CN104788380A - 一种2-甲基咪唑的制备方法 - Google Patents

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    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D233/00—Heterocyclic compounds containing 1,3-diazole or hydrogenated 1,3-diazole rings, not condensed with other rings
    • C07D233/54—Heterocyclic compounds containing 1,3-diazole or hydrogenated 1,3-diazole rings, not condensed with other rings having two double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D233/56—Heterocyclic compounds containing 1,3-diazole or hydrogenated 1,3-diazole rings, not condensed with other rings having two double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with only hydrogen atoms or radicals containing only hydrogen and carbon atoms, attached to ring carbon atoms
    • C07D233/58—Heterocyclic compounds containing 1,3-diazole or hydrogenated 1,3-diazole rings, not condensed with other rings having two double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with only hydrogen atoms or radicals containing only hydrogen and carbon atoms, attached to ring carbon atoms with only hydrogen atoms or radicals containing only hydrogen and carbon atoms, attached to ring nitrogen atoms

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Abstract

本发明公开了一种2-甲基咪唑的制备方法，它由改进后的乙二醛法制得粗制2-甲基咪唑后，通过离子交换树脂和重结晶，得到精制的2-甲基咪唑。与现有技术相比，本发明制备方法简单且成本较低。同时，本发明方法的产率可达88％，所得产品纯度可达95％。

