CN111116486A - 一种5-硝基苯并咪唑酮的合成方法 - Google Patents
一种5-硝基苯并咪唑酮的合成方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111116486A CN111116486A CN202010043858.1A CN202010043858A CN111116486A CN 111116486 A CN111116486 A CN 111116486A CN 202010043858 A CN202010043858 A CN 202010043858A CN 111116486 A CN111116486 A CN 111116486A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- solvent
- nitrobenzimidazolone
- temperature
- synthesizing
- negative pressure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- -1 5-nitrobenzimidazole ketone Chemical class 0.000 title claims abstract description 14
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 title claims description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 22
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 9
- RAUWPNXIALNKQM-UHFFFAOYSA-N 4-nitro-1,2-phenylenediamine Chemical compound NC1=CC=C([N+]([O-])=O)C=C1N RAUWPNXIALNKQM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000007363 ring formation reaction Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000010790 dilution Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000012895 dilution Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 3
- MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N chlorobenzene Substances ClC1=CC=CC=C1 MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- CLHXKSVLPCOPHR-UHFFFAOYSA-N 5-nitrobenzimidazol-2-one Chemical compound C1=C([N+](=O)[O-])C=CC2=NC(=O)N=C21 CLHXKSVLPCOPHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 claims description 10
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims description 10
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 9
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 9
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 3
- 238000010533 azeotropic distillation Methods 0.000 claims description 2
- MVPPADPHJFYWMZ-IDEBNGHGSA-N chlorobenzene Chemical group Cl[13C]1=[13CH][13CH]=[13CH][13CH]=[13CH]1 MVPPADPHJFYWMZ-IDEBNGHGSA-N 0.000 claims description 2
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims description 2
- 239000013557 residual solvent Substances 0.000 claims description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 8
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 5
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 abstract description 4
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 abstract description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 8
- 238000006396 nitration reaction Methods 0.000 description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- MYONAGGJKCJOBT-UHFFFAOYSA-N benzimidazol-2-one Chemical compound C1=CC=CC2=NC(=O)N=C21 MYONAGGJKCJOBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000004811 liquid chromatography Methods 0.000 description 2
