專利名稱：一種生產(chǎn)高純度n-烷基咪唑的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于精細(xì)化學(xué)品的生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，涉及到一種高純度N-烷基咪唑的制備方法。
背景技術(shù)：
N-烷基咪唑系列化合物是一類非常重要的精細(xì)化學(xué)品，可以廣泛地應(yīng)用于醫(yī)藥和農(nóng)藥的合成，例如它是咪康唑和克霉唑等殺菌劑的核心骨架。N-烷基咪唑在五元雜環(huán)上的一個(gè)氮原子擁有孤電子對(duì)，具有一定的堿性和親核性質(zhì)，因此它也可作為有機(jī)配體和催化劑應(yīng)用于有機(jī)合成之中。中長碳鏈的N-烷基咪唑具有很好的表面性能，是兩性表面活性劑最常采用的陽離子官能團(tuán)之一。它還是咪唑基離子液體最重要的起始原料，通過它可以合成得到多種多樣的離子液體。它的聚合物還是一種性能獨(dú)特的液晶材料。雖然N-烷基咪唑擁有如此重要的物化性質(zhì)和應(yīng)用前景，但直至今日它的價(jià)格仍然居高不下，嚴(yán)重影響了這一類化合物的理化性能以及下游產(chǎn)品的研究和應(yīng)用。傳統(tǒng)的N-烷基咪唑制備方法成本過高，因此開發(fā)一種簡單的、普適性強(qiáng)的N-烷基咪唑制備方法具有非常重要的應(yīng)用價(jià)值?，F(xiàn)有文獻(xiàn)所報(bào)道的N-烷基咪唑制備方法繁雜不一，且存在著成本過高、反應(yīng)條件苛刻、產(chǎn)物不純、污染環(huán)境等不足。尤其在N-環(huán)烷基咪唑的合成方面，相關(guān)研究極少，這樣一個(gè)空白亟待填補(bǔ)。N-烷基咪唑是由咪唑和鹵代烷在縛酸劑存在下反應(yīng)得到的主要產(chǎn)物，已有文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)的縛酸劑通常為氫氧化鈉和氫化鈉的一種。王弋戈等在中國發(fā)明專利(公開號(hào)CN102180873A)中描述十六烷基咪唑的制備，使用氫化鈉為縛酸劑，且需要使用四丁基碘化銨為相轉(zhuǎn)移催化劑，所得到的產(chǎn)品用乙醚萃取。此方法所使用的氫化鈉價(jià)格高昂且不利于安全生產(chǎn)，所得到的產(chǎn)品不純。Khabnadideh 等在 Bioorganic&Medicinal Chemistry Letters,2003,13(17),2863-2865中使用NaOH為縛酸劑，甲苯為帶水劑，仍然存在成本較高、產(chǎn)品不純、環(huán)境污染
等缺陷。Bara 在 Industrial&Engineering Chemistry Research, 2011, 50 (24),13614-13619中先通過咪唑和氫氧化鈉制備咪唑鈉鹽，然后減壓除去生成的水，再與溴代烷反應(yīng)，得到的產(chǎn)物和鹽經(jīng)過濾分離，再經(jīng)活性炭脫色、濃縮、氧化鋁柱層析，最后濃縮得到N-烷基咪唑產(chǎn)品。該方法雖可以較大規(guī)模制備N-烷基咪唑，但是需要減壓干燥咪唑鈉中間體，且產(chǎn)物需要氧化鋁柱層析純化，過程繁瑣，推高了生產(chǎn)周期和成本。Lee 等在 Journal of Materials Chemistry, 2011, 21 (33), 12280-12287 中使用
NaOH為縛酸劑，但反應(yīng)時(shí)間長達(dá)3天，增加了生產(chǎn)的時(shí)間成本。
權(quán)利要求
