RU2486176C1 - Способ получения 2-метилимидазола - Google Patents
Способ получения 2-метилимидазола Download PDFInfo
- Publication number
- RU2486176C1 RU2486176C1 RU2011146460/04A RU2011146460A RU2486176C1 RU 2486176 C1 RU2486176 C1 RU 2486176C1 RU 2011146460/04 A RU2011146460/04 A RU 2011146460/04A RU 2011146460 A RU2011146460 A RU 2011146460A RU 2486176 C1 RU2486176 C1 RU 2486176C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- ammonia
- methylimidazole
- glyoxal
- acetaldehyde
- Prior art date
Links
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Настоящее изобретение относится к способу получения 2-метилимидазола, включающий смешение 40% водного глиоксаля, ацетальдегида и водного аммиака с последующим выделением целевого продукта посредством дистилляции, отличающийся тем, что используют 25% раствор аммиака, смешение ацетальдегида с аммиаком проводят при температуре 0÷5°С, после чего, при температуре не выше 60°С добавляют предварительно очищенный электродиализом от примесей глиоксаль, реагенты берут в соотношении аммиак:ацетальдегид:глиоксаль=2:1:1, реакцию проводят при температуре 90-95°С в течение 3-х часов, также, выделяют целевой продукт путем вакуумной дистилляции при остаточном давлении 0,5-1,5 кПа и температуре паров 120-140°С с предварительной отгонкой воды. Технический результат: разработан новый способ получения 2-метилимидазола, отличающийся высоким выходом и качеством целевого продукта и упрощением процесса его выделения и очистки. 2 пр.
Description
Изобретение относится к способу получения 2-метилимидазола, который является реактивом для получения фармацевтических препаратов, сельскохозяйственных химикатов, вспомогательных смазочных материалов, порошковых красок, катализаторов органических реакций, ускорителем отверждения эпоксидных смол.
Из каталитических способов наиболее известен метод получения 2-метилимидазола дегидрированием соответствующего имидазолина. Дегидрирование проводят при 220-230°С в жидкой фазе в присутствии непирофорного никелевого катализатора в среде дифенилоксида. Выход 2-метилимидазола составляет 90% [1]. Недостатками процесса являются повышенная температура реакции, его периодичность и двухстадийность, состоящая в необходимости предварительно синтезировать 2-метилимидазолин, например, из этилендиамина и уксусной кислоты [2].
Еще одним способом получения 2-метилимидазола является синтез из этилендиамина и уксусной кислоты в присутствии алюмоплатинового катализатора, содержащего 0,9% хлора. Процесс ведут при 390-410°С. Установлено, что введение галоида увеличивает выход 2-метилимидазола в длительных реакционных циклах [3]. Недостатком способа является необходимость использования галоидсодержащего катализатора, что усложняет его приготовление и требует периодической подпитки хлором путем его оксихлорирования, а также цикличность реакции.
Существует способ получения 2-метилимидазола путем ацетилирования этилендиамина при 370-400°С и разбавлении водородом в присутствии отработанного алюмоплатинового катализатора риформинга, отличающийся тем, что в качестве ацетилирующего агента используют уксусный ангидрид [4]. Достоинство метода синтеза состоит в том, что замена уксусной кислоты на ангидрид привела к заметному повышению выхода 2-метилимидазола. Недостатками данного метода являются высокая температура синтеза и использование дорогостоящего платинового катализатора.
Наиболее доступной является методика синтеза 2-метилимидазола путем конденсации аммиака, ацетальдегида и глиоксаля (метод Дебу), позволяющая получать целевой продукт высокого качества с приемлемым выходом.