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 238000000967 suction filtration Methods 0.000 description 2
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 2
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 2
- GEYOCULIXLDCMW-UHFFFAOYSA-N 1,2-phenylenediamine Chemical compound NC1=CC=CC=C1N GEYOCULIXLDCMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ANYWGXDASKQYAD-UHFFFAOYSA-N 5-nitroisoindole-1,3-dione Chemical compound [O-][N+](=O)C1=CC=C2C(=O)NC(=O)C2=C1 ANYWGXDASKQYAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEFXTGTZJOWDOF-UHFFFAOYSA-N benzene;hydrate Chemical compound O.C1=CC=CC=C1 VEFXTGTZJOWDOF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 125000000449 nitro group Chemical group [O-][N+](*)=O 0.000 description 1
- 238000005580 one pot reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000010189 synthetic method Methods 0.000 description 1
- 239000011345 viscous material Substances 0.000 description 1
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D235/00—Heterocyclic compounds containing 1,3-diazole or hydrogenated 1,3-diazole rings, condensed with other rings
- C07D235/02—Heterocyclic compounds containing 1,3-diazole or hydrogenated 1,3-diazole rings, condensed with other rings condensed with carbocyclic rings or ring systems
- C07D235/04—Benzimidazoles; Hydrogenated benzimidazoles
- C07D235/24—Benzimidazoles; Hydrogenated benzimidazoles with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached in position 2
- C07D235/26—Oxygen atoms
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
本发明公开了一种5‑硝基苯并咪唑酮的合成方法，依次包括如下步骤：向反应器内投入4‑硝基邻苯二胺、尿素以及溶剂，控制反应体系内微负压，升温；升温至系统回流状态进行保温，继续保持反应体系内微负压；保温至环合反应结束后，蒸馏并冷凝分离溶剂；溶剂分离完毕后加水稀释，降温过滤。本发明工艺简单，生产周期短，反应条件温和，对设备条件要求低，同时可以有效提升产品质量，避免了大量废水的产生，减少环境污染。
Description
技术领域
本发明属于有机化学合成技术领域，尤其涉及一种5-硝基苯并咪唑酮的合成方法。
背景技术
5-硝基苯并咪唑酮是黄绿色粉末，分子量179，熔点316-318℃。主要用于合成颜料黄和颜料橙的原料等。目前国内外规模化生产5-硝基苯并咪唑酮的方法主要是以邻苯二胺、尿素为原始原料，先经过环合反应制得苯并咪唑酮，然后再经过硝化反应制得。硝化反应使用传统的滴加法，该方法特点放热量大，物料粘稠，会出现局部过反应，不易控制。生产的5-硝基苯并咪唑酮纯度较低，且产生的安全系数较低，是国家规定危险的工艺。硝化反应放热量大，加剧副反应导致硝化母液中杂质增多，含硝基水也很难处理，而且产生的废水量很大，在如今严峻的环保形势下，该工艺大大增加了生产成本。
发明内容
针对现有技术不足，本发明提供了一种5-硝基苯并咪唑酮的合成方法，其工艺简单，生产周期短，反应条件温和，对设备条件要求低，同时可以有效提升产品质量，避免了大量废水的产生，减少环境污染。
本发明的技术方案如下：
一种5-硝基苯并咪唑酮的合成方法，依次包括如下步骤：
（1）向反应器内投入4-硝基邻苯二胺、尿素以及溶剂，控制反应体系内微负压，升温；
（2）升温至系统回流状态进行保温，继续保持反应体系内微负压；
（3）保温至环合反应结束后，蒸馏并冷凝分离溶剂；
（4）溶剂分离完毕后加水稀释，降温过滤得5-硝基苯并咪唑酮湿品。
进一步的，所述步骤（1）中，4-硝基邻苯二胺、尿素的摩尔比为1：1.2-1.4，优选为1:1.3。
进一步的，所述步骤（1）中，微负压控制压力为-0.01~0MPa。
进一步的，所述步骤（1）中，溶剂为氯化苯，其与4-硝基邻苯二胺的摩尔比为2-4：1，优选3：1；所述步骤（2）中，保温温度为128~134℃，微负压控制压力为-0.01~0MPa。
进一步的，所述步骤（2）中，保温时间为4-6小时。
进一步的，所述步骤（3）采用以下步骤：
a.直接蒸馏并冷凝分离出一部分溶剂；
b.对系统降温进行加水，调节pH至6.5~7.0，然后升温通过共沸蒸馏将残余溶剂分离出去。
进一步的，所述步骤a中，溶剂蒸馏分离温度为128~134℃，溶剂分离量为加入量的1/2。
进一步的，所述步骤b中，加水温度控制≤105℃，pH值用盐酸调节。
进一步的，所述步骤（4）中，加水体积量等于步骤（1）加入的溶剂量，降温温度为45~50℃。
进一步的，所述步骤（4）分离得到母液，套用至步骤（3）以及步骤（4）中作为水使用。
