[发明专利]一种二烷基咪唑的制备方法

说明书

技术领域

本发明为一种烷基咪唑的制备方法，具体地说，是一种二烷基咪唑的制备方法。

背景技术

咪唑类化合物是近年来发展较快的一类特殊结构杂环化合物，在化工、高性能复合材料、生物医药和农业生产等诸多领域有着广泛的应用，可作为许多树脂的硬化剂，是生产药物、农药、染料及室温离子液体的重要中间体。在医药方面，咪唑类化合物具有抗病毒、抗肿瘤等特性，可用于制备抗真菌药物、抗病毒药物、质子泵抑制剂、抗癌药物和治疗白血病药物等；在农业方面，咪唑类化合物显示出独特的杀菌抗菌效果，可被用作杀菌剂、杀虫剂和除草剂；在高性能复合材料方面，二取代咪唑与过渡金属离子形成的配合物在光性能、磁性能和超导性能等诸多方面具有极好的应用前景；在化工领域，以咪唑类化合物为前驱体制备的离子液体在分离过程、化学反应和石油化工等领域越来越受到人们的关注。

离子液体(Ionic Liquids)是完全由离子组成的液体，是低温下呈液态的盐，也称为低温熔融盐，它一般由有机阳离子和无机阴离子组成，可作为替代现有挥发性有机溶剂的新型绿色溶剂。与传统液态物质相比，离子液体具有不挥发、不可燃、导电性好、黏度低、热容大、蒸气压小、性质稳定等优点，对许多无机盐和有机物有良好的溶解性，在分离过程、化学反应和石油化工领域显示出良好的应用前景。离子液体种类繁多，改变阳离子/阴离子的不同组合，可以设计合成出不同的离子液体。烷基咪唑阳离子是合成离子液体最常用的阳离子之一，因此咪唑类化合物成为制备离子液体最常用的前驱体之一。

烷基咪唑的合成具有工艺简单，制备成本低，环境污染小的特点。目前烷基咪唑的制备工艺路线很多，主要有葡萄糖法、甲酰胺环化缩合法、羟基丙酮法、咪唑啉脱氢法、α-乙氧基丙烯醛法和丙酮醛法等。其中丙酮醛法生产工艺投资少，流程简单，无污染，优于其他生产工艺。丙酮醛法主要以醛、丙酮醛、氨水为原料，在草酸铵或硫酸铵、碳酸铵、碳酸氢铵等存在下，用草酸或硫酸、醋酸调节反应起始pH值，在酸性条件下合成。

目前，尚无关于二烷基取代咪唑制备工艺的报道，而对单烷基取代咪唑，如2-甲基咪唑和4-甲基咪唑等制备方法的研究有较多报道。在现有技术中，制取2-甲基咪唑一般用乙二醛与乙醛按1∶1的摩尔比混合，在3小时内加入到2～4摩尔的碳酸氢铵水溶液中，搅拌下于30℃反应4小时，然后用苯提取2-甲基咪唑，再回收苯。此工艺方法生产周期较长，需要16小时左右，2-甲基咪唑的收率在83％以下，产品成本较高；重要的是存在回收苯的问题，尽管有先进的回收苯设备，在生产过程中苯挥发依然严重，污染空气，严重危害了生产人员的身体健康。

CN87 1 02094A公开了一种制作2-甲基咪唑的新方法，将乙二醛与乙醛按1∶1.02～1∶1.10的摩尔比混合，加入2～4摩尔的碳酸氢铵水溶液中充分反应环合，用过滤方法过滤反应物去掉反应物中的杂质、浓缩，制得2-甲基咪唑。该法适当扩大了乙醛的投料比，缩短了反应时间，去掉了用苯等有机溶剂进行的后处理，降低了2-甲基咪唑的损耗，改善了工作条件，但该方法的转化率不高，产品的纯度也不理想，且反应温度下碳酸氢铵水解严重，消耗量较大。

CN97106217.X公开了一种4-甲基咪唑的制备工艺，以甲醛、丙酮醛与草酸铵脱水环合制备4-甲基咪唑，该法在反应前先用酸将草酸铵的pH值调至1～5，滴加部分甲醛，然后在45～80℃条件下，滴加剩余的甲醛与丙酮醛的混合液。该法使整个反应时间大大缩短，配制的酸性缓冲溶液可减少副反应的发生，提高4-甲基咪唑的收率，但其后处理较为繁琐，产物需用甲醇反复洗涤，能耗较大，且使用大量甲醇对操作人员的身体危害较大。

黄永明等在“4-甲基咪唑的合成”(《精细化工》1994年第11卷第50～51页)一文中，采用丙酮醛、甲醛和氨水为反应物，硫酸铵为催化剂合成4-甲基咪唑。先将硫酸铵溶解，用浓硫酸调节溶液的pH值为3，然后滴加丙酮醛水溶液和甲醛水溶液的混合液，约需2小时滴完。随着反应的进行，反应液的pH值不断降低，为使其pH值维持在3左右，边滴加混合液，边滴加氨水调节反应液的pH值，保持反应物的温度为80℃，滴加完反应物后继续反应2小时。反应结束后，将反应液的温度降至40℃，加入氨水调节反应液的pH值为10，反应半小时进行盐交换，再用异丁醇萃取5次，4-甲基咪唑收率达75.6％。

发明内容

本发明的目的是提供一种二烷基咪唑的制备方法，该法能够使醛、丙酮醛与氨水很好地进行环合反应，并减少副反应的发生，制得的二烷基咪唑具有较高的纯度，并且反应的收率较高。