Description

一种2-甲基咪唑的制备方法
技术领域
本发明属于化学合成领域，具体涉及一种2-甲基咪唑的制备方法。
背景技术
2-甲基咪唑是一种重要的精细化工产品，主要用于合成药物甲硝唑，还可作为环氧树脂固化剂、工业用杀菌剂、防锈剂及防静电剂。
2-甲基咪唑的合成有两种方法，乙二胺法和乙二醛法。乙二胺法反应条件苛刻，工艺复杂，生产成本高，现基本被淘汰。乙二醛是以乙二醛、乙醛、氨水为原料经Radziszewski反应合成2-甲基咪唑。该法与乙二胺法相比有较大优势，但原料乙二醛价格高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种2-甲基咪唑的制备方法，以解决现有技术存在的工艺复杂，成本过高的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种2-甲基咪唑的制备方法，它包括如下步骤：
(1)将硝酸水溶液与乙醛在催化剂条件下混合反应，过滤取滤液；
(2)将步骤(1)中所得滤液与乙醛水溶液混合后，加入硝酸铵水溶液中，混合完全后升温至50℃下反应2h，再升温至80℃下反应2h，浓缩得到2-甲基咪唑粗品；
(3)将步骤(2)中所得的2-甲基咪唑粗品溶于苯中，过滤取滤液，利用氨基树脂柱离子交换后，将通过液加热至60～70℃保持0.2～0.6h，冷却后，浓缩至近干，然后置于烘箱中干燥；再将其溶于水后，加热至80～90℃保持0.2～0.6h，冷却后，浓缩至近干，然后置于烘箱中干燥，得到精制2-甲基咪唑。
步骤(1)中，步骤(1)中，硝酸水溶液与乙醛的重量比为1:3。
步骤(1)中，所述的催化剂为二氧化锰和硝酸铜的混合物；其中，二氧化锰和硝酸铜的质量比为1：2。
步骤(2)中，乙醛水溶液与滤液的质量比为1：1.5～1.8；其中，乙醛水溶液中，乙醛的质量百分比为40％。
步骤(2)中，硝酸铵水溶液中硝酸铵的质量百分比为25～40％。
步骤(2)中，乙醛水溶液与滤液的混合液与硝酸铵水溶液的质量比为1：1.8～2.2。
步骤(3)中，所述的氨基树脂为脲醛树脂或聚丙烯酰胺树脂。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下优点：
本发明的制备方法简单，且通过乙醛合成乙二醛降低了成本。同时，本发明方法以二氧化锰和硝酸铜的混合物为催化剂，催化效果好，选择性强；后又在冰浴条件下，滴加乙醛和乙二醛的混合液，并通过两次升温反应，提高了产率，产率可达86-88％；最后又通过氨基树脂进行离子交换，并两次结晶，提高了纯度，纯度可达92-95％。
具体实施方式
根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的内容仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
实施例1
本实施例中，一种2-甲基咪唑的制备方法，包括以下几个步骤：
(1)将150g 35％的硝酸和200g乙醛在催化剂催化的条件下反应，过滤得到乙二醛溶液；
(2)将步骤(1)中得到的150g乙二醛溶液和100g质量分数为40％的乙醛混合，并将其混合液滴加于冰浴条件下的450g硝酸铵水溶液中，然后升温至50℃，反应时间为2h，再升温至80℃，反应2h，反应得到2-甲基咪唑粗品；
(3)将2-甲基咪唑粗品溶于热苯中，过滤得到滤液，将滤液通过氨基树脂之后，加热至60℃，在缓慢搅拌下，冷却至室温，然后置于烘箱中干燥，复溶于水中，加热至80℃，在缓慢搅拌下，冷却至室温，然后置于烘箱中干燥，得到精制2-甲基咪唑。
其中，所述催化剂为二氧化锰和硝酸铜的混合物，其重量比为1:2；硝酸铵水溶液中硝酸铵的质量百分数为25-40％。
对比例1
一种2-甲基咪唑的制备方法，包括以下几个步骤：
(1)将150g 35％的硝酸和200g乙醛在硝酸铜催化的条件下反应，过滤得到乙二醛溶液；
(2)将步骤(1)中得到的150g乙二醛溶液和100g质量分数为40％的乙醛混合，并将其混合液滴加于450g硝酸铵水溶液中，然后升温至50℃，反应时间为2h，再升温至80℃，反应2h，反应得到2-甲基咪唑粗品；
(3)将2-甲基咪唑粗品溶于热苯中，过滤得到滤液，将滤液通过氨基树脂之后，加热至60℃，在缓慢搅拌下，冷却至室温，然后置于烘箱中干燥，复溶于水中，加热至80℃，在缓慢搅拌下，冷却至室温，然后置于烘箱中干燥，得到精制2-甲基咪唑。
其中，所述催化剂为二氧化锰和硝酸铜的混合物，其重量比为1:2；硝酸铵水溶液中硝酸铵的质量百分数为25-40％。
对比例1相对于实施例1，得到的乙二醛产率低，且影响步骤(2)中得到的2-甲基咪唑粗品的产率和纯度，通过步骤(3)精制之后得到的产率为45％，纯度为68％。
对比例2
一种2-甲基咪唑的制备方法，包括以下几个步骤：
(1)将150g 35％的硝酸和200g乙醛在硝酸铜催化的条件下反应，过滤得到乙二醛溶液；
(2)将步骤(1)中得到的150g乙二醛溶液和100g质量分数为40％的乙醛混合，并将其混合液滴加于450g硝酸铵水溶液中，然后升温至80℃，反应2h，反应得到2-甲基咪唑粗品；
(3)将2-甲基咪唑粗品溶于热苯中，过滤得到滤液，将滤液通过氨基树脂之后，加热至60℃，在缓慢搅拌下，冷却至室温，然后置于烘箱中干燥，复溶于水中，加热至80℃，在缓慢搅拌下，冷却至室温，然后置于烘箱中干燥，得到精制2-甲基咪唑。
其中，所述催化剂为二氧化锰和硝酸铜的混合物，其重量比为1:2；硝酸铵水溶液中硝酸铵的质量百分数为25-40％。
对比例1相对于实施例1，得到的乙二醛产率低，且影响步骤(2)中得到的2-甲基咪唑粗品的产率和纯度，通过步骤(3)精制之后得到的产率为35％，纯度为50％。
实施例2
本实施例中，本实施例中，一种2-甲基咪唑的制备方法，包括以下几个步骤：
(1)将100g 35％的硝酸和180g乙醛在催化剂催化的条件下反应，过滤得到乙二醛溶液；
(2)将步骤(1)中得到的180g乙二醛溶液和100g质量分数为40％的乙醛混合，并将其混合液滴加于冰浴条件下的616g硝酸铵水溶液中，然后升温至50℃，反应时间为2h，再升温至80℃，反应2h，反应得到2-甲基咪唑粗品；
(3)将2-甲基咪唑粗品溶于热苯中，过滤得到滤液，将滤液通过聚丙烯酰胺树脂之后，加热至60℃，在缓慢搅拌下，冷却至室温，然后置于烘箱中干燥，复溶于水中，加热至80℃，在缓慢搅拌下，冷却至室温，然后置于烘箱中干燥，得到精制2-甲基咪唑。
其中，所述催化剂为二氧化锰和硝酸铜的混合物，其重量比为1:2；硝酸铵水溶液中硝酸铵的质量百分数为25-40％。
聚丙烯酰胺树脂在使用前，先浸泡在乙醇中2-3h，在乙醇条件下装柱，装柱后，首先用丙酮淋洗柱子，然后倒入滤液，收集滤液，最后用水冲洗柱子。
实施例3
本实施例中，本实施例中，一种2-甲基咪唑的制备方法，包括以下几个步骤：
(1)将150g 35％的硝酸和200g乙醛在催化剂催化的条件下反应，过滤得到乙二醛溶液；
(2)将步骤(1)中得到的90g乙二醛溶液和50g质量分数为40％的乙醛混合，并将其混合液滴加于冰浴条件下的280g硝酸铵水溶液中，然后升温至50℃，反应时间为2h，再升温至80℃，反应2h，反应得到2-甲基咪唑粗品；
(3)将2-甲基咪唑粗品溶于热苯中，过滤得到滤液，将滤液通过脲醛树脂之后，加热至60℃，在缓慢搅拌下，冷却至室温，然后置于烘箱中干燥，复溶于水中，加热至80℃，在缓慢搅拌下，冷却至室温，然后置于烘箱中干燥，得到精制2-甲基咪唑。
其中，所述催化剂为二氧化锰和硝酸铜的混合物，其重量比为1:2；硝酸铵水溶液中硝酸铵的质量百分数为25-40％。
脲醛树脂在使用前，先浸泡在80％的乙醇水溶液中2-3h，在100％乙醇条件下装柱，装柱后，首先用100％乙醇淋洗柱子，然后倒入滤液，收集滤液，最后用水冲洗柱子。