1.一種高純度N-烷基咪唑的生產(chǎn)方法，包括以下步驟a.將咪唑和氫氧化堿金屬或氫氧化堿土金屬以摩爾比1: O. 5 1:1. 5放入反應(yīng)瓶中，90 150°C劇烈攪拌O. 2 24小時(shí)；b.降溫至O 60°C，以I 100mLTHF/lg咪唑的量加入四氫呋喃；c.以摩爾比1: O. 8 1:1. 5 (咪唑RX)加入鹵代烷，在20 80°C下反應(yīng)4 48 小時(shí)，其中R為碳數(shù)I 16的直鏈烷基、碳數(shù)3 8的環(huán)烷基、烯丙基、炔丙基、芐基的任一種，X為氯或溴的任一種；d.反應(yīng)完后過濾、用原體積10%的THF分三次洗滌固體，固體溶解于適量熱水中進(jìn)行結(jié)晶提純，作為副產(chǎn)品儲(chǔ)存另用；e.從有機(jī)相中蒸餾出THF，回收利用，剩余液體最后進(jìn)行精餾，得到高純產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高純N-烷基咪唑的生產(chǎn)方法，其特征在于所述步驟a中的氫氧化堿金屬為氫氧化鈉或氫氧化鉀，氫氧化堿土金屬為氫氧化鎂或氫氧化1丐反應(yīng)溫度為 90 150°C，反應(yīng)時(shí)間為O. 2 24小時(shí)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高純N-烷基咪唑的生產(chǎn)方法，其特征在于所述步驟b是在 O 60°C下加入THF，THF的體積與所用咪唑的質(zhì)量之比為I 100 I。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高純N-烷基咪唑的生產(chǎn)方法，其特征在于所述步驟c的鹵代烷RX中的R為碳數(shù)I 16的直鏈烷基、碳數(shù)3 8的環(huán)烷基、烯丙基、炔丙基、芐基的任一種，X為氯或溴的任一種，且可自由組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高純N-烷基咪唑的生產(chǎn)方法，其特征在于所述步驟c對(duì)于 R為碳數(shù)為I 3的鹵代烷，在20 60°C攪拌4 16小時(shí)；其余的鹵代烷在20 80°C攪拌4 48小時(shí)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高純N-烷基咪唑的生產(chǎn)方法，其特征在于所述步驟e是用減壓精餾的方法提純產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明公開一種生產(chǎn)高純度N-烷基咪唑的方法，包括以下步驟a.將咪唑和氫氧化堿金屬或氫氧化堿土金屬以摩爾比1∶0.5～1∶1.5放入反應(yīng)瓶中，90～150℃劇烈攪拌0.2～24小時(shí)；b.降溫至0～60℃，加入四氫呋喃(THF)，THF的體積與所用咪唑的質(zhì)量之比為1～100∶1；c.以摩爾比1∶0.8～1∶1.5(咪唑∶RX)加入鹵代烷，在20～80℃下反應(yīng)4～48小時(shí)，其中R為碳數(shù)1～16的直鏈烷基、碳數(shù)3～8的環(huán)烷基、烯丙基、炔丙基、芐基的任一種，X為氯或溴的任一種；d.反應(yīng)完后過濾，用原體積10％的THF分三次洗滌固體，將固體溶解于適量熱水中進(jìn)行結(jié)晶提純，作為副產(chǎn)品儲(chǔ)存另用；e.從有機(jī)相中蒸餾出THF，回收利用，剩余液體最后進(jìn)行精餾，得到高純產(chǎn)品。本發(fā)明有以下優(yōu)點(diǎn)1、工藝操作簡單，第一步反應(yīng)后無需除水操作，直接進(jìn)行第二步反應(yīng)；2、產(chǎn)品皆為高純度的無色透明液體或白色固體；3、合成時(shí)間短，適應(yīng)條件寬泛，對(duì)環(huán)境污染小，適合工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C01F11/34GK103012275SQ20131000002
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2013年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月4日
發(fā)明者李煒, 高偉, 胡學(xué)一, 夏詠梅, 方云 申請(qǐng)人:江南大學(xué)