CN1919839B - 2-氯甲基苯并咪唑的制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种2-氯甲基苯并咪唑化合物的制备工艺，是将邻苯二胺与氯乙酸以1∶1.2～1∶1.5的摩尔比混合，以4mol/L HCl溶液作为催化剂和溶剂，先在室温下搅拌3～6h，再在100～120℃加热回流3～6小时，然后将反应混和物倾入0～10℃的冷水中，在剧烈搅拌下，用稀氨水中和调节至pH 8～9后，抽滤、洗涤、沉淀、干燥而得。本发明制备2-氯甲基苯并咪唑的工艺简单、成本低，产率高(87-93％)，产品纯度高(96％)；所得产品完全溶于无水乙醇、丙酮等有机溶剂。

Description

2-氯甲基苯并咪唑的制备工艺
技术领域
本发明涉及有机化合物的制备，尤其涉及一种由邻苯二胺与氯乙酸直接作用生成2-氯甲基苯并咪唑的制备工艺。
背景技术
2-氯甲基苯并咪唑是一种十分重要的苯并咪唑类化合物，同时也是一种重要的有机合成中间体，其结构式如下式：
Figure G2006101045325D00011
其分子中含有
Figure G2006101045325D00012
这样一个基团，结构上与烯丙基氯和苄基氯非常相似，Cl原子属于烯丙型的，且活性比烯丙基氯还要高；同时在苯并咪唑环系统中包含有两个氮原子，一个是三级氮原子，而另一个氮原子上连接一个活性氢原子，故2-氯甲基苯并咪唑分子结构中有两个活性中心，从而使其具有很高的化学反应活性，可以通过它将苯并咪唑环引入分子中某一特定的部位，因而是一种非常重要的精细有机合成中间体化合物。2-氯甲基苯并咪唑由于其优异的吸附功能被广泛用于盐酸清洗液中的缓蚀剂；含咪唑环的苯并咪唑及其衍生物在抗癌、抗真菌、镇痛消炎、抗风湿、驱虫等方面有极重要的药用价值，可作为药物中间体制备医药和农药。带苯并咪唑等配位基团的过渡金属也是一类很重要的物质，在金属酶的模拟方面具有重要意义，如利用它可模拟天然超氧化物歧化酶(SOD)、碳酸酐水解酶及酸性磷酸酯酶的活性部位研究生物活性。苯并咪唑衍生物还可做铜铝等金属防腐剂、光敏剂、无银照相、表面活性剂、荧光增白剂、光敏染料及抗辐射剂等。
目前大多数文献报导2-氯甲基苯并咪唑的合成方法是Bloom and Day(Bloom and Day，J.Org.Chcm.4，14(1939))改造过的Phillps(Phillips.The Formation of 2-Substituted Benzimidazoles，J Chem Soc，1928，2393)的方法：将邻苯二胺与氯乙酸和4mol/L盐酸水溶液混合，加热回流搅拌50Min，反应体系静置过夜后过滤残渣，再后处理；产率为80～85％。国内报道的合成方法是：将邻苯二胺与氯乙酸和4mol/L盐酸水溶液混合，加热回流搅拌4h，再后处理，但其产率只有62.60％(辽宁化工Vol.28，No.2，1999，李雅清和谭日红著)。Bloom and Day的方法产率较高，但反应时间较长，后处理繁杂，产品往往需要用活性炭脱色；李雅清和谭日红的方法反应时间较短，但产率较低。同时由于2-氯甲基苯并咪唑受温度影响，易发生自身聚合成为树脂，从而不溶于无水乙醇等有机溶剂的缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种由邻苯二胺与氯乙酸直接作用生成2-氯甲基苯并咪唑的制备工艺，该工艺制备的产品纯度高，反应时间短，产率高。
本发明的目的通过以下措施实现：
一种2-氯甲基苯并咪唑的化合物的制备工艺，是将邻苯二胺与氯乙酸以1∶1.2～1∶1.5的摩尔比混合，以HCl溶液作为催化剂和溶剂，在100～120℃加热回流3～6小时，将反应混和物倾入0～10℃的冷水中，在剧烈搅拌下，用碱调节至pH 8～9后，抽滤、洗涤、沉淀、干燥而得。
所述HCl溶液的浓度为4mol/L。
所述碱为6～10mol/L稀氨水。
在上述制备工艺中，可先在室温下搅拌3～6h，再在100～120℃温度下加热回流3～6h后，然后将反应混和物倾入0～10℃的冷水中，在剧烈搅拌下，用碱调节至pH 8～9后，抽滤、洗涤、沉淀、低温干燥而得。
下面通过实验说明反应温度、反应时间、反应投料比三个因素对产率和产品纯度的影响。
1、反应温度对产率和产品纯度的影响：
1.1室温(10℃)搅拌时间对产率和产品纯度的影响，见表1：
表1室温(10℃)搅拌时间对产率和产品纯度的影响
  室温(10℃)搅拌时间/h   回流时间/h   回流温度/℃   粗产品收率/％   粗产品熔程/℃
  3   4   120   59.04   128～157
  4   4   120   48.01   149～153
  5   4   120   60.24   144～149
  6   4   120   60.24   144～246
  7   4   120   84.34   140～153
  8(8h内邻苯二胺未能全溶)   4   120   84.34   148～152
