CN104230830B - 三氮唑的合成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于有机化学合成技术领域，具体涉及三氮唑的合成方法。本发明要解决的技术问题是用丁酮连氮替代水合肼，以提供一种成本低、收率高的1,2,4-三氮唑制备方法。本发明的技术方案是三氮唑的合成方法，包括如下步骤：将氨、过氧化氢和丁酮在甲酰胺存在下进行反应，制得丁酮连氮；将含有丁酮连氮的上层油相和含有甲酰胺的水相分离，将水相中的氨、丁酮和水蒸出，回收甲酰胺；将甲酰胺升温至165～190℃，然后把油相滴加到甲酰胺中，在165～190℃温度下保温反应20～60min，将未反应完的丁酮连氮蒸馏回收，即制得1,2,4-三氮唑。本发明方法可获得纯度高于95％的1,2,4-三氮唑，收率在95％以上(以甲酰胺计)。

Description

三氮唑的合成方法
技术领域
本发明属于有机化学合成技术领域，具体涉及三氮唑的合成方法。
背景技术
1,2,4-三氮唑又称1H-1,2,4-三氮唑、TA-4三唑增白剂、1,2,4-1H-三氮唑、三氮唑等，具有较强的生物活性，广泛应用于农药、医药、染料和橡胶助剂等有机合成领域，是一种重要的有机化工中间体。1,2,4-三氮唑及其衍生物已成为近几年来药物研究与开发的热点和重点领域之一，市场用量逐年增加。
目前，合成1,2,4-三氮唑的方法主要有四种：
(1)甲酰胺-水合肼-氨气法：此法是将甲酰胺和水合肼反应，先合成双酰肼，然后再与过量的氨反应生成三氮唑。此法分两段反应，操作较为复杂，收率较低(70～80％)；
(2)甲酰胺-水合肼法：由甲酰胺和水合肼为原料制备，此法生产工艺简单，产率较高(90～95％)，但由于甲酰胺的价格比甲酸铵高，产品中未反应的甲酰胺不易与产品分离，该方法在综合成本上无明显的优势；
(3)甲酸-水合肼-氨气法：此法具有原料价格低、易得，杂质甲酸铵易分解，收率较高(85～90％)，原料成本低等优点。但甲酸法生产工艺较甲酰胺法复杂，脱水量大，能耗高，甲酸对设备腐蚀大，造成设备维修费用高；
(4)甲酰胺-甲酸-水合肼法：此工艺综合了甲酰胺法和甲酸法的优点，甲酸和甲酰胺的用量只有甲酸法的一半，脱水量较小，能源消耗和原材料成本比甲酸法低，收率为90～95％。此法不再通入氨气和吸收尾气氨，生产工艺较甲酸法简单，但甲酸的腐蚀性问题依然存在。
此外，以上方法均是以水合肼为原料，是合成1,2,4-三氮唑生产成本较高的主要原因。
发明内容
本发明要解决的技术问题是用丁酮连氮替代水合肼，以提供一种成本低、收率高的1,2,4-三氮唑制备方法。
本发明的技术方案是三氮唑的合成方法，包括如下步骤：
第一步：将氨、过氧化氢和丁酮在甲酰胺存在下进行反应，制得丁酮连氮；
第二步：将含有丁酮连氮的上层油相和含有甲酰胺的水相分离；
第三步：将水相中的氨和丁酮蒸出回用于第一步，并将水相中的水分全部蒸掉，回收甲酰胺；
第四步：将甲酰胺升温至165～190℃，然后把油相滴加到甲酰胺中，反应生成的氨和丁酮回用于第一步；油相滴加完后，在165～190℃温度下保温反应20～60min，将未反应完的丁酮连氮蒸馏回收，即制得1,2,4-三氮唑。
优选的，第四步中将甲酰胺升温至170～175℃，然后把第二步中的油相滴加到甲酰胺中。
优选的，第四步中油相滴加完后，在170～175℃保温反应。
优选的，第四步中保温反应的时间为30～40min。
优选的，第四步中使用过量丁酮连氮，丁酮连氮和甲酰胺的摩尔比为0.5～1﹕1。
具体的，第一步中所述的过氧化氢为质量百分比含量为25～90％的H2O2水溶液，氨可以是无水的或水溶液的。
具体的，第一步中每摩尔过氧化氢可用0.2～5摩尔的丁酮、0.2～5摩尔的氨和0.2～4摩尔的甲酰胺。
优选的，第一步中摩尔过氧化氢可用1.5～4摩尔的丁酮、1.5～4摩尔的氨和1～3摩尔的甲酰胺。
具体的，第一步中的反应温度范围较宽，可在0～100℃之间进行。优选30～70℃之间。
丁酮和甲酰胺采用常规工业品，也可用化学纯、分析纯。