与现有技术相比，本发明通过使用4-硝基邻苯二胺与尿素直接进行环合反应，一锅合成5-硝基苯并咪唑酮，省去了硝化反应环节，从产品质量方面来说，该发明解决了硝化反应杂质多的问题，提高了产品纯度；从安全生产可操作性方面来说，该发明提高了生产的安全系数；从环保经济效益方面来说，该发明大幅缩短了生产周期，提升了生产产能，同时基本不产生废水、废气，大幅节约了环保处理成本。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施实例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
（1）向1000ml四口烧瓶中加入4-硝基邻苯二胺200g，加入尿素102g，然后加入氯化苯400ml，搅拌升温，安装冷凝管使蒸发的溶剂回流，控制系统真空度-0.01~0MPa。
（2）温度达到128℃后开始保温，温度控制范围为128~134℃，保温时间为5小时，保温过程中真空度控制0.01~0MPa，系统处于全回流状态。
（3）将冷凝后的溶剂氯化苯进行分离计量，分离量达到200ml时停止分离。
（4）对系统进行降温，降温至105℃加入自来水400ml，检测pH值6.8，再次对系统进行升温，通过水与氯化苯共沸，对馏出液含有的氯化苯进行分离，水回流，直至无氯化苯馏出。
（5）向系统内加自来水400ml，降温。
（6）降温至48℃抽滤得5-硝基苯并咪唑酮湿品和母液，烘干后得干品232.10g，收率为99.20%，通过液相色谱检测法，在225nm波长下，主峰出峰时间在9~10分钟时，产品检测纯度为99.4095%。
实施例2
（1）向1000ml四口烧瓶中加入4-硝基邻苯二胺200g，加入尿素102g，然后加入氯化苯400ml，搅拌升温，安装冷凝管使蒸发的溶剂回流，控制系统真空度-0.01~0MPa。
（2）温度达到128℃后开始保温，温度控制范围为128~134℃，保温时间为5小时，保温过程中真空度控制0.005~0MPa，系统处于全回流状态。
（3）将冷凝后的溶剂氯化苯进行分离计量，分离量达到200ml时停止分离。
（4）对系统进行降温，降温至105℃加入套用母液400ml，检测pH值7.5，加30%盐酸0.1g调节pH值为6.6；再次对系统进行升温，通过母液与氯化苯共沸，对馏出液含有的氯化苯进行分离，母液回流，直至无氯化苯馏出。
（5）向系统内加套用母液400ml（母液pH值检测为6.9），降温。
（6）降温至46℃抽滤得5-硝基苯并咪唑酮湿品，烘干后得干品232.52g，收率为99.37%，通过液相色谱检测法，在225nm波长下，主峰出峰时间在9~10分钟时，产品检测纯度为99.3941%。
本发明并不限于上述的实施方式，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化，变化后的内容仍属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种5-硝基苯并咪唑酮的合成方法，其特征在于，依次包括如下步骤：
向反应器内投入4-硝基邻苯二胺、尿素以及溶剂，控制反应体系内微负压，升温；
升温至系统回流状态进行保温，继续保持反应体系内微负压；
保温至环合反应结束后，蒸馏并冷凝分离溶剂；
溶剂分离完毕后加水稀释，降温过滤得5-硝基苯并咪唑酮湿品。
2.根据权利要求1所述的5-硝基苯并咪唑酮的合成方法，其特征在于：所述步骤（1）中，4-硝基邻苯二胺与尿素的摩尔比为1:1.3。
3.根据权利要求1所述的5-硝基苯并咪唑酮的合成方法，其特征在于：所述步骤（1）中，微负压控制压力为-0.01~0MPa。
4.根据权利要求1所述的5-硝基苯并咪唑酮的合成方法，其特征在于：所述步骤（1）中，溶剂为氯化苯，其与4-硝基邻苯二胺的摩尔比为3:1；所述步骤（2）中，保温温度为128~134℃，微负压控制压力为-0.01~0MPa。
5.根据权利要求1所述的5-硝基苯并咪唑酮的合成方法，其特征在于：所述步骤（2）中，保温时间为4-6小时。
6.根据权利要求1所述的5-硝基苯并咪唑酮的合成方法，其特征在于：所述步骤（3）采用以下步骤：
直接蒸馏并冷凝分离出一部分溶剂；
对系统降温进行加水，调节pH至6.5~7.0，然后升温通过共沸蒸馏将残余溶剂分离出去。
7.根据权利要求6所述的5-硝基苯并咪唑酮的合成方法，其特征在于：所述步骤a中，溶剂蒸馏分离温度为128~134℃，溶剂分离量为加入量的1/2。
8.根据权利要求1所述的5-硝基苯并咪唑酮的合成方法，其特征在于：所述步骤b中，加水温度控制≤105℃，pH值用盐酸调节。
9.根据权利要求1所述的5-硝基苯并咪唑酮的合成方法，其特征在于：所述步骤（4）中，加水体积量等于步骤（1）加入的溶剂量，降温温度为45~50℃。
10.根据权利要求6所述的5-硝基苯并咪唑酮的合成方法，其特征在于：所述步骤（4）分离得到母液，套用至步骤（3）以及步骤（4）中作为水使用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010043858.1A CN111116486A (zh) | 2020-01-15 | 2020-01-15 | 一种5-硝基苯并咪唑酮的合成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010043858.1A CN111116486A (zh) | 2020-01-15 | 2020-01-15 | 一种5-硝基苯并咪唑酮的合成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111116486A true CN111116486A (zh) | 2020-05-08 |
Family
ID=70489517
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010043858.1A Pending CN111116486A (zh) | 2020-01-15 | 2020-01-15 | 一种5-硝基苯并咪唑酮的合成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111116486A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116003298A (zh) * | 2022-12-23 | 2023-04-25 | 山东汇海医药化工有限公司 | 一种苯并咪唑酮合成反应母液中回收尿素的方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3947434A (en) * | 1973-06-06 | 1976-03-30 | Morton-Norwich Products, Inc. | 9-(P-phenylazoanilino)-7-methyl-1H-imidazo[4,5-f]quinolines |
