CN1058003C - 4-甲基咪唑的合成工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种4-甲基咪唑的合成工艺，该合成工艺以丙酮醛、甲醛和硫酸铵为原料，首先分别将甲醛和丙酮醛制成混合液，将硫酸铵制成水溶液，然后将混合醛溶液滴加到硫酸铵溶液中，滴加反应完毕后，用氢氧化钠溶液或氨水调pH值，最后用异丁醇或丁醇萃取，常压下蒸除萃取剂，得到产物4-甲基咪唑。利用本发明工艺合成4-甲基咪唑，最后得到产物近定量，用气相色谱分析，含量大于99.5%。
Description
本发明涉及一种4-甲基咪唑的合成工艺，属于化工技术领域。
4-甲基咪唑是一种重要的化工原料，是合成胃药西咪替丁的重要中间体。4-甲基咪唑的合成有多种方法，但从工业上较易实现和经济成本来讲，以丙酮醛，甲醛和铵盐为原料是较佳的路线。国外对4-甲基咪唑的研究起步较早，但大多数文献报道的收率是通过测定反应液产物浓度计算而得。如日本专利JP89139567报道，其合成所用原料配比为丙酮醛∶甲醛∶硫酸铵的克分子比为1∶1.01∶1.1，反应结束后，通过测定4-甲基咪唑的浓度计算出的收率在89％左右，但没有后处理工艺，因而没有给出最终得到产物的收率。
目前我国生产4-甲基咪唑的收率大多在60％左右。由于生产能力较低，纯度较差，每年要进口300吨左右的4-甲基咪唑，进口价格在每吨14万元人民币左右。随着胃药西咪替丁市场的扩大，对4-甲基咪唑的需求也在增长。
本发明的目的是设计一种4-甲基咪唑的合成工艺，以精密仪器为检测手段，通过对反应条件的精细研究，找出合成4-甲基咪唑的最佳工艺条件。提高最终得到的产物的纯度和收率。
本发明的4-甲基咪唑合成工艺包括以下步骤：
1)将1份浓度为37％的甲醛和2.6-3.3份浓度为40％的丙酮醛混合制成混合醛溶液；
2)将1.9-2.4份的硫酸铵和2-5份的水制成溶液，升温至75-85℃后用硫酸调PH＝1.5-2.5；
3)在充分搅拌下，在两小时左右均匀地将混合醛溶液滴加到硫酸铵溶液中，用氨水维持反应液的PH不变，滴加完毕，继续反应2-3小时；
4)将反应液降温到50度以下，用氢氧化钠溶液或氨水调PH＝9.2-9.8，继续搅拌20分钟；
5)用与反应液等体积的异丁醇或丁醇分五次萃取，常压下蒸除萃取剂，再用水泵减压蒸除较高沸点的丙二醇等杂质，然后改换精馏装置，油泵减压下蒸馏4-甲基咪唑，调节油泵的真空度，维持在4-甲基咪唑的沸点120-130℃之间。
本发明的合成工艺中，丙酮醛∶甲醛∶硫酸铵的配比，换算成克分子比为1∶0.7-0.9∶1.2-1.5，反应液的PH控制在1.5-2.5，反应液萃取时的PH为9.2-9.8.4-甲基咪唑是一个易溶解于水的化合物。只有将溶液的PH调到其等电点才能近定量将其萃取出来。萃取时的PH值在已有技术中未见有确切的报道，而本发明确定了PH的值。按照本发明的方法合成4-甲基咪唑最后得到产物的收率近定量。含量经过气相色谱分析大于99.5％。
下面是本发明的实施例：
实施例1：
将72.6克硫酸铵和80克水加入安装有电动搅拌、温度计、恒压滴液漏斗和PH计的1000毫升四口瓶中。开动搅拌后再升温至80度。用浓硫酸调PH＝2-2.5，在两小时左右均匀滴加完30.4克37％甲醛和89克39％的丙酮醛混合溶液。滴加过程中，用25％氨水维持PH恒定在要求范围内，滴加完毕，继续搅拌反应两小时，降温至50度以下，用40％氢氧化钠溶液调节PH＝9.8，用异丁醇萃取。每次100毫升，共五次。合并萃取液，常压下蒸馏出异丁醇，再用水泵减压蒸馏出高沸点的杂质，改用精馏装置，接收125-127℃/10mmg馏份，得4-甲基咪唑，白色固体重30.5克，熔点55-56度，收率99％(以甲醛计算)。
实施例2：
将80克硫酸铵和120克水加入安装有电动搅拌、温度计、恒压滴液漏斗和PH计的1000毫升四口瓶中。开动搅拌后再升温至80度。用浓硫酸调PH＝1.8-2.3，在两小时左右均匀滴加完32.4克37％甲醛和90克39％的丙酮醛混合溶液。滴加过程中，用25％氨水维持PH恒定在要求范围内，滴加完毕，继续搅拌反应两小时，降温至40度以下，用40％氢氧化钠溶液调节PH＝9.6，用异丁醇萃取。每次100毫升，共五次。合并萃取液，常压下蒸馏出异丁醇，再用水泵减压蒸馏出高沸点的杂质，改用精馏装置，接收128-130℃/11mmg馏份，得4-甲基咪唑，白色固体重32克，收率97.6％(以甲醛计算)。
实施例3：
将66克硫酸铵和80克水加入安装有电动搅拌、温度计、恒压滴液漏斗和PH计的1000毫升四口瓶中。开动搅拌后再升温至80度。用浓硫酸调PH＝2，在两小时左右均匀滴加完30.4克37％的甲醛和89克39％的丙酮醛混合溶液。滴加过程中，用25％氨水维持PH恒定在要求范围内，滴加完毕，继续搅拌反应两小时，降温至40度以下，用氨水调节PH＝9.4，其它操作同上。得白色固体29.5克，收率96％(以甲醛计算)。
Claims (1)
1、一种4-甲基咪唑的合成工艺，以丙酮醛、甲醛和硫酸铵为原料，其特征在于其反应工艺包括以下各步骤：
1)将1份浓度为37％的甲醛和2.6-3.3份浓度为40％的丙酮醛混合制成混合醛溶液；
2)将1.9-2.4份的硫酸铵和2-5份的水制成溶液，升温至75-85℃后用硫酸调PH＝1.5-2.5；
3)在充分搅拌下，在两小时左右均匀地将混合醛溶液滴加到硫酸铵溶液中，用氨水维持反应液的PH不变，滴加完毕，继续反应2-3小时；
4)将反应液降温到50度以下，用氢氧化钠溶液或氨水调PH＝9.2-9.8，继续搅拌20分钟；
5)用与反应液等体积的异丁醇或丁醇分五次萃取，常压下蒸除萃取剂，再用水泵减压蒸除较高沸点的丙二醇等杂质，然后改换精馏装置，油泵减压下蒸馏4-甲基咪唑，调节油泵的真空度，维持在4-甲基咪唑的沸点120-130℃之间。
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