[发明专利]N-乙基咔唑的合成方法

说明书

本发明公开了一种N‑乙基咔唑的合成方法，属于有机合成技术领域。该方法包括：(1)将无水乙腈、钠和咔唑加入高压反应器中，通入乙烯置换空气，继续通入乙烯至压力为4‑5MPa，再升温至80‑150℃，保温反应3‑10小时，反应完成后用氮气置换高压反应器内的气体；钠的用量为咔唑质量的0.5‑2.0%；(2)反应完成后，将反应液于常压下蒸馏，常压蒸馏的温度为80‑90℃，蒸馏至40‑60%体积时停止，回收蒸馏出来的溶剂；再冷却至68‑80℃，趁热过滤；最后再减压蒸馏，蒸干得到N‑乙基咔唑，减压蒸馏的温度为90‑110℃，真空度小于1mmHg。该方法具有工艺简单、溶剂可回收利用、收率高和纯度高等优点。

技术领域

本发明涉及有机合成技术领域，具体涉及一种N-乙基咔唑的合成方法，采用一步法制备N-乙基咔唑，大部分溶剂可回收利用，无需处理废水。

背景技术

N-乙基咔唑,白色针状晶体，熔点：68-70 ℃，CAS号：86-28-2，是合成染料硫化还原兰GNX及颜料永固紫RL的中间体。永固紫RL，染料索引号为C.I颜料紫23，具有着色力高和色彩鲜艳的特点，其耐热、耐晒、耐化学品、耐油渗及迁移性均非常优异，被广泛用于涂料、油墨、橡胶、塑料和合成纤维的原浆染色，是目前国际上最昂贵的颜料之一，也是塑料工业中迄今为止所用的最好的紫色颜料。

现有的N-乙基咔唑的合成方法大致有以下几种：

1、氯乙烷法：咔唑与氢氧化钾在270℃下反应生成钾盐，然后于215℃、0.98Mpa下，通入氯乙烷进行乙基化。此法需在加压的条件下进行，温度也较高。

2、硫酸二乙酯法：采用硫酸二乙酯乙基化咔唑制得，但硫酸二乙酯有毒，且需采用苯、氯苯、二氯苯等有毒溶剂。

3、对甲基苯磺酸乙酯法：此法成本较高，反应时间较长，并会产生对甲基苯磺酸钾副产物。

4、相转移催化合成法：所谓相转移催化合成，就是利用在一个多相(或称非均相)系统中，有一定分配系数和平衡萃取能力的相转移催化剂，将多相系统介质产生的反应基质的活泼质点形式，由一相转移到另一相，从而促使反应顺利地完成。N-烷基化常用烷基季铵盐作为相转移催化剂，在强碱水溶液-苯二相体系中，对咔唑的N-烷基化很有效。目前工业生产中主要由50％NaOH水溶液和苯作为溶剂组成相转移两相体系，在反应结束后必须先静止分层，将下部碱水排出，还需以少量苯萃取出残留于碱水层中的产物后并入上部油层，操作烦琐，而且在实际操作时，在大部分水层液放出后，需换用另一容器收集继续放下的水层，当有油层物放出时，再转移至油水分离器中，分出水层，这样给操作带来极大的不便。

5、欧洲专利EP0858995提出用邻二氯苯作为溶剂，N，N，N’，N’一四甲基1，3一丙二胺作为催化剂，使氯乙烷与咔唑反应，生成99.3％的N-乙基咔唑，但整个过程中需采用高沸点和有毒性的邻二氯苯作为溶剂。欧洲专利EP0557993中采用氯乙烷作为烷基化剂，氯苯作为溶剂，48％氢氧化钠作为去酸剂，在三乙胺的存在下，于100℃反应9小时，制备出的N-乙基咔唑收率为99.6％，但该工艺反应时间长，且废碱液较难处理。美国专利US2783244是关于蒽的提纯及N-乙基咔唑制备工艺，原料采用蒽沥青，该工艺首先用溶剂对沥青进行洗涤结晶，以将原料中的蒽及咔唑分离出来，而后将蒽及咔唑混合物进行烷基化，烷基化剂为硫酸二乙酯，溶剂为含水丙酮，在96％氢氧化钾水溶液存在下反应2.5小时，反应结束后，加入一定量的水使蒽析出，过滤后可得纯度为93％的蒽，对含N-乙基咔唑的油相继续用水稀释以使N-乙基咔唑析出，过滤后可得纯度为83％的产品，收率为87％。此工艺中所用的硫酸二乙酯有毒，并需用大量水提纯产品，废水较难处理，且过程复杂。

6、美国专利US5393894及欧洲专利EP0635490描述了另一种N-乙基咔唑制备方法，在该制备工艺中，采用96％地咔唑为原料，碳酸乙酯为烷基化剂，反应温度为130-320℃，咔唑与碳酸乙酯的摩尔比为1.1-2.5∶1，在氢氧化钾、碳酸钾或乙醇钾存在下反应24小时，而后将剩余碳酸乙酯蒸出，即得96％纯度的产品。此工艺的反应温度高，反应时间长。