本发明中甲酰胺在第一步中起催化剂作用(不参与反应)，在第四步中作为反应物参与反应。
本发明第一步可采用各种反应器在常压下进行反应。氨、丁酮和甲酰胺可以以任何顺序分别或同时加入到反应液中，过氧化氢应缓慢加入到反应液中。该反应为放热反应，反应方程式如下：
2NH3+H2O2+2R1R2CO→R1R2C＝N-N＝CR1R2+4H2O
本发明方法第二步中，可采用各种液-液分离器对水相和油相进行分离。
本发明方法第三步中，水相中的氨蒸出后用水吸收制得氨水，或直接回用于第一步；水相中的丁酮蒸出后冷凝回收。
本发明方法第四步中，为了将甲酰胺彻底反应完，应使丁酮连氮过量，丁酮连氮和甲酰胺的摩尔比为0.5～1﹕1。反应方程式如下：
以上反应可在常压下进行，丁酮、氨和丁酮连氮的蒸馏分离工序可以采用单效、多效、热泵等蒸发工艺进行。
本发明的有益效果：本发明方法采用丁酮连氮(水合肼的中间体)与甲酰胺反应制取1,2,4-三氮唑，反应中生成的丁酮和氨被回用于制备丁酮连氮，制备丁酮连氮所用的催化剂甲酰胺被用于合成1,2,4-三氮唑，使反应物得到了充分利用，综合成本大幅降低。本发明方法原料简单易得，工艺操作简单，对设备要求不高，反应彻底，副产物少，无固体废弃物生成，不需采用过滤、离心、重结晶等提纯手段，即可获得纯度高于95％的1,2,4-三氮唑，收率在95％以上(以甲酰胺计)。
附图说明
图1本发明工艺流程图
具体实施方式
本发明的技术方案是三氮唑的合成方法，包括如下步骤：
第一步：将氨、过氧化氢和丁酮在甲酰胺存在下进行反应，制得丁酮连氮；
第二步：将含有丁酮连氮的上层油相和含有甲酰胺的水相分离；
第三步：将水相中的氨和丁酮蒸出回用于第一步，并将水相中的水分全部蒸掉，回收甲酰胺；
第四步：将甲酰胺升温至165～190℃，然后把油相滴加到甲酰胺中，反应生成的氨和丁酮回用于第一步；油相滴加完后，在165～190℃温度下保温反应20～60min，将未反应完的丁酮连氮蒸馏回收，即制得1,2,4-三氮唑。
优选的，第四步中将甲酰胺升温至170～175℃，然后把第二步中的油相滴加到甲酰胺中。
优选的，第四步中油相滴加完后，在170～175℃保温反应。
优选的，第四步中保温反应的时间为30～40min。
优选的，第四步中使用过量丁酮连氮，丁酮连氮和甲酰胺的摩尔比为0.5～1﹕1。
具体的，第一步中所述的过氧化氢为质量百分比含量为25～90％的H2O2水溶液，氨可以是无水的或水溶液的。
具体的，第一步中每摩尔过氧化氢可用0.2～5摩尔的丁酮、0.2～5摩尔的氨和0.2～4摩尔的甲酰胺。
优选的，第一步中摩尔过氧化氢可用1.5～4摩尔的丁酮、1.5～4摩尔的氨和1～3摩尔的甲酰胺。
具体的，第一步中的反应温度范围较宽，可在0～100℃之间进行。优选30～70℃之间。
丁酮和甲酰胺采用常规工业品，也可用化学纯、分析纯。
本发明中甲酰胺在第一步中起催化剂作用，不参与反应，在第四步中作为反应物参与反应。
本发明第一步可采用各种反应器在常压下进行反应。氨、丁酮和甲酰胺可以以任何顺序分别或同时加入到反应液中，过氧化氢应缓慢加入到反应液中。该反应为放热反应，反应方程式如下：
2NH3+H2O2+2R1R2CO→R1R2C＝N-N＝CR1R2+4H2O
本发明方法第二步中，可采用各种液-液分离器对水相和油相进行分离。
本发明方法第三步中，水相中的氨蒸出后用水吸收制得氨水，或直接回用于第一步；水相中的丁酮蒸出后冷凝回收。
本发明方法第四步中，为了将甲酰胺彻底反应完，应使丁酮连氮过量，丁酮连氮和甲酰胺的摩尔比为0.5～1﹕1。反应方程式如下：
以上反应可在常压下进行，丁酮、氨和丁酮连氮的蒸馏分离工序可以采用单效、多效、热泵等蒸发工艺进行。
三氮唑产品的熔点与含量有关，含量越高熔点也越高，95％的熔点在108～110℃，99％的熔点在118～120℃。
实施例1