| US4138568A (en) * | 1976-06-11 | 1979-02-06 | Ciba-Geigy Corporation | Process for the manufacture of benzimidazolones-(2) |
| JPS55129271A (en) * | 1979-03-28 | 1980-10-06 | Mitsui Toatsu Chem Inc | Preparation of benzimidazolones |
| CN102503896A (zh) * | 2011-10-25 | 2012-06-20 | 西北农林科技大学 | 甲基丙烯酰基苯并咪唑（硫）酮衍生物及其作为抗菌药物的用途 |
| CN103193714A (zh) * | 2013-04-28 | 2013-07-10 | 江苏双乐化工颜料有限公司 | 5-氨基苯并咪唑酮的合成方法 |
-
2020
- 2020-01-15 CN CN202010043858.1A patent/CN111116486A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3947434A (en) * | 1973-06-06 | 1976-03-30 | Morton-Norwich Products, Inc. | 9-(P-phenylazoanilino)-7-methyl-1H-imidazo[4,5-f]quinolines |
| US4138568A (en) * | 1976-06-11 | 1979-02-06 | Ciba-Geigy Corporation | Process for the manufacture of benzimidazolones-(2) |
| JPS55129271A (en) * | 1979-03-28 | 1980-10-06 | Mitsui Toatsu Chem Inc | Preparation of benzimidazolones |
| CN102503896A (zh) * | 2011-10-25 | 2012-06-20 | 西北农林科技大学 | 甲基丙烯酰基苯并咪唑（硫）酮衍生物及其作为抗菌药物的用途 |
| CN103193714A (zh) * | 2013-04-28 | 2013-07-10 | 江苏双乐化工颜料有限公司 | 5-氨基苯并咪唑酮的合成方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| BHALCHANDRA M. BHANAGE ET AL.,: "Non-catalytic clean synthesis route using urea to cyclic urea and cyclic urethane compounds", 《GREEN CHEM.》 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116003298A (zh) * | 2022-12-23 | 2023-04-25 | 山东汇海医药化工有限公司 | 一种苯并咪唑酮合成反应母液中回收尿素的方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR20190132344A (ko) | 디메틸술폭시드를 증류하는 방법, 및 다단식 증류탑 | |
| CN111116486A (zh) | 一种5-硝基苯并咪唑酮的合成方法 | |
| CN103274913A (zh) | 一种甲基异丁基酮生产工艺及其设备 | |
| CN112321561B (zh) | 一种由3-羟基丙磺酸制备1,3-丙磺酸内酯的方法 | |
| CN110577500B (zh) | 2-（氨基苯基）-5-氨基苯并噁唑的制备方法 | |
| CN111233644B (zh) | 一种金刚烷酮的合成和提取方法 | |
| CN110452181B (zh) | 2-甲基-4-氨基-5-甲酰胺甲基嘧啶的合成方法 | |
| CN103145796A (zh) | 一种纽甜合成工艺 | |
| CN102952143A (zh) | 一种四苯基卟吩的制备方法 | |
| CN110790678A (zh) | 己二酸液相氨化高温脱水合成己二腈的方法 | |
| CN112409145B (zh) | 一种1-四氢萘酮的制备方法 | |
| CN116783156A (zh) | 溴代链烷酸的氨解方法 | |
| CN115466255B (zh) | 一种托品醇及其合成方法 | |
| CN102001760B (zh) | 含对苯二酚及其碱金属盐废水的回收利用方法 | |
| CN110590677A (zh) | 一种替硝唑的合成方法 | |
| CN111943816A (zh) | 一种高纯2 ,6-二叔丁基对甲酚的制备方法 | |
| CN111675671A (zh) | 一种文拉法辛杂质e的制备方法 | |
| CN114591178B (zh) | 一种oda生产工艺及生产系统 | |
| SU475368A1 (ru) | Способ получени полиолефинов | |
| JPS62138455A (ja) | アクリル系モノマ−の製造方法 | |
| US2249527A (en) | Manufacture of anhydrides of aliphatic acids | |
| CN110256221B (zh) | 一种2-烷基蒽醌的合成方法 | |
| CN112661667B (zh) | 一种三氟乙脒的制备方法 | |
| CN111909035B (zh) | 一种降低废弃物排放的四氟对苯二酸的制备方法 | |
| CN116474665A (zh) | 生产异氰尿酸三缩水甘油酯的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200508 |