Известен способ получения 2-метилимидазола при взаимодействии 20%-ного водного раствора аммиака в течение часа со смесью, состоящей из 40%-го водного раствора глиоксаля и ацетальдегида при температуре 40°С и дальнейшей выдержке реакционной массы при 80°С в течение 2 час. Мольное соотношение NH3:C2H4O:C2H2O2 составляет 3:1:1. Продукт выделяют вакуумной дистилляцией. Выход 2-метилимидазола составляет 85% от теоретического [5]. Недостатками этого способа являются низкая чистота получаемого продукта, а также повышенный расход аммиака.
Предложен способ получения 2-алкилимидазолов с прямой и разветвленной цепью и количеством атомов углерода от 1 до 17 путем конденсации альдегида при температуре 50÷90°С и рН=6÷8 и при необходимости в токе азота. При этом в качестве основных реагентов используется бисульфит глиоксаля, избыток аммонийной соли слабой кислоты в водно-спиртовой среде. Недостатками данного метода являются необходимость предварительного получения бисульфита глиоксаля, а также наличие растворителя (спиртовая основа), приводящее к удорожанию процесса, и необходимость контроля рН среды [6].
Известен способ получения 2-метилимидазола при взаимодействии водного раствора бикарбоната аммония с ацетальдегидом и 40% водным раствором глиоксаля при перемешивании при комнатной температуре в течение 2-х часов. Выход соли имидазола 95%. Продукт был выделен путем вакуумной дистилляция с последующей перекристаллизацией из смеси растворителей тетрагидрофуран/гексан [7]. К недостаткам данного способа следует отнести наличие дополнительной стадии выделения целевого продукта из его соли, приводящей к снижению выхода 2-метилимидазола, многокомпонентный состав растворителей, необходимых для перекристаллизации продукта реакции.
Известен способ получения 2-метилимидазола путем взаимодействия охлажденного до 5°С раствора аммиака в течение 1,5 час с ацетальдегидом с дальнейшей выдержкой при температуре 10÷15°С в течение 2 часов, при комнатной температуре 1 час с последующим прибавлением 30%-ного водного раствора глиоксаля в течение 1,5 час и при температуре не более 40°С. Смесь выдерживают в течение 4 ч при 51÷63°С, охлаждают до 20°С и отфильтровывают от осадка, с последующим насыщением водного реакционного раствора хлоридом натрия и кристаллизацией целевого продукта из раствора органического растворителя. Мольное соотношение реагентов:
NH3:C2H4O:C2H2O2=3:1:1 [8]. Недостатками данного метода-прототипа являются наличие дополнительной стадии выделения - насыщение хлоридом натрия, многократная сушка продукта, длительность протекания синтеза.
Наиболее близким к предлагаемому является способ получения производных имидазола, в том числе и 2-метилимидазола [патент US 4719309 от 12.01.1988], путем смешения 40% водного глиоксаля, ацетальдегида и 20% водного аммиака при температуре 80 градусов в течение 2-х часов. Следующая стадия процесса включает нагревание целевого продукта в автоклаве в течение 3-х часов при 200 градусах над Cu/Al катализатором и последующую дистилляцию, в результате которой получают очищенный 2-метилимидазол, выход которого составляет 85%. Технический результат известного изобретения - разработка способа синтеза, отличающегося высоким выходом продукта.
Недостатком известного способа является сложность и длительность получения целевого продукта, необходимость использования автоклава, высоких температур (до 200 градусов) и катализатора.
Новая техническая задача - повышение выхода и качества целевого продукта и упрощение процесса выделения и очистки 2-метилимидазола за счет сокращения количества стадий выделения его из реакционной смеси.
Для решения поставленной задачи в способе получения 2-метилимидазола, включающем смешение 40% водного глиоксаля, ацетальдегида и водного аммиака с последующим выделением целевого продукта посредством дистилляции, используют 25% раствор аммиака, смешение ацетальдегида с аммиаком проводят при температуре 0÷5°С, после чего, при температуре не выше 60°С добавляют предварительно очищенный электродиализом от примесей глиоксаль, реагенты берут в соотношении аммиак:ацетальдегид:глиоксаль = 2:1:1, реакцию проводят при температуре 90-95°С в течение 3-х часов, также, выделяют целевой продукт путем вакуумной дистилляции при остаточном давлении 0,5-1,5 кПа и температуре паров 120-140°С с предварительной отгонкой воды.
