CN104151251A - 一种一锅合成5-乙酰乙酰氨基苯并咪唑酮的方法 - Google Patents

一种一锅合成5-乙酰乙酰氨基苯并咪唑酮的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种一锅合成5-乙酰乙酰氨基苯并咪唑酮的方法，高压反应釜中投5-硝基苯并咪唑酮、镍或钯碳催化剂、醇溶液、活性炭，然后通入氢气，反应完毕后滤去催化剂和活性碳后，滴加双乙烯酮，反应完毕后滤出并烘干得到5-乙酰乙酰氨基苯并咪唑酮。本发明具有以下优点：加氢还原使用醇溶液作为溶剂，该溶剂可循环套用，废液零排放；总收率大于76％，产品纯度大于99.2％；催化剂和活性炭可循环使用，不仅减少污染，还降低生产成本；酰化时不再使用磷酸，解决了含磷废水难处理的难题，同时实现了母液套用，达到了零排放的目的；在不增加反应设备的前提下，产能增加一倍。

Description

一种一锅合成5-乙酰乙酰氨基苯并咪唑酮的方法
技术领域
本发明属于精细化工工艺技术领域，具体涉及一种一锅法合成5-乙酰乙酰氨基苯并咪唑酮的绿色环保方法。
背景技术
5-乙酰乙酰氨基苯并咪唑酮是白色或类白色结晶粉末，分子量233.22，熔点350℃，要用于合成颜料黄和颜料橙等。
目前国内外规模化生产5-乙酰乙酰氨基苯并咪唑酮的方法主要是以邻苯二胺、尿素为原始原料，经过缩合、硝化、还原、酰化反应制得。还原反应使用传统的铁粉还原法，该方法生产的5-氨基苯并咪唑酮纯度较低，产生的铁泥严重污染环境，是国家明令禁止的工艺。酰化反应都使用磷酸，这种工艺不仅增加了生产成本，产生的含磷废水也很难处理，而且产生的废水量很大，在如今严峻的环保形势下，该工艺趋于淘汰。
发明内容
本发明的目的在于克服已有技术普遍存在的生产成本高、环境污染大以及产品纯度低等问题而供一种一锅合成5-乙酰乙酰氨基苯并咪唑酮的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种一锅合成5-乙酰乙酰氨基苯并咪唑酮的方法，包括以下步骤：
1)将5-硝基苯并咪唑酮、醇溶液、催化剂、活性炭按质量比1:13.3～15.6:0.03～0.07:0.075加入高压反应釜中，用氮气置换完毕后搅拌升温，然后通入氢气，控制通气压力为0.2-2MPa，反应温度在60～130℃；
2)待压力保持20-30min不再下降后，加氢反应结束，停止搅拌，排压、沉降至50-90℃进行热过滤，分离出催化剂和活性炭，催化剂和活性炭可套用至下一批反应中；
3)将滤液转至烧瓶中，加热至60-90℃保温使其呈全溶状态，然后向烧瓶中匀速滴加双乙烯酮5～20min，滴完后产品5-乙酰乙酰氨基苯并咪唑酮即缓慢析出来；
4)将料液降温至45℃以下抽滤，滤饼于95-100℃烘干得到5-乙酰乙酰氨基苯并咪唑酮成品，过滤后的母液回收套用至加氢还原反应。
具体地，所述步骤1)中醇溶液是醇和水以体积比1:1混合而成，所述醇为乙醇或乙二醇。
具体地，所述步骤1)中的催化剂为镍或钯碳催化剂。
优选的，所述步骤1)中通气压力为0.4MPa，反应温度在90～110℃。
具体地，所述步骤3)中双乙烯酮和5-硝基苯并咪唑酮的质量比为0.2～0.6:1，优选的，质量比为0.4:1。
优选的，所述步骤3)中双乙烯酮的滴加温度为80-90℃。
本发明一锅合成5-乙酰乙酰氨基苯并咪唑酮的合成路线为：
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明对加氢还原和酰化工段进行改进，不仅节约了成本，提高了产品质量，更解决了环保问题。
1、加氢还原使用醇作为溶剂，毒性较小，该溶剂可循环套用，废液零排放，成本较低，是一种绿色工艺，同时总反应收率大于76％，产品纯度大于99.2％，且外观成亮白色。
2、该工艺还原反应完毕后先沉降一段时间，目的是将大部分镍或钯碳催化剂沉在反应器底部，减少催化剂的流失。催化剂和活性炭可循环使用，不仅减少了污染，还降低了生产成本。
3、该工艺酰化反应时省去了传统工艺中的磷酸和液碱原材料，降低了原料成本，杜绝了含磷废水的产生，同时，醇母液可套用至加氢还原工段，大大减少了废水的排放。
