CN108658839A - N-(4-苯甲酰基苯)-咔唑的合成方法 - Google Patents

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王勤
刘为焱
黄雄
潘明
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    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D209/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings, condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom
    • C07D209/56—Ring systems containing three or more rings
    • C07D209/80—[b, c]- or [b, d]-condensed
    • C07D209/82—Carbazoles; Hydrogenated carbazoles
    • C07D209/86—Carbazoles; Hydrogenated carbazoles with only hydrogen atoms, hydrocarbon or substituted hydrocarbon radicals, directly attached to carbon atoms of the ring system

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Abstract

本发明涉及N‑(4‑苯甲酰基苯)‑咔唑的合成方法，属于化工技术领域；环丁砜在固态时需提前溶解环丁砜：将200L桶装环丁砜放入烘房，开烘房蒸汽，控温在50℃左右至环丁砜全部溶解；向反应釜中加入提前溶解的环丁砜115kg、20kg 4‑氟二苯甲酮、16.7kg咔唑、16kg碳酸钾；所用的原料廉价易得，使得生产成本降低；同时本发明操作简单安全，工艺条件合理，反应收率高，具有较大的实施价值和社会经济效益。

Description

N-(4-苯甲酰基苯)-咔唑的合成方法
技术领域
本发明涉及N-(4-苯甲酰基苯)-咔唑的合成方法，属于化工技术领域。
背景技术
咔唑是一类重要的含氮芳杂环化合物，分子内含有较大的共轭体系和较强的分子内电子转移，这种特殊的刚性稠环结构使咔唑类化合物具有优良的化学稳定性和空穴传输性能。更为重要的是咔唑的2、3、6、7、9位易于进行化学修饰，在咔唑环上可方便地引入各种功能基团，从而调节材料的光电性能，因而的合成及其开拓咔唑化合物的潜在新用途成为近年来十分活跃的研究领域。同时咔唑衍生物也可以作为功能超分子组装体的构筑单元用以制备新型有机纳米结构，也具有良好的生物活性和抗肿瘤性能。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种设计合理、操作方便的N-(4-苯甲酰基苯)-咔唑的合成方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：所述N-(4-苯甲酰基苯)-咔唑的配方为：4-氟二苯甲酮、咔唑、碳酸钾、环丁砜，它们的重量配比为：4-氟二苯甲酮18-22份、咔唑16-17份、碳酸钾15-17份、环丁砜114-116份；
所述N-(4-苯甲酰基苯)-咔唑的合成方法步骤如下：
1、检查反应釜有无上批遗留物、设备仪表是否运行正常、水电运行是否正常；
2、环丁砜在固态时需提前溶解环丁砜：将200L桶装环丁砜放入烘房，开烘房蒸汽，控温在50℃左右至环丁砜全部溶解；
3、向反应釜中加入提前溶解的环丁砜115kg、20kg4-氟二苯甲酮、16.7kg咔唑、16kg碳酸钾；
4、开始搅拌，搅拌叶轮搅拌，转速控制在300转/分钟以上，使碳酸钾能搅拌起来，升温至160±2℃，保温5小时30分钟开始中控；
5、中控合格，降温到20℃，水解，如果温度过高水解会形成糖稀状，在桨叶周围形成结块；中控不合格则继续保温，再取样直至检测合格；
6、水解：向反应釜中缓慢加入150kg水，加水过快易形成结块，搅拌半小时，离心甩料，得N-(4-苯甲酰基苯)-咔唑湿品，母液回收蒸馏；
7、将N-(4-苯甲酰基苯)-咔唑湿品再投入反应釜，然后加入3倍甲醇，搅拌升温至回流，保温1小时左右，降温至10℃左右离心甩料，得NBC湿品，报检，母液蒸馏回用；
8、检验合格后烘干：检查托盘是否清洁，将NBC湿品均匀放至托盘，进入干燥箱，升温至80℃干燥12小时后取样检测，检测合格后，降至常温后包装。
作为优选，所述步骤5中的中控合格为含量≥97％。
作为优选，所述步骤7中由于N-(4-苯甲酰基苯)-咔唑在甲醇中溶解度较小，加甲醇主要洗N-(4-苯甲酰基苯)-咔唑中杂质和未反应完的原料。
作为优选，所述步骤8中N-(4-苯甲酰基苯)-咔唑含量：≥99.0％，干燥失重：≤0.5％为合格。
采用上述工艺后，本发明有益效果为：本发明所述的N-(4-苯甲酰基苯)-咔唑的合成方法，所用的原料廉价易得，使得生产成本降低；同时本发明操作简单安全，工艺条件合理，反应收率高，具有较大的实施价值和社会经济效益；用于工业生产的新型精细化学品，广泛用于光电功能材料、染(颜)料、医药、农药和合成树脂等领域材料制造的化学中间体。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的反应原理图；
图2是本发明工艺的流程步骤图；