Предварительная очистка раствора глиоксаля способствует повышению выхода 2-метилимидазола.
Следующим отличительным признаком является мольное соотношение исходных реагентов аммиак:ацетальдегид:глиоксаль = 2:1:1. Избыток глиоксаля и аммиака существенного положительного влияния на выход продукта не оказывает.
Также данный способ выгодно отличается высокой скоростью реакции за счет более высокой температуры синтеза 90-95°С, что приводит к сокращению продолжительности реакции до 3 часов. Оптимальное время выдержки реакционной смеси при температуре 90°С-95°С составляет 3 часа. Дальнейшее увеличение времени синтеза не способствует повышению выхода целевого продукта.
Проведение синтеза при 90-95°С обусловлено тем, что более высокие температуры синтеза (100°С и выше) приводят к вскипанию реакционной смеси, а меньшие - 80°С и ниже - к снижению выхода целевого продукта.
Ацетальдегид прикалывают таким образом, чтобы температура реакционной смеси не превышала 0÷5°С. Необходимость поддержания низкой температуры обусловлена тем, чтобы не допускать насыщения паров ацетальдегида, поскольку он закипает при 22°С.
Глиоксаль прикалывают таким образом, чтобы температура реакционной смеси не превышала 60°С, поскольку реакция является экзотермичной и при резком добавлении глиоксаля происходит бурное вскипание реакционной смеси.
Кроме того, для увеличения выхода 2-метилимидазола необходимо применять свежий раствор глиоксаля, поскольку при длительном хранении глиоксаль полимеризуется, что в конечном итоге способствует снижению выхода целевого продукта - 2-метилимидазола.
Выделение продукта производят путем вакуумной дистилляции при остаточном давлении 0,5-1,5 кПа и температуре паров 120-140°С с предварительной отгонкой воды.
Таким образом, использование заявляемых условий для синтеза 2-метилимидазола позволяет повысить выход целевого продукта до 90%.
В дальнейшем способ поясняется примерами.
ПРИМЕР 1
В колбу с мешалкой, термометром, капельной воронкой загружают 140 г 25%-ного раствора аммиака, содержимое охлаждают до 5°С. К раствору аммиака при перемешивании осторожно дозируют при 0-5°С 45,3 г ацетальдегида, избегая разогревания смеси выше 5°С. К полученной смеси дозируют 153 г 40%-ного водного раствора глиоксаля, предварительно очищенного электродиализом от примесей, таким образом, чтобы температура реакционной смеси достигла 60°С. Далее реакционную смесь нагревают до 90-95°С и выдерживают при этой температуре в течение трех часов. Затем реакционную смесь охлаждают до 60-65°С и подвергают вакуумной дистилляции, собирая фракцию 120-145°С при вакууме Рост=0,5-1,5 кПа.
Полученный продукт представляет собой кристаллическое вещество белого цвета с температурой плавления 141-143°С. Для повышения качества продукта проводят перекристаллизацию из толуола с добавлением активированного угля.
Выход 2-метилимидазола составляет 90% (от теоретического), при мольном соотношении исходных реагентов аммиак:ацетальдегид:глиоксаль = 2:1:1. Идентификацию полученного продукта осуществляют путем определения температуры плавления и анализа спектров ЯМР.
Тпл=143.5-145°С; 1Н ЯМР(D2O):8,019(д,2Н,СН(4,5)),3,221 (с,3Н,СН3)
ПРИМЕР 2
В реактор через патрубок из мерника подают 3080 г 25%-ного раствора аммиака, и охлаждают до 0-5°С. При непрерывном перемешивании из второго мерника в реактор подают 997 г охлажденного ацетальдегида, не допуская разогревания смеси выше 5°С.
