烯基咪唑的制备方法，其特征在于所述的缚酸剂为碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾中的一种或几种。
4.如权利要求3所述的一种N-乙烯基咪唑的制备方法，其特征在于所述的缚酸剂为碳酸钠和/或碳酸钾。
5.如权利要求1所述的一种N-乙烯基咪唑的制备方法，其特征在于所述的醇为无水乙醇、正丙醇或正丁醇。
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