[发明专利]一种咪唑烷的合成方法

说明书

技术领域

本发明属于化工领域，特别涉及一种咪唑烷的合成方法。

背景技术

近几年来随着吡虫啉、氯噻啉等农药的国际国内需求量的不断增大，使得中间体咪唑烷的需求量也在不断增加。咪唑烷在反应过程中要求非常严格，生产过程控制不好，会导致下游产品的产品质量低。

经检索，专利CN 102558060 A公开了一种咪唑烷的制备工艺，采用将水溶剂、纯度为98％的十六烷基三甲基溴化铵催化剂、纯度为99％的乙二胺、浓度为98％的硫酸、质量含量90％的硝基胍、浓度含量20％氨水按一定重量比进行备份，然后按以下工序制得咪唑烷：将水加入反应釜中，投入十六烷基三甲基溴化铵催化剂，溶解后，接着加入乙二胺，用浓硫酸调节PH值，同时控制温度低于80℃，然后加入硝基胍，用氨水调节PH值到8-8.5间，制备咪唑烷。本发明选用十六烷基三甲基溴化铵作为催化剂，提高了主反应速度，降低了由于硝基胍分解对产品收率的影响；产品摩尔收率高，可达87.2％；产品含量≥99.0％；但本发明的制备方法存在一定的缺陷：十六烷基三甲基溴化铵为高毒性物质，制备过程中对人体健康不利。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种咪唑烷的合成方法，采用毒性较小的四丁基溴化铵为催化剂，可以降低对人体健康的危害度，同时，该合成方法可以提高产品的收率及纯度。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种咪唑烷的合成方法，其创新点在于：所述合成方法包括如下步骤：

(1)在500mL圆底烧瓶中加入浓硫酸，然后以2～3g/min的速度投加硝酸胍，控制体系温度≤40℃；

(2)硝酸胍投料完成后，在≤40℃温度体系下保温30～40min；

(3)保温结束后，将步骤(2)中的物料加入冰解水中进行冰解，降温至15～20℃过滤，水洗，得到中间体硝基胍；

(4)向反应釜中依次加入步骤(3)的硝基胍、质量百分浓度比为1％的四丁基溴化铵催化剂、质量浓度百分比为70％的硫酸，然后滴加乙二胺，并升温至80～90℃反应，反应完成后过滤洗涤烘干，得到咪唑烷；其具体反应步骤如下：

进一步地，所述步骤(1)中硝酸胍与浓硫酸的摩尔质量比为1:2.5。

进一步地，所述步骤(3)中冰解水的用量为步骤(1)中浓硫酸用量的4倍。

进一步地，所述步骤(4)中硝基胍、乙二胺、质量浓度百分比为70％的硫酸摩尔质量比为1:1:0.85。

进一步地，所述步骤(4)中四丁基溴化铵用量为步骤(4)中硝基胍、硫酸及乙二胺总反应液的1％。

本发明的优点在于：

(1)本发明咪唑烷的合成方法，通过加入相转移催化剂四丁基溴化铵使产品收率提高，产品纯度提高，可使产品含量提高到99.5％以上，产品收率提高到90.0％以上；四丁基溴化铵相比较于其他催化剂毒性小，溶于水，控制反应为两相，且相转移催化效果优于其他催化剂，进而也可降低对人体健康的危害度；

(2)本发明咪唑烷的合成方法，控制投加硝酸胍的速度是为了防止反应热过大导致冲料，并控制体系温度≤40℃，是为了防止原料分解，并在该温度体系中保温30～40min，可以使得脱水反应进行完全，通过严格控制各反应条件工艺参数，进一步地保证了咪唑烷产品的摩尔收率及纯度。。

具体实施方式

下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

在500ml圆底烧瓶中加入220g浓硫酸，以2g/min的速度投加100g硝酸胍，控制温度不超过40℃，硝酸胍投料30min，投料结束后，40℃保温30min，料液加入880g冰解水中，降温至15℃过滤，水洗，得到中间产物硝基胍。

在500ml四口烧瓶中依次加入125g硝基胍、50g质量浓度百分比为70％的硫酸，0.2g四丁基溴化铵，滴加乙二胺32g，升温至80℃反应，取样反应完成后过滤洗涤烘干得到淡黄色固体咪唑烷60g。

本实施例中咪唑烷的含量为98.5％，产率为90.9％。

实施例2

在500ml圆底烧瓶中加入220g浓硫酸，以3g/min的速度投加100g硝酸胍，控制温度不超过40℃，硝酸胍投料30min，硝酸胍投料结束后，40℃保温40min，料液加入880g冰解水中，降温至20℃过滤，水洗，得到中间产物硝基胍。