CN107021930B - 合成1h,1`h-（2,2`-双苯并咪唑）-5,5`-二胺的方法 - Google Patents

合成1h,1`h-（2,2`-双苯并咪唑）-5,5`-二胺的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种合成1H,1'H‑（2,2'‑双苯并咪唑）‑5,5'‑二胺的方法，包括由草酰氯与2,4‑二硝基苯胺经缩合反应得到N,N’‑双（2,4‑二硝基苯基）草酰胺、N,N’‑双（2,4‑二硝基苯基）草酰胺经催化加氢得到N,N’‑双（2,4‑二氨基苯基）草酰胺以及N,N’‑双（2,4‑二氨基苯基）草酰胺经脱水环合得到1H,1'H‑（2,2'‑双苯并咪唑）‑5,5'‑二胺。本发明的合成路线较短，原料价廉易得，工艺安全性高，操作简便，生产成本较低，反应收率较高，尤其是对环境污染较小，从而适合工业化生产。

Description

合成1H,1`H-（2,2`-双苯并咪唑）-5,5`-二胺的方法
技术领域
本发明属于双苯并咪唑技术领域，具体涉及一种合成1H,1'H-（2,2'-双苯并咪唑）-5,5'-二胺的方法。
背景技术
苯并咪唑是一种含有两个氮原子的苯并杂环化合物，苯并咪唑衍生物及其金属配合物具有良好的生物活性和特殊的化学性能，既可用于药物的合成，也可用于聚合物的制备。苯并咪唑类聚合物具有优异的机械性能、耐化学腐蚀性、耐高温性、抗燃性，在航空航天和高性能电子材料方面应用广泛。
1H,1'H-（2,2'-双苯并咪唑）-5,5'-二胺是一种用于高分子合成的新型苯并咪唑类二胺单体，可用于合成新型聚酰亚胺、聚酰胺、聚醚、有机硅类聚合物。
“Molecular docking studies and synthesis of novel bisbenzimidazolederivatives as inhibitors of α-glucosidase”，Musa Özil等，《Bioorganic &Medicinal Chemistry》，第24期，第5103～5114页，2016年，公开了一种用4-硝基邻苯二胺与草酸在多聚磷酸的条件下合成1H,1'H-5,5'-二硝基-（2,2'-双苯并咪唑）的方法，该方法在制备过程中会产生了大量酸性废水，污染严重，不适合工业化生产。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，提供一种对环境污染较小、适合工业化生产的合成1H,1'H-（2,2'-双苯并咪唑）-5,5'-二胺的方法。
实现本发明目的的技术方案是：一种合成1H,1'H-（2,2'-双苯并咪唑）-5,5'-二胺的方法，具有以下步骤：
a、由草酰氯与2,4-二硝基苯胺经缩合反应得到N,N’-双（2,4-二硝基苯基）草酰胺；
b、N,N’-双（2,4-二硝基苯基）草酰胺经催化加氢得到N,N’-双（2,4-二氨基苯基）草酰胺；
c、N,N’-双（2,4-二氨基苯基）草酰胺经脱水环合得到1H,1'H-（2,2'-双苯并咪唑）-5,5'-二胺。
具体合成路线如下：
。
上述步骤a是在缚酸剂的存在下进行的；所述缚酸剂为三乙胺、二异丙基乙胺、吡啶、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾中的一种或多种。
上述步骤a是在有机溶剂的存在下进行的；所述有机溶剂为二氯乙烷、二氯甲烷、苯、甲苯、氯仿、四氯化碳、四氢呋喃中的一种或多种。
上述步骤b的催化加氢采用的加氢催化剂为钯炭、铂炭、活性镍、铑碳中的一种或多种。
上述步骤b是在有机溶剂的存在下进行的；所述有机溶剂为四氢呋喃、乙醇、甲醇、异丙醇、二甲基甲酰胺（DMF）、二甲基乙酰胺（DMAc）、N-甲基吡咯烷酮、乙酸乙酯、苯、甲苯、二甲苯中的一种或多种。
上述步骤b的反应温度为0～150℃，优选为50～60℃。
上述步骤b的反应压力为0.1～3MPa，优选为0.6～0.9MPa。
上述步骤c是在有机溶剂的存在下进行的；所述有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮、乙醇、乙酸、异丙醇、甲醇、二甲基甲酰胺（DMF）、二甲基乙酰胺（DMAc）中一种或几种。
上述步骤c的反应温度为60～300℃。
本发明具有的积极效果：本发明的合成路线较短，原料价廉易得，工艺安全性高，操作简便，生产成本较低，反应收率较高，尤其是对环境污染较小，从而适合工业化生产。
具体实施方式
（实施例1）
本实施例合成1H,1'H-（2,2'-双苯并咪唑）-5,5'-二胺的方法具有以下步骤：
