[发明专利]1-丁基-3-甲基咪唑钨酸盐催化合成3，4-二硝基呋咱

摘要

一种1-丁基-3-甲基咪唑钨酸盐催化合成3，4-二硝基呋咱，由制备催化剂、合成乙二肟、合成3，4-二氨基乙二肟、合成3，4-二氨基呋咱、合成3，4-二硝基呋咱步骤组成。本发明选用溴化1-丁基-3-甲基咪唑离子液体和钨酸钠在酸性条件下合成1-丁基-3-甲基咪唑钨酸盐，并以合成的1-丁基-3-甲基咪唑钨酸盐作为催化剂，选用质量分数为50％的H2O2水溶液作为氧化剂，氧化3，4-二氨基呋咱制备3，4-二硝基呋咱。该方法解决了呋咱环上连接硝基难的问题，避免了N2O5与HNO3等氧化过程中造成的对设备的腐蚀和环境的污染，并且使用本发明合成的催化剂1-丁基-3-甲基咪唑钨酸盐合成3，4-二硝基呋咱的产率从40％提高到58％。

主权项

一种1-丁基-3-甲基咪唑钨酸盐催化合成3，4-二硝基呋咱，其特征在于它由下述步骤组成：(1)制备催化剂将Na2WO4·2H2O溶于蒸馏水中，搅拌，以1～3滴/秒的速度滴加物质的量浓度为3mol/L的HCl溶液，再加入物质的量浓度为0.4mol/L的溴化1-丁基-3-甲基咪唑离子液体水溶液，Na2WO4与HCl、溴化1-丁基-3-甲基咪唑的摩尔比为1∶2.3∶2.4，过滤，用蒸馏水洗涤3～5次，再用乙醇和乙酸乙酯分别洗涤3次，室温干燥过夜，制备成催化剂1-丁基-3-甲基咪唑钨酸盐；(2)合成3，4-二氨基呋咱①合成乙二肟将乙二醛与盐酸羟胺溶于蒸馏水中，搅拌，水浴冷却，加入物质的量浓度为15mol/L的NaOH水溶液，乙二醛与盐酸羟胺、蒸馏水、NaOH的摩尔比为1∶0.80∶1.11∶0.80，升温至60℃，反应2小时，过滤，用蒸馏水洗涤，得到白色固体，室温干燥24小时，制备成乙二肟；②合成3，4-二氨基乙二肟将乙二肟与盐酸羟胺、物质的量浓度为7mol/L的NaOH水溶液加入三口瓶中，乙二肟与盐酸羟胺、NaOH的摩尔比为1∶2.33∶2.83，升温至90℃，反应3小时，过滤，用蒸馏水洗涤，得到乳白色针状固体，室温干燥24小时，制备成3，4-二氨基乙二肟；③合成3，4-二氨基呋咱将3，4-二氨基乙二肟与物质的量浓度为2mol/L的KOH水溶液加入反应釜中，3，4-二氨基乙二肟与KOH的摩尔比为1∶0.96，搅拌，升温至170℃，反应5小时，倾出反应液，冷却至室温，重结晶，制备成3，4-二氨基呋咱；(3)合成3，4-二硝基呋咱将步骤(1)制备的催化剂1-丁基-3-甲基咪唑钨酸盐溶于质量分数为98％的浓H2SO4中，冰浴冷却，控制反应温度在10℃以下，搅拌，以1～2滴/秒的速度滴加质量分数为50％的H2O2水溶液，反应1小时，再加入步骤2制备的3，4-二氨基呋咱，H2SO4与3，4-二氨基呋咱、1-丁基-3-甲基咪唑钨酸盐、H2O2的摩尔比为1∶0.078∶0.000057～0.0011∶1～2，30～55℃反应120～270分钟，将反应液倒入冷水中，加入NaHCO3调节溶液pH值为7，用等体积反应液的二氯甲烷从反应液中萃取出3，4-二硝基呋咱，萃取3次，合并萃取液，再用蒸馏水洗涤3～5次，加入反应液0.1倍质量的无水硫酸镁，室温搅拌过夜除水，过滤，用旋转蒸发仪蒸除二氯甲烷，制备成3，4-二硝基呋咱。