4、由5-硝基苯并咪唑酮一步法合成5-乙酰乙酰氨基苯并咪唑酮工艺，在实际大生产中，大大降低了动力能耗和人工成本，缩短了生产周期，提高了产能，原有工艺：5000L反应釜出160kg5-乙酰乙酰氨基苯并咪唑酮干品；本发明工艺：5000L反应釜出320kg5-乙酰乙酰氨基苯并咪唑酮干品。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案做进一步描述，但是本发明的保护范围并不限于这些实施例。凡是不背离本发明构思的改变或等同替代均包括在本发明的保护范围之内。
实施例1：
按质量比1:13.2:0.05:0.075向1L高压反应釜中加入5-硝基苯并咪唑酮折干品(干燥失重一般在20-25％之间)、体积分数50％的乙醇溶液、镍催化剂、活性碳，用氮气置换完毕后，开启搅拌升温，开始通入氢气，通气压力在0.4MPa，设定温度是100℃。待压力保持20-30min不再下降后，加氢反应结束，停止搅拌沉降至75℃进行热抽滤。分离出的催化剂和活性炭套至下一批。滤液转至干净的四口瓶中，升温至80℃，开始匀速滴加双乙烯酮，双乙烯酮和5-硝基苯并咪唑酮的质量比为0.4:1，滴完后，产品5-乙酰乙酰氨基苯并咪唑酮即缓慢析出来。将料液降温至45℃以下抽滤，滤饼于95-100℃烘干，滤液套用至下一批加氢还原。摩尔收率78.6％，纯度99.37％。
实施例2：
按质量比1:14.5:0.03:0.075向1L高压反应釜中加入5-硝基苯并咪唑酮折干品(干燥失重一般在20-25％之间)、体积分数50％的乙二醇溶液、钯碳催化剂、活性碳，用氮气置换完毕后，开启搅拌升温，开始通入氢气，通气压力在0.2MPa，设定温度是110℃。待压力保持20-30min不再下降后，加氢反应结束，停止搅拌沉降至50℃进行热抽滤。分离出的催化剂和活性炭套至下一批。滤液转至干净的四口瓶中，升温至60℃，开始匀速滴加双乙烯酮，双乙烯酮和5-硝基苯并咪唑酮的质量比为0.5:1，滴完后，产品5-乙酰乙酰氨基苯并咪唑酮即缓慢析出来。将料液降温至45℃以下抽滤，滤饼于95-100℃烘干，滤液套用至下一批加氢还原。摩尔收率76.58％，纯度99.27％。
实施例3：
按质量比1:15.6:0.06:0.075向1L高压反应釜中加入5-硝基苯并咪唑酮折干品(干燥失重一般在20-25％之间)、体积分数50％的乙醇溶液、钯碳催化剂、活性碳，用氮气置换完毕后，开启搅拌升温，开始通入氢气，通气压力在1MPa，设定温度是60℃。待压力保持20-30min不再下降后，加氢反应结束，停止搅拌沉降至80℃进行热抽滤。分离出的催化剂和活性炭套至下一批。滤液转至干净的四口瓶中，升温至90℃，开始匀速滴加双乙烯酮，双乙烯酮和5-硝基苯并咪唑酮的质量比为0.2:1，滴完后，产品5-乙酰乙酰氨基苯并咪唑酮即缓慢析出来。将料液降温至45℃以下抽滤，滤饼于95-100℃烘干，滤液套用至下一批加氢还原。摩尔收率77.36％，纯度99.30％。
实施例4：
按质量比1:14.0:0.07:0.075向1L高压反应釜中加入5-硝基苯并咪唑酮折干品(干燥失重一般在20-25％之间)、体积分数50％的乙二醇溶液、镍催化剂、活性碳，用氮气置换完毕后，开启搅拌升温，开始通入氢气，通气压力在2MPa，设定温度是130℃。待压力保持20-30min不再下降后，加氢反应结束，停止搅拌沉降至90℃进行热抽滤。分离出的催化剂和活性炭套至下一批。滤液转至干净的四口瓶中，升温至90℃，开始匀速滴加双乙烯酮，双乙烯酮和5-硝基苯并咪唑酮的质量比为0.6:1，滴完后，产品5-乙酰乙酰氨基苯并咪唑酮即缓慢析出来。将料液降温至45℃以下抽滤，滤饼于95-100℃烘干，滤液套用至下一批加氢还原。摩尔收率77.52％，纯度99.33％。
实施例5：
按质量比1:13.8:0.04:0.075向1L高压反应釜中加入5-硝基苯并咪唑酮折干品(干燥失重一般在20-25％之间)、体积分数50％的乙醇溶液、镍催化剂、活性碳，用氮气置换完毕后，开启搅拌升温，开始通入氢气，通气压力在1.5MPa，设定温度是90℃。待压力保持20-30min不再下降后，加氢反应结束，停止搅拌沉降至60℃进行热抽滤。分离出的催化剂和活性炭套至下一批。滤液转至干净的四口瓶中，升温至70℃，开始匀速滴加双乙烯酮，双乙烯酮和5-硝基苯并咪唑酮的质量比为0.3:1，滴完后，产品5-乙酰乙酰氨基苯并咪唑酮即缓慢析出来。将料液降温至45℃以下抽滤，滤饼于95-100℃烘干，滤液套用至下一批加氢还原。摩尔收率77.62％，纯度99.32％。