反应过程如图1所示。将216g丁酮、67.5g甲酰胺(1.5mol)和340g氨水(质量分数为20％)加入到带有回流冷凝管、温度计、滴液漏斗和搅拌的四口烧瓶中，滴液漏斗内加入质量分数为30％过氧化氢113.3g(1mol)，加热反应液至45℃，滴加过氧化氢，控制反应温度为45℃，3～4小时滴完，滴加完后在50℃保温反应2小时。反应完毕后，将反应液转入分液漏斗中，将水相和油相分离，油相中含丁酮连氮123.2g(0.88mol)。将水相转入带有蒸馏装置、温度计、滴液漏斗和搅拌的四口烧瓶中，油浴加热，把氨、丁酮和水蒸出(氨用水吸收，丁酮冷凝回收)，将剩下的甲酰胺(在第一步中加入的，即水相中的全部甲酰胺)升温至170～175℃；将油相转入滴液漏斗中，当甲酰胺的温度达到170℃时，开始滴加油相，控制反应温度为170～175℃，3～4小时滴完，滴加完后在175～180℃保温反应30min，蒸馏回收未反应的丁酮连氮。反应完毕后，冷却结晶，得1,2,4-三氮唑51.74g，含量为97.4％(熔点115.5℃)，收率为97.3％(以甲酰胺计)。
实施例2
将576g丁酮、90g甲酰胺(2mol)和408g氨水(质量分数为25％)加入带有回流冷凝管、温度计、滴液漏斗和搅拌的四口烧瓶中，滴液漏斗内加入质量分数为50％过氧化氢136g(2mol)，加热至40℃，滴加过氧化氢，控制反应温度为40℃，3～4小时滴完，滴加完后在45℃保温反应2.5小时。反应完毕后，将反应液转入分液漏斗中，将水相和油相分离，油相中含丁酮连氮245.4g(1.75mol)。将水相转入带有蒸馏装置、温度计、滴液漏斗和搅拌的四口烧瓶中，油浴加热，把氨、丁酮和水蒸出(氨用水吸收，丁酮冷凝回收)，将剩下的甲酰胺(在第一步中加入的，即水相中的全部甲酰胺)升温至170～175℃；将油相转入滴液漏斗中，当甲酰胺的温度达到175℃时，开始滴加油相，控制反应温度为175～180℃，3～4小时滴完，滴加完后在180～185℃保温反应30min，蒸馏回收未反应的丁酮连氮。反应完毕后，冷却结晶，得1,2,4-三氮唑68.6g，含量为97.8％(熔点116.1℃)，收率为97.2％(以甲酰胺计)。
实施例3
将160g丁酮、45g甲酰胺(1mol)和1632g氨水(质量分数为25％)加入带有回流冷凝管、温度计、滴液漏斗和搅拌的四口烧瓶中，滴液漏斗内加入质量分数为90％过氧化氢38g(1mol)，加热至60℃，滴加过氧化氢，控制反应温度为65℃，1～2小时滴完，滴加完后在65℃保温反应2.5小时。反应完毕后，将反应液转入分液漏斗中，将水相和油相分离，油相中含丁酮连氮119.2g(0.85mol)。将水相转入带有蒸馏装置、温度计、滴液漏斗和搅拌的四口烧瓶中，油浴加热，把氨、丁酮和水蒸出(氨用水吸收，丁酮冷凝回收)，将剩下的甲酰胺(在第一步中加入的，即水相中的全部甲酰胺)升温至160～165℃；将油相转入滴液漏斗中，当甲酰胺的温度达到165℃时，开始滴加油相，控制反应温度为185～190℃，3～4小时滴完，滴加完后在190℃保温反应20min，蒸馏回收未反应的丁酮连氮。反应完毕后，冷却结晶，得1,2,4-三氮唑34.4g，含量为97.9％(熔点116.5℃)，收率为97.6％(以甲酰胺计)。
实施例4
将630g丁酮、135g甲酰胺(3mol)和816g氨水(质量分数为25％)加入带有回流冷凝管、温度计、滴液漏斗和搅拌的四口烧瓶中，滴液漏斗内加入质量分数为60％过氧化氢113.3g(2mol)，加热至55℃，滴加过氧化氢，控制反应温度为60℃，1～2小时滴完，滴加完后在65℃保温反应2.5小时。反应完毕后，将反应液转入分液漏斗中，将水相和油相分离，油相中含丁酮连氮246.4g(1.76mol)。将水相转入带有蒸馏装置、温度计、滴液漏斗和搅拌的四口烧瓶中，油浴加热，把氨、丁酮和水蒸出(氨用水吸收，丁酮冷凝回收)，将剩下的甲酰胺(在第一步中加入的，即水相中的全部甲酰胺)升温至165～170℃；将油相转入滴液漏斗中，当甲酰胺的温度达到165℃时，开始滴加油相，控制反应温度为170℃，2～3小时滴完，滴加完后在170℃保温反应60min，蒸馏回收未反应的丁酮连氮。反应完毕后，冷却结晶，得1,2,4-三氮唑103.2g，含量为97.5％(熔点115.9℃)，收率为97.1％(以甲酰胺计)。