a、向反应瓶中加入600g的四氢呋喃、33g的三乙胺以及55g的2,4-二硝基苯胺，降温至5±1℃，滴加19g的草酰氯，2～3h滴完，滴完后升温至15±1℃，反应至完全。
降温至0～5℃，向反应体系中加水10g，减压浓缩回收四氢呋喃，再加水250g、甲醇50g，调整温度50～60℃，搅拌2h，冷却结晶，过滤，干燥，得到59.9g 的N,N’-双（2,4-二硝基苯基）草酰胺，收率为95.3%，纯度为99.1%（HPLC），熔点为171～174℃。
b、向高压釜中加入42g的N,N’-双（2,4-二硝基苯基）草酰胺、100mL的DMF、100mL的甲醇以及3g的活性镍催化剂，先用氮气置换三次，然后充入氢气至压力为0.6～0.8MPa，将温度控制在50～60℃，保温保压至反应完全。
反应结束后，过滤回收催化剂，滤液冷却析晶，过滤，80～85℃真空干燥，得到28.8g的N,N’-双（2,4-二氨基苯基）草酰胺，收率为96.0%，纯度为99.2%（HPLC）。
c、氮气保护下，向反应瓶中加入60g的N,N’-双（2,4-二氨基苯基）草酰胺，升温至245±5℃，反应至完全。
降温，将反应物料加入到沸腾的正丁醇中，降温结晶，过滤，干燥，得到47.5g的1H,1'H-（2,2'-双苯并咪唑）-5,5'-二胺，收率为90.0%，纯度为99.3%（HPLC），熔点为362～365℃。
（实施例2）
本实施例合成1H,1'H-（2,2'-双苯并咪唑）-5,5'-二胺的方法具有以下步骤：
a、向反应瓶中加入580mL的二氯甲烷、36.5g的二异丙基乙胺以及50g 的2,4-二硝基苯胺，降温至5±1℃，滴加17.1g的草酰氯，2～3h滴完，滴完后升温至15±1℃，反应至完全。
降温至0～5℃，向反应体系中加水180g，调整温度20～30℃，搅拌1h，减压浓缩回收二氯甲烷，冷却结晶，过滤，干燥，得到53.9g 的N,N’-双（2,4-二硝基苯基）草酰胺，收率为95.3%，纯度为99.2%（HPLC），熔点为172～175℃。
b、向高压釜中加入37.8g的N,N’-双（2,4-二硝基苯基）草酰胺、100mL的DMF以及0.8g的5wt%钯炭催化剂，先用氮气置换三次，然后充入氢气至压力为0.6～0.9MPa，将温度控制在50～58℃，保温保压至反应完全。
反应结束后，过滤回收催化剂，将滤液加入到160ml水中，结晶，过滤，80～85℃真空干燥，得到25.9g 的N,N’-双（2,4-二氨基苯基）草酰胺，收率为95.9%，纯度为99.5%（HPLC）。
c、氮气保护下，向反应瓶中加入60g的N,N’-双（2,4-二氨基苯基）草酰胺以及120mL的N-甲基吡咯烷酮，升温至200±5℃，反应至完全。
减压浓缩回收溶剂，将剩余物料加入到120mL乙酸乙酯中，降温结晶，过滤，50～60℃真空干燥，得到46.5g的1H,1'H-（2,2'-双苯并咪唑）-5,5'-二胺，收率为88.1%，纯度为99.2%（HPLC），熔点为361～364℃。
（实施例3）
本实施例合成1H,1'H-（2,2'-双苯并咪唑）-5,5'-二胺的方法具有以下步骤：
a、向反应瓶中加入600g的甲苯、25g的吡啶以及55g 的2,4-二硝基苯胺，降温至5±1℃，滴加19.1g的草酰氯，2～3h滴完，滴完后升温至15±1℃，反应至完全。
降温至0～5℃，向反应体系中加水250g，调整温度50～60℃，搅拌2h，冷却结晶，过滤，干燥，得到58.6g 的N,N’-双（2,4-二硝基苯基）草酰胺，收率为92.8%，纯度为99.3%（HPLC），熔点为172.5～175℃。
b、向高压釜中加入42g的N,N’-双（2,4-二硝基苯基）草酰胺、100mL的DMAc、100mL的乙醇以及1.3g的3wt%钯炭催化剂，先用氮气置换三次，然后充入氢气至压力为0.6～0.8MPa，将温度控制在50～60℃，保温保压至反应完全。
反应结束后，过滤回收催化剂，滤液冷却析晶，过滤，80～85℃真空干燥，得到28.8g 的N,N’-双（2,4-二氨基苯基）草酰胺，收率为96.0%，纯度为99.4%（HPLC）。
c、氮气保护下，向反应瓶中加入60g的N,N’-双（2,4-二氨基苯基）草酰胺、90mL的冰乙酸以及90mL的乙醇，升温至回流，反应至完全。
减压浓缩回收溶剂，将剩余物料加入到120mL水中，控制温度25±1℃℃，滴加1N氢氧化钠调节pH至9～10，降温结晶，过滤，60～70℃真空干燥，得到48.0g的1H,1'H-（2,2'-双苯并咪唑）-5,5'-二胺，收率为90.9%，纯度为99.4%（HPLC），熔点为363～366℃。