В реактор при перемешивании аммиачно-ацетальдегидной смеси из мерника через патрубок подают 3336 г 40%-ного раствора глиоксаля, предварительно очищенного электродиализом от примесей, при этом смесь саморазогревается до температуры 60°С. Подачей теплоносителя в рубашку реактора смесь нагревают до 90-95°С и выдерживают в течение 3 часов. По окончании выдержки реакционную смесь подвергают вакуумной дистилляции: при температуре 65-130°С отгоняют воду (аммиачно-щелочной дистиллят), далее при повышении температуры до 160-180°С выделяют целевой продукт - 2-метилимидазол. Выход 2-метилимидазола составляет 87% от теоретического.
Источники информации
1. Крафт М.Я., Кочергин П.М., Цыганова A.M., Шлихунова B.C., Кузнецова И.А., Алексеева Е.Н. Способ получения 2-метилимидазола. АС СССР №201418. Заявл. 28.08.1965. Опубл. 08.09.1967.
2. Крафт М.Я., Кочергин П.М., Цыганова A.M., Шлихунова B.C. Способ получения 2-метилимидазолина. АС СССР №180605. Заявл. 29.05.1964. Опубл. 09.10.1967.
3. Исагулянц Г.В., Гитис К.М., Коган С.Б., Раевская Н.И., Неумоева Г.Е., Подклетнова Н.М., Никитин В.И. Способ получения С-алкилимидазолов. Патент РФ №1726474. Заявл. 31.01.1990. Опубл. 15.04.1992.
4. Исагулянц Г.В., Гитис К.М., Раевская Н.И. Способ получения 2-метилимидазола. Патент РФ №2039047. Заявл. 28.11.1991. Опубл. 09.07.1995.
5. Mesch W. Preparation of imidazoles. Патент ФРГ №4719309. Заявл. 25.11.1985. Опубл. 12.01.1988.
6. Christidis Y., Depernet D. Imidazoles and 2-alkyl imidazoles and method for their manufacture. Патент Франция №4074054. Заявл. 30.03.1976. Опубл. 14.02.1978.
7. Arduengo A.J., Gentry F.P., Taverkere P.K., Simmons H.E. Патент США №6177575 В1. Заявл. 17.11.1998. Опубл. 23.01.2001.
8. Полозенко Г.Н., Шишкин В.А., Решетников В.П., Важдаева О.Б., Федотов П.И., Бастраков Н.И. Способ выделения и очистки 2-метилимидазола Патент РФ №2057125. Заявл. 28.01.1993. Опубл. 27.03.1996.
Claims (1)
- Способ получения 2-метилимидазола, включающий смешение 40% водного глиоксаля, ацетальдегида и водного аммиака с последующим выделением целевого продукта посредством дистилляции, отличающийся тем, что используют 25% раствор аммиака, смешение ацетальдегида с аммиаком проводят при температуре 0÷5°С, после чего при температуре не выше 60°С добавляют предварительно очищенный электродиализом от примесей глиоксаль, реагенты берут в соотношении аммиак: ацетальдегид:глиоксаль = 2:1:1, реакцию проводят при температуре 90-95°С в течение 3-х ч, также выделяют целевой продукт путем вакуумной дистилляции при остаточном давлении 0,5-1,5 кПа и температуре паров 120-140°С с предварительной отгонкой воды.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011146460/04A RU2486176C1 (ru) | 2011-11-17 | 2011-11-17 | Способ получения 2-метилимидазола |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011146460/04A RU2486176C1 (ru) | 2011-11-17 | 2011-11-17 | Способ получения 2-метилимидазола |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2011146460A RU2011146460A (ru) | 2013-05-27 |
