一种2-甲基咪唑的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于化学合成领域，具体涉及一种2-甲基咪唑的制备方法。
【背景技术】
[0002]2-甲基咪唑是一种重要的精细化工产品，主要用于合成药物甲硝唑，还可作为环氧树脂固化剂、工业用杀菌剂、防锈剂及防静电剂。
[0003]2-甲基咪唑的合成有两种方法，乙二胺法和乙二醛法。乙二胺法反应条件苛刻，工艺复杂，生产成本高，现基本被淘汰。乙二醛是以乙二醛、乙醛、氨水为原料经Radziszewski反应合成2-甲基咪唑。该法与乙二胺法相比有较大优势，但原料乙二醛价格高。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是提供一种2-甲基咪唑的制备方法，以解决现有技术存在的工艺复杂，成本过高的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下:
[0006]一种2-甲基咪唑的制备方法，它包括如下步骤:
[0007](I)将硝酸水溶液与乙醛在催化剂条件下混合反应，过滤取滤液；
[0008](2)将步骤(I)中所得滤液与乙醛水溶液混合后，加入硝酸铵水溶液中，混合完全后升温至50°C下反应2h，再升温至80°C下反应2h，浓缩得到2-甲基咪唑粗品；
[0009](3)将步骤(2)中所得的2-甲基咪唑粗品溶于苯中，过滤取滤液，利用氨基树脂柱离子交换后，将通过液加热至60?70°C保持0.2?0.6h，冷却后，浓缩至近干，然后置于烘箱中干燥；再将其溶于水后，加热至80?90°C保持0.2?0.6h，冷却后，浓缩至近干，然后置于烘箱中干燥，得到精制2-甲基咪唑。
[0010]步骤(I)中，步骤(I)中，硝酸水溶液与乙醛的重量比为1:3。
[0011]步骤(I)中，所述的催化剂为二氧化锰和硝酸铜的混合物；其中，二氧化锰和硝酸铜的质量比为1:2。
[0012]步骤(2)中，乙醛水溶液与滤液的质量比为1:1.5?1.8 ;其中，乙醛水溶液中，乙醛的质量百分比为40%。
[0013]步骤⑵中，硝酸铵水溶液中硝酸铵的质量百分比为25?40%。
[0014]步骤(2)中，乙醛水溶液与滤液的混合液与硝酸铵水溶液的质量比为1:1.8?
2.2。
[0015]步骤(3)中，所述的氨基树脂为脲醛树脂或聚丙烯酰胺树脂。
[0016]有益效果:与现有技术相比，本发明具有如下优点:
[0017]本发明的制备方法简单，且通过乙醛合成乙二醛降低了成本。同时，本发明方法以二氧化锰和硝酸铜的混合物为催化剂，催化效果好，选择性强；后又在冰浴条件下，滴加乙醛和乙二醛的混合液，并通过两次升温反应，提高了产率，产率可达86-88% ;最后又通过氨基树脂进行离子交换，并两次结晶，提高了纯度，纯度可达92-95 %。
【具体实施方式】
[0018]根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的内容仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
[0019]实施例1
[0020]本实施例中，一种2-甲基咪唑的制备方法，包括以下几个步骤:
[0021](I)将150g 35%的硝酸和200g乙醛在催化剂催化的条件下反应，过滤得到乙二醛溶液；
[0022](2)将步骤⑴中得到的150g乙二醛溶液和10g质量分数为40%的乙醛混合，并将其混合液滴加于冰浴条件下的450g硝酸铵水溶液中，然后升温至50°C，反应时间为2h，再升温至80°C，反应2h，反应得到2-甲基咪唑粗品；
[0023](3)将2-甲基咪唑粗品溶于热苯中，过滤得到滤液，将滤液通过氨基树脂之后，加热至60°C，在缓慢搅拌下，冷却至室温，然后置于烘箱中干燥，复溶于水中，加热至80°C，在缓慢搅拌下，冷却至室温，然后置于烘箱中干燥，得到精制2-甲基咪唑。
[0024]其中，所述催化剂为二氧化锰和硝酸铜的混合物，其重量比为1:2 ;硝酸铵水溶液中硝酸铵的质量百分数为25-40%。