Claims (8)

1.一种一锅合成5-乙酰乙酰氨基苯并咪唑酮的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将5-硝基苯并咪唑酮、醇溶液、催化剂、活性炭按质量比1:13.3～15.6:0.03～0.07:0.075加入高压反应釜中，用氮气置换完毕后搅拌升温，然后通入氢气，控制通气压力为0.2-2MPa，反应温度在60～130℃；
2)待压力保持20-30min不再下降后，加氢反应结束，停止搅拌，排压、沉降至50-90℃进行热过滤，分离出催化剂和活性炭；
3)将滤液转至烧瓶中，加热至60-90℃保温使其呈全溶状态，然后向烧瓶中匀速滴加双乙烯酮5～20min，滴完后产品5-乙酰乙酰氨基苯并咪唑酮即缓慢析出来；
4)将料液降温至45℃以下抽滤，滤饼于95-100℃烘干得到5-乙酰乙酰氨基苯并咪唑酮成品。
2.根据权利要求1所述的一锅合成5-乙酰乙酰氨基苯并咪唑酮的方法，其特征在于，所述步骤1)中醇溶液是醇和水以体积比1:1混合而成。
3.根据权利要求2所述的一锅合成5-乙酰乙酰氨基苯并咪唑酮的方法，其特征在于，所述醇为乙醇或乙二醇。
4.根据权利要求1所述的一锅合成5-乙酰乙酰氨基苯并咪唑酮的方法，其特征在于，所述步骤1)中的催化剂为镍或钯碳催化剂。
5.根据权利要求1所述的一锅合成5-乙酰乙酰氨基苯并咪唑酮的方法，其特征在于，所述步骤1)中通气压力为0.4MPa，反应温度在90～110℃。
6.根据权利要求1所述的一锅合成5-乙酰乙酰氨基苯并咪唑酮的方法，其特征在于，所述步骤3)中双乙烯酮和5-硝基苯并咪唑酮的质量比为0.2～0.6:1。
7.根据权利要求6所述的一锅合成5-乙酰乙酰氨基苯并咪唑酮的方法，其特征在于，所述步骤3)双乙烯酮和5-硝基苯并咪唑酮的质量比为0.4:1。
8.根据权利要求1所述的一锅合成5-乙酰乙酰氨基苯并咪唑酮的方法，其特征在于，所述步骤3)中双乙烯酮的滴加温度为80-90℃。
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