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
参看如图1和图2所示，
本具体实施方式所述N-(4-苯甲酰基苯)-咔唑的配方为：4-氟二苯甲酮、咔唑、碳酸钾、环丁砜，它们的重量配比为：4-氟二苯甲酮20份、咔唑16.7份、碳酸钾16份、环丁砜115份；
所述N-(4-苯甲酰基苯)-咔唑的合成方法步骤如下：
1、检查反应釜有无上批遗留物、设备仪表是否运行正常、水电运行是否正常；
2、环丁砜在固态时需提前溶解环丁砜：将200L桶装环丁砜放入烘房，开烘房蒸汽，控温在50℃左右至环丁砜全部溶解；
3、向反应釜中加入提前溶解的环丁砜115kg、20kg4-氟二苯甲酮、16.7kg咔唑、16kg碳酸钾；
4、开始搅拌，搅拌叶轮搅拌，转速控制在300转/分钟以上，使碳酸钾能搅拌起来，升温至160±2℃，保温5小时30分钟开始中控；
5、中控合格(含量≥97％)，降温到20℃，水解，如果温度过高水解会形成糖稀状，在桨叶周围形成结块；中控不合格则继续保温，再取样直至检测合格；
6、水解：向反应釜中缓慢加入150kg水，加水过快易形成结块，搅拌半小时，离心甩料，得N-(4-苯甲酰基苯)-咔唑湿品，母液回收蒸馏；
7、将N-(4-苯甲酰基苯)-咔唑湿品再投入反应釜，然后加入3倍甲醇，搅拌升温至回流，保温1小时，降温至10℃左右离心甩料，得NBC湿品，报检，母液蒸馏回用；
8、检验合格后烘干：检查托盘是否清洁，将NBC湿品均匀放至托盘，进入干燥箱，升温至80℃干燥12小时后取样检测，检测合格后(N-(4-苯甲酰基苯)-咔唑含量：≥99.0％，干燥失重：≤0.5％)降至常温后包装。
如图1所示，根据反应原理，1mol咔唑需要消耗1mol 4-氟-二苯甲酮，生成1mol N-(4-苯甲酰基苯)-咔唑，做以下实验，探索原料配比及反应温度。
实验一：
碳酸钾用量：
从上表中可以得出：当咔唑用量16.7g、4-氟-二苯甲酮用量20g、保温时间不变时，碳酸钾投量在16-22g时主含量合格，收率最高，超过16g以后含量和收率变化不大，故碳酸钾用量最佳为16g。
实验二：
环丁砜用量对收率的影响：
当催化剂不变,在最佳原料配比、反应温度和反应时间条件下,溶剂对反应的影响：
由上表可发现：环丁砜用量较小时，体系易固化；随着环丁砜用量在1.5mol时，不出现固化，收率较高，且有较好重复性，最后把用量提高，产品收率基本无变化，所以环丁砜用量1.5mol最合适。
实验三：
反应温度对收率的影响：
在n(咔唑):n(4-氟-二苯甲酮)＝1:1(摩尔比)的条件下，环丁砜作溶剂，在反应时间一定的情况下考察反应温度对收率的影响：
从上表可以看出：在160℃左右时反应较好，提纯较易。当温度保持在100℃-140℃条件下反应时，反应速率较慢，收率不高；而温度高于180℃时，副反应较多。
采用上述工艺后，本具体实施方式所述的N-(4-苯甲酰基苯)-咔唑的合成方法，所用的原料廉价易得，使得生产成本降低；同时本发明操作简单安全，工艺条件合理，反应收率高，具有较大的实施价值和社会经济效益；用于工业生产的新型精细化学品，广泛用于光电功能材料、染(颜)料、医药、农药和合成树脂等领域材料制造的化学中间体。
以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.N-(4-苯甲酰基苯)-咔唑的合成方法，其特征在于：所述N-(4-苯甲酰基苯)-咔唑的配方为：4-氟二苯甲酮、咔唑、碳酸钾、环丁砜，它们的重量配比为：4-氟二苯甲酮18-22份、咔唑16-17份、碳酸钾15-17份、环丁砜114-116份；
所述N-(4-苯甲酰基苯)-咔唑的合成方法步骤如下：
(1)、检查反应釜有无上批遗留物、设备仪表是否运行正常、水电运行是否正常；
(2)、环丁砜在固态时需提前溶解环丁砜：将200L桶装环丁砜放入烘房，开烘房蒸汽，控温在50℃左右至环丁砜全部溶解；
(3)、向反应釜中加入提前溶解的环丁砜115kg、20kg4-氟二苯甲酮、16.7kg咔唑、16kg碳酸钾；
(4)、开始搅拌，搅拌叶轮搅拌，转速控制在300转/分钟以上，使碳酸钾能搅拌起来，升温至160±2℃，保温5小时30分钟开始中控；
(5)、中控合格，降温到20℃，水解，如果温度过高水解会形成糖稀状，在桨叶周围形成结块；中控不合格则继续保温，再取样直至检测合格；
(6)、水解：向反应釜中缓慢加入150kg水，加水过快易形成结块，搅拌半小时，离心甩料，得N-(4-苯甲酰基苯)-咔唑湿品，母液回收蒸馏；
(7)、将N-(4-苯甲酰基苯)-咔唑湿品再投入反应釜，然后加入3倍甲醇，搅拌升温至回流，保温1小时左右，降温至10℃左右离心甩料，得NBC湿品，报检，母液蒸馏回用；
(8)、检验合格后烘干：检查托盘是否清洁，将NBC湿品均匀放至托盘，进入干燥箱，升温至80℃干燥12小时后取样检测，检测合格后，降至常温后包装。
2.根据权利要求1所述的N-(4-苯甲酰基苯)-咔唑的合成方法，其特征在于：所述步骤5中的中控合格为含量≥97％。
3.根据权利要求1所述的N-(4-苯甲酰基苯)-咔唑的合成方法，其特征在于：所述步骤7中由于N-(4-苯甲酰基苯)-咔唑在甲醇中溶解度较小，加甲醇主要洗N-(4-苯甲酰基苯)-咔唑中杂质和未反应完的原料。
4.根据权利要求1所述的N-(4-苯甲酰基苯)-咔唑的合成方法，其特征在于：所述步骤8中N-(4-苯甲酰基苯)-咔唑含量：≥99.0％，干燥失重：≤0.5％为合格。
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