Claims (1)

1.一种合成1H,1'H-（2,2'-双苯并咪唑）-5,5'-二胺的方法，其特征在于具有以下步骤：
a、由草酰氯与2,4-二硝基苯胺经缩合反应得到N,N’-双（2,4-二硝基苯基）草酰胺；
b、N,N’-双（2,4-二硝基苯基）草酰胺经催化加氢得到N,N’-双（2,4-二氨基苯基）草酰胺；
c、N,N’-双（2,4-二氨基苯基）草酰胺经脱水环合得到1H,1'H-（2,2'-双苯并咪唑）-5,5'-二胺；
上述步骤a是在缚酸剂的存在下进行的；所述缚酸剂为三乙胺、二异丙基乙胺、吡啶、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾中的一种或多种；
上述步骤a是在有机溶剂的存在下进行的；所述有机溶剂为二氯乙烷、二氯甲烷、苯、甲苯、氯仿、四氯化碳、四氢呋喃中的一种或多种；
上述步骤b的催化加氢采用的加氢催化剂为钯炭、铂炭、活性镍、铑碳中的一种或多种；
上述步骤b是在有机溶剂的存在下进行的；所述有机溶剂为四氢呋喃、乙醇、甲醇、异丙醇、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、乙酸乙酯、苯、甲苯、二甲苯中的一种或多种；
上述步骤b的反应温度为50～60℃；
上述步骤b的反应压力为0.6～0.9MPa；
上述步骤c是在有机溶剂的存在下进行的；所述有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮、乙醇、乙酸、异丙醇、甲醇、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺中一种或几种；
上述步骤c的反应温度为60～300℃。
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