1.2回流温度对产率和产品纯度的影响，见表2：
表2回流温度对产率和产品纯度的影响
  回流温度/℃   90   100   105   110   120   130   140
  粗产品产率/％   48.02   60.0   78.03   78.03   78.03   60.02   68.68
  粗产品熔点/℃   141-144   140-148   141-144   141-144   146-148   130-154   144-220
上述实验结果表明：反应温度在2-氯甲基苯并咪唑的制备反应中，温度的影响非常敏感，不但影响产率，还直接影响产品纯度、溶解度和溶点等.同时做实验时的环境温度(室温)对实验结果影响作用也很明显，绝不能忽视，当室内温度达到20℃以上时，100～120℃才能真正称得上是一个最佳回流温度范围，否则，由于环境吸收热量的作用，回流温度会低于这个温度范围，从而对产品纯度造成影响.具体表现在若实验条件偏离这个温度范围，则所得粗产品不溶于无水乙醇，粗产品的熔程有可能很长，有几十度之差，测熔点时，随着温度的升高最后转变成红色树脂状物质.
2、回流时间对产率和产品纯度的影响，见表3。
表3回流时间对产率和产品纯度的影响
  回流时间/h   回流温度/℃   粗产品收率/％   粗产品熔程/℃及现象
  4   120   72.02   141～151(变为暗红色胶状物)
  5   120   72.02   141～150(变为暗红色胶状物)
  6   120   84.34   154～161(变为暗红色胶状物)
  7   120   84.34   153～157(变为暗红色胶状物)
  8   120   84.34   157～160(变为暗红色胶状物)
  9   120   84.34   155～160(变为暗红色胶状物)
  10   120   84.34   157～160(变为暗红色胶状物)
上述实验表明：在2-氯甲基苯并咪唑的制备反应中，反应时间是仅次于温度的第二个重要的影响因素，时间太短反应就不能进行完全，产品的转化率就不高。从实验数据可以看出，只要室温在20℃以上，可在加热升温使反应混合物回流之前，在室温下先搅拌3～6h，再在120℃温度下加热回流3～6h后，即可使反应进行完全，得到较好的结果。前后时间加起来就是6～8h。
3、反应投料比对产率和产品纯度的影响，见表4。
表4反应投料比对产率和产品纯度的影响
  反应投料比n(胺)∶n(酸)   1∶1.1   1∶1.2   1∶1.3   1∶1.4   1∶1.5
  产率   73.57   87.08   88.00   87.20   87.08
  熔程   141-147   146-148   146-148   146-148   146-148
上述实验结果表明，随着氯乙酸的投入量加大，生成2-氯甲基苯并咪唑的产率会提高，但生产成本会相应提高。综合经济与产率两个方面的因素，邻苯二氨与氯乙酸以1∶1.2～1∶1.5摩尔比投料。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明制备2-氯甲基苯并咪唑的方法，产率高，一般为87～93％；产品纯度高，粗产品纯度已达96％，粗产品熔程短，只有2℃(146～168℃)，无须重结晶既已达到Aldrich所载相同商品纯度.
2、本发明工艺制备的2-氯甲基苯并咪唑产品，可完全溶于无水乙醇、丙酮等有机溶剂，没有不溶物剩余。
3、本发明工艺简单，成本低，适用于大批量生产。
具体实施方式
一种2-氯甲基苯并咪唑的化合物的制备工艺，是将邻苯二胺与氯乙酸以1∶1.2～1∶1.5的摩尔比混合，以4mol/LHCl溶液作为催化剂和溶剂，先在室温下搅拌3～6h，再在100～120℃加热回流3～6小时，然后将反应混和物倾入0～10℃的冷水中，在剧烈搅拌下，用稀氨水中和调节至pH 8～9后，抽滤、洗涤、沉淀、干燥而得。

Claims (4)

1.一种2-氯甲基苯并咪唑的制备工艺，是将邻苯二胺与氯乙酸以1∶1.2～1∶1.5的摩尔比混合，以HCl溶液作为催化剂和溶剂，在100～120℃加热回流3～6小时，将反应混和物倾入0～10℃的冷水中，在剧烈搅拌下，用碱调节至pH 8～9后，抽滤、洗涤、沉淀、干燥而得。
2.如权利要求1所述2-氯甲基苯并咪唑的制备工艺，其特征在于：所述HCl溶液的浓度为4mol/L。
3.如权利要求1所述2-氯甲基苯并咪唑的制备工艺，其特征在于：所述碱为浓度6～10mol/L稀氨水。
4.如权利要求1所述2-氯甲基苯并咪唑的制备工艺，其特征在于：先在室温下搅拌3～6h，再在100～120℃温度下加热回流3～6h后，然后将反应混和物倾入0～10℃的冷水中，在剧烈搅拌下，用碱调节至pH 8～9后，抽滤、洗涤、沉淀、低温干燥而得。
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