[发明专利]一种合成1,2-二甲基-5-硝基咪唑的方法

说明书

本发明公开了一种合成1,2‑二甲基‑5‑硝基咪唑的方法，该方法依次包括甲基化反应、一中和、二中和以及精制过程，其中甲基化反应是将甲醇和硫酸混合均匀后，得第一混合液，将所述第一混合液升温至30~40℃，加入2‑甲基‑5‑硝基咪唑和硫酸二甲酯在80~130℃下反应后，得第二混合液，将所述第二混合液在120~130℃保温1.5~2.5h后，稀释所述第二混合液，将稀释后的第二混合液在95~102℃下水解2.5~4h，再将水解产物稀释后得第一中和液。本发明提供了一种安全、稳定且收率高的1,2‑二甲基‑5‑硝基咪唑的合成工艺，其反应收率可以达到81.3~86.5%，具有很好的工业应用价值。

技术领域

本发明属于化学合成技术领域，具体涉及一种合成1,2-二甲基-5-硝基咪唑的方法。

背景技术

1,2-二甲基-5-硝基咪唑又名迪美唑，分子式为C5H7N3O2,熔点为138~141℃，外观为类白色或微黄色结晶性粉末。1,2-二甲基-5-硝基咪唑主要用作兽类抗菌药，是预防和治疗火鸡黑头病及猪痢疾的有效药物，对各种原虫及各种细菌具有显著的抑制作用；也可以用作饲料添加剂，用以促进猪、鸡的生长及改善饲料转化率，在国内外已被广泛用于禽、畜类饲料中。

现有的1,2-二甲基-5-硝基咪唑的合成方法主要有以下两种：（1）以2-甲基-5-硝基咪唑和硫酸二甲酯为原料，在100℃下反应1h，冷却至室温后，再向反应液中加入盐酸，经中和、离心分离等后续处理工艺，制得成品。采用该方法制备2-甲基-5-硝基咪唑的单程收率为51.3%。（2）在三口烧瓶中加入甲酸，再依次滴加浓硫酸和酸酐，脱水反应2h后，向混合液中加入2-甲基-5-硝基咪唑，升温使硝化物溶解，再降温滴加硫酸二甲酯反应2h后，再经中和、离心分离等后续处理工艺，制得成品。采用该方法制备2-甲基-5-硝基咪唑的单程收率为12.5%。第一种方法中使用的酸为盐酸，不仅对生产系统的设备材质要求高，且废水中含有氯离子，增加了后续废水处理的难度和生产成本；第二种方法中醋酐在使用过程中存在较大安全隐患，易燃易爆，大大降低了反应的安全性。另外以上两种方法制备2-甲基-5-硝基咪唑的收率均未达到60%，收率偏低。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种合成1,2-二甲基-5-硝基咪唑的方法，解决现有合成1,2-二甲基-5-硝基咪唑的方法中收率偏低和安全性偏低的技术问题。

为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种合成1,2-二甲基-5-硝基咪唑的方法，其反应方程式为：

具体包括如下步骤：

S1.甲基化反应：将甲醇和硫酸混合均匀后，得第一混合液，将所述第一混合液升温至30~40℃，加入2-甲基-5-硝基咪唑和硫酸二甲酯在80~130℃下反应后，得第二混合液，将所述第二混合液在120~130℃保温1.5~2.5h后，稀释所述第二混合液，将稀释后的第二混合液在95~102℃下水解2.5~4h，再将水解产物稀释后得第一中和液；

S2.一中和：将所述第一中和液降温至30~40℃，调节所述第一中和液的pH至1.9~2.1后，再降温至20~30℃结晶，结晶完后固液分离，得一中和母液；

S3.二中和：将所述一中和母液降温至25~40℃，调节所述一中和母液的pH至7~8后，再降温至15~20℃结晶，结晶完后固液分离，得1,2-二甲基-5-硝基咪唑粗品；

S4.精制：将所述1,2-二甲基-5-硝基咪唑粗品经过脱色、结晶、固液分离及干燥后，得到成品。