Claims (7)

1.三氮唑的合成方法，其特征在于：包括如下步骤：
第一步：将氨、过氧化氢和丁酮在甲酰胺存在下进行反应，制得丁酮连氮；所述的过氧化氢为质量百分比含量为25~90%的H2O2水溶液，氨是无水的或水溶液的；
第二步：将含有丁酮连氮的上层油相和含有甲酰胺的水相分离；
第三步：将水相中的氨和丁酮蒸出回用于第一步，并将水相中的水分全部蒸掉，回收甲酰胺；
第四步：将甲酰胺升温至165~190℃，然后把油相滴加到甲酰胺中，反应生成的氨和丁酮回用于第一步；油相滴加完后，在165~190℃温度下保温反应20~60min，将未反应完的丁酮连氮蒸馏回收，即制得1,2,4-三氮唑。
2.如权利要求1所述三氮唑的合成方法，其特征在于：第四步中将甲酰胺升温至170~175℃，然后把第二步中的油相滴加到甲酰胺中。
3.如权利要求1或2所述三氮唑的合成方法，其特征在于：第四步中油相滴加完后，在170~175℃保温反应；保温反应的时间为30~40min。
4.如权利要求1所述三氮唑的合成方法，其特征在于：第四步中使用过量丁酮连氮，丁酮连氮和甲酰胺的摩尔比为0.5~1﹕1。
5.如权利要求1所述三氮唑的合成方法，其特征在于：第一步中每摩尔过氧化氢可用0.2～5摩尔的丁酮、0.2～5摩尔的氨和0.2～4摩尔的甲酰胺。
6.如权利要求5所述三氮唑的合成方法，其特征在于：第一步中每摩尔过氧化氢可用1.5～4摩尔的丁酮、1.5～4摩尔的氨和1～3摩尔的甲酰胺。
7.如权利要求1所述三氮唑的合成方法，其特征在于：第一步中的反应温度为30～70℃。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6002015A (en) * 1998-05-12 1999-12-14 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Method of producing 1,2,4-triazole
CN103044285A (zh) * 2013-01-17 2013-04-17 重庆蓝苗生物科技开发有限公司 过氧化氢法制备丁酮连氮

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6002015A (en) * 1998-05-12 1999-12-14 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Method of producing 1,2,4-triazole
CN103044285A (zh) * 2013-01-17 2013-04-17 重庆蓝苗生物科技开发有限公司 过氧化氢法制备丁酮连氮

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1,2,4-三氮唑的合成方法;张扬;《四川化工》;20051231;第8卷(第2期);第18-20页 *
水合肼中间体丁酮连氮的合成工艺研究;沈俊等;《精细化工中间体》;20080630;第38卷(第3期);第57-58、61页 *

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