| RU2486176C1 true RU2486176C1 (ru) | 2013-06-27 |
Family
ID=48702195
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011146460/04A RU2486176C1 (ru) | 2011-11-17 | 2011-11-17 | Способ получения 2-метилимидазола |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2486176C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107365272A (zh) * | 2016-05-12 | 2017-11-21 | 陕西合成药业股份有限公司 | 一种新型咪唑类化合物及其制备方法和在医学上的应用 |
| RU2821505C1 (ru) * | 2023-06-30 | 2024-06-25 | Андрей Андреевич Лянгус | Водорастворимый мономер и способ его получения |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4719309A (en) * | 1984-12-05 | 1988-01-12 | Basf Aktiengesellschaft | Preparation of imidazoles |
| HU205913B (en) * | 1990-01-18 | 1992-07-28 | Nehezvegyipari Kutato Intezet | Process for producing 2-methyl-imidazol |
-
2011
- 2011-11-17 RU RU2011146460/04A patent/RU2486176C1/ru active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4719309A (en) * | 1984-12-05 | 1988-01-12 | Basf Aktiengesellschaft | Preparation of imidazoles |
| HU205913B (en) * | 1990-01-18 | 1992-07-28 | Nehezvegyipari Kutato Intezet | Process for producing 2-methyl-imidazol |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107365272A (zh) * | 2016-05-12 | 2017-11-21 | 陕西合成药业股份有限公司 | 一种新型咪唑类化合物及其制备方法和在医学上的应用 |
| RU2821505C1 (ru) * | 2023-06-30 | 2024-06-25 | Андрей Андреевич Лянгус | Водорастворимый мономер и способ его получения |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2011146460A (ru) | 2013-05-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106414385A (zh) | γ，δ－不饱和醇的制造方法 | |
| CN102010372A (zh) | 一种用亚磷酸催化合成尿囊素方法 | |
| RU2486176C1 (ru) | Способ получения 2-метилимидазола | |
| CN103113240A (zh) | 从硝基苯加氢直接合成对氨基苯酚的工艺 | |
| US20230002312A1 (en) | A continuous flow process for the synthesis of hydroxamic acid | |
| CN108164423B (zh) | 一种盐酸萘替芬的制备方法 | |
| CN1944422B (zh) | 二氧杂环己烷二醇的制备方法 | |
| EP1556343B1 (en) | Process for the production of 3-methylthiopropanal | |
| JPS6178745A (ja) | メチルイソブチルケトンの製造方法 | |
| CN102432501A (zh) | 一种氨基乙腈盐酸盐的制备方法 | |
| JP2000026356A (ja) | ヒドロキシピバルアルデヒドの製造方法 | |
| CN114957202B (zh) | Dl-高半胱氨酸硫内酯盐酸盐的制备方法 | |
| JPH0510332B2 (ru) | ||
| JPS59155364A (ja) | １，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンの製造方法 | |
| CN109369494B (zh) | 一种n-苯乙酰基-l-脯氨酸的制备方法 | |
| CN104230830B (zh) | 三氮唑的合成方法 | |
| US9580397B2 (en) | Process and apparatus for producing divinylarene dioxide | |
| CN113493416A (zh) | （e）-4-（咪唑基甲基）肉桂酸酯的制备方法 | |
| JPS62164656A (ja) | シアノイソホロンの製造法 | |
| JP3927835B2 (ja) | ヨウ化芳香族化合物ジアセテートの製造方法 | |
| CN113943239A (zh) | 制备戊内酰胺的方法和系统 | |
| SU330623A1 (ru) | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЗИНОВ И ИЗОГИДРАЗО^МР^^^С-ТигШ'^' KArfI | |
| WO2023067059A1 (en) | Process for producing dl-methionine and dlld-methionylmethionine | |
| CN115124452A (zh) | 一种2-（4-氨基-2-乙氧基苯基）异吲哚-1，3-二酮的制备方法 | |
| JPS61236769A (ja) | １，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンの製法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20150706 |