[发明专利]一种2-甲基-5-硝基咪唑的连续合成方法

说明书

本发明提供了一种2‑甲基‑5‑硝基咪唑的连续合成方法，所述合成在微通道反应器中进行。本发明提供的合成方法可实现连续化合成，并且生产过程安全、平稳；同时反应时间极短且收率较高；还可以降低浓硫酸的用量，减少成本。

技术领域

本发明属于有机合成技术领域，涉及一种2-甲基-5-硝基咪唑的连续合成方法。

背景技术

2-甲基-5-硝基咪唑，英文名2-Methyl-5-ni-troimidazde，CAS号88054-22-2，分子式：C₄H₅N₃O₂，分子量127.114，白色或微黄色粉末，难溶于水，微溶于甲醇，易溶于稀酸、稀碱，高温下易氧化分解，熔点252-254℃。

2-甲基-5-硝基咪唑属典型的专用精细化工中间体；(1)可以用于甲硝唑的制备。甲硝唑具有强大的杀灭滴虫作用，为治疗阴道滴虫病的首选药物；可用于治疗阿米巴痢和阿米巴肝脓肿，疗效与依米丁相仿；同时甲硝唑有抗厌氧菌作用，可用于治疗厌氧菌引起的产后盆腔炎、败血症、牙周炎等；并且还可用于治疗贾第氏鞭毛虫病、酒糟鼻；用于阑尾、结肠手术、妇产科手术，可降低或避免手术感染等；甲硝唑的合成是以2-甲基-5-硝基咪唑为原料，与环氧乙烷或氯乙醇在甲酸和硫酸的作用下反应而得。(2)可以用于迪美唑的制备。迪美唑主要用作兽类抗菌药，是预防及治疗猪赤痢的首选良药，还可用作饲料添加剂，有利于促进畜禽生长，少量用于日用化工；迪美唑的合成是以2-甲基-5-硝基咪唑为原料，在甲酸存在下与硫酸二甲酯反应而得。(3)可以用于塞克硝唑的制备。塞克硝唑对泌尿生殖器内滴虫、肠道及组织内阿米巴原虫和贾第鞭毛虫等有较强的杀灭作用，用于贾第虫病及人体各部位厌氧菌感染的治疗；塞克硝唑由2-甲基-5-硝基咪唑为原料，在甲酸存在下与环氧丙烷作用而得。

迄今为止，国内外报道的制备2-甲基-5-硝基咪唑的方法主要有：(1)添加硫酸钠法。将硫酸、2-甲基咪唑、硫酸钠先后投入硝化罐中，搅拌升温，滴加硝酸，加水，用氨水调节pH为3.5-4，结晶，过滤，水洗至中性烘干得2-甲基-5-硝基咪唑，收率在60％左右；本法收率较低，滴加时间长，稍不慎，就会酿成事故。(2)溶液留底法。波兰在2-甲基-5-硝基咪唑合成及其硝化等方面做了大量的工作。有关硝化的专利曾在英、法、德、美等国申请，并获得授权。在耐酸不锈钢反应器中，投入浓硝酸，把已硝化过的套用溶液加入反应器，边搅抖、边冷却，然后加入2-甲基咪唑和浓硫酸，反应液通过搅拌，直至放热作用明显降低，反应完毕把1/3反应液留在硝化罐中，留作下次反应套用，其余析出产物，过滤，水洗至中性烘干；收率在60％-70％。(3)添加尿素法。1970年的德国BASF公司将2-甲基咪唑、硝酸、硫酸、尿素混合反应，后处理过程同以上2法相同，反应得到2-甲基-5-硝基咪唑收率为70-80％。以上三种工艺均属于间歇法生产2-甲基-5-硝基咪唑，工艺路线复杂，反应时间很长约1-3h，产品收率低，市场竞争力差。

硝化反应是一个剧烈的放热反应，控制不好就会造成冲料，严重的会造成爆炸。同时，对于在微反应器内合成2-甲基-5-硝基咪唑的研究，国内外暂无报道。

因此，需要提供一种安全、平稳、可连续生产2-甲基-5-硝基咪唑的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种2-甲基-5-硝基咪唑的连续合成方法。本发明提供的合成方法可实现连续化合成，并且生产过程安全、平稳；同时反应时间极短且收率较高；还可以降低浓硫酸的用量，减少成本。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种2-甲基-5-硝基咪唑的连续合成方法，所述合成在微通道反应器中进行。

本发明利用微通道反应器制备2-甲基-5-硝基咪唑，持液量小，而换热面积足够大，能够将硝化反应释放出的大量热量带走，进而提高了反应的安全性；同时本发明提供的制备方法可以提高反应的选择性。