Claims (7)

1.一种2-甲基咪唑的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将硝酸与乙醛在催化剂作用下混合反应，过滤取滤液；
(2)将步骤(1)中所得滤液与乙醛水溶液混合后，加入硝酸铵水溶液中，混合完全后升温至50℃下反应2h，再升温至80℃下反应2h，浓缩得到2-甲基咪唑粗品；
(3)将步骤(2)中所得的2-甲基咪唑粗品溶于苯中，过滤取滤液，利用氨基树脂柱离子交换后，将通过液加热至60～70℃保持0.2～0.6h，冷却后，浓缩至近干，然后置于烘箱中干燥；再将其溶于水后，加热至80～90℃保持0.2～0.6h，冷却后，浓缩至近干，然后置于烘箱中干燥，得到精制2-甲基咪唑。
2.根据权利要求1所述的2-甲基咪唑的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，硝酸水溶液与乙醛的重量比为1：3。
3.根据权利要求1所述的2-甲基咪唑的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的催化剂为二氧化锰和硝酸铜的混合物；其中，二氧化锰和硝酸铜的质量比为1：2。
4.根据权利要求1所述的2-甲基咪唑的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，乙醛水溶液与滤液的质量比为1：1.5～1.8；其中，乙醛水溶液中，乙醛的质量百分比为40％。
5.根据权利要求1所述的2-甲基咪唑的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，硝酸铵水溶液中硝酸铵的质量百分比为25～40％。
6.根据权利要求1所述的2-甲基咪唑的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，乙醛水溶液与滤液的混合液与硝酸铵水溶液的质量比为1：1.8～2.2。
7.根据权利要求1所述的2-甲基咪唑的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述的氨基树脂为脲醛树脂或聚丙烯酰胺树脂。
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