[0025]对比例I
[0026]一种2-甲基咪唑的制备方法，包括以下几个步骤:
[0027](I)将150g 35%的硝酸和200g乙醛在硝酸铜催化的条件下反应，过滤得到乙二醛溶液；
[0028](2)将步骤(I)中得到的150g乙二醛溶液和10g质量分数为40%的乙醛混合，并将其混合液滴加于450g硝酸铵水溶液中，然后升温至50°C，反应时间为2h，再升温至80°C，反应2h，反应得到2-甲基咪挫粗品；
[0029](3)将2-甲基咪唑粗品溶于热苯中，过滤得到滤液，将滤液通过氨基树脂之后，加热至60°C，在缓慢搅拌下，冷却至室温，然后置于烘箱中干燥，复溶于水中，加热至80°C，在缓慢搅拌下，冷却至室温，然后置于烘箱中干燥，得到精制2-甲基咪唑。
[0030]其中，所述催化剂为二氧化锰和硝酸铜的混合物，其重量比为1:2 ;硝酸铵水溶液中硝酸铵的质量百分数为25-40%。
[0031]对比例I相对于实施例1，得到的乙二醛产率低，且影响步骤(2)中得到的2-甲基咪唑粗品的产率和纯度，通过步骤(3)精制之后得到的产率为45%，纯度为68%。
[0032]对比例2
[0033]一种2-甲基咪唑的制备方法，包括以下几个步骤:
[0034](I)将150g 35%的硝酸和200g乙醛在硝酸铜催化的条件下反应，过滤得到乙二醛溶液；
[0035](2)将步骤⑴中得到的150g乙二醛溶液和10g质量分数为40 %的乙醛混合，并将其混合液滴加于450g硝酸铵水溶液中，然后升温至80°C，反应2h，反应得到2-甲基咪挫粗品；
[0036](3)将2-甲基咪唑粗品溶于热苯中，过滤得到滤液，将滤液通过氨基树脂之后，加热至60°C，在缓慢搅拌下，冷却至室温，然后置于烘箱中干燥，复溶于水中，加热至80°C，在缓慢搅拌下，冷却至室温，然后置于烘箱中干燥，得到精制2-甲基咪唑。
[0037]其中，所述催化剂为二氧化锰和硝酸铜的混合物，其重量比为1:2 ;硝酸铵水溶液中硝酸铵的质量百分数为25-40%。
[0038]对比例I相对于实施例1，得到的乙二醛产率低，且影响步骤(2)中得到的2-甲基咪唑粗品的产率和纯度，通过步骤(3)精制之后得到的产率为35%，纯度为50%。
[0039]实施例2
[0040]本实施例中，本实施例中，一种2-甲基咪唑的制备方法，包括以下几个步骤:
[0041](I)将10g 35%的硝酸和180g乙醛在催化剂催化的条件下反应，过滤得到乙二醛溶液；
[0042](2)将步骤⑴中得到的180g乙二醛溶液和10g质量分数为40%的乙醛混合，并将其混合液滴加于冰浴条件下的616g硝酸铵水溶液中，然后升温至50°C，反应时间为2h，再升温至80°C，反应2h，反应得到2-甲基咪唑粗品；
[0043](3)将2-甲基咪唑粗品溶于热苯中，过滤得到滤液，将滤液通过聚丙烯酰胺树脂之后，加热至60°C，在缓慢搅拌下，冷却至室温，然后置于烘箱中干燥，复溶于水中，加热至80°C，在缓慢搅拌下，冷却至室温，然后置于烘箱中干燥，得到精制2-甲基咪唑。
[0044]其中，所述催化剂为二氧化锰和硝酸铜的混合物，其重量比为1:2 ;硝酸铵水溶液中硝酸铵的质量百分数为25-40%。
[0045]聚丙烯酰胺树脂在使用前，先浸泡在乙醇中2_3h，在乙醇条件下装柱，装柱后，首先用丙酮淋洗柱子，然后倒入滤液，收集滤液，最后用水冲洗柱子。
[0046]实施例3
[0047]本实施例中，本实施例中，一种2-甲基咪唑的制备方法，包括以下几个步骤:
[0048](I)将150g 35%的硝酸和200g乙醛在催化剂催化的条件下反应，过滤得到乙二醛溶液；
[0049](2)将步骤(I)中得到的90g乙二醛溶液和50g质量分数为40%的乙醛混合，并将其混合液滴加于冰浴条件下的280g硝酸铵水溶液中，然后升温至50°C，反应时间为2h，再升温至80°C，反应2h，反应得到2-甲基咪唑粗品；
[0050](3)将2-甲基咪唑粗品溶于热苯中，过滤得到滤液，将滤液通过脲醛树脂之后，加热至60°C，在缓慢搅拌下，冷却至室温，然后置于烘箱中干燥，复溶于水中，加热至80°C，在缓慢搅拌下，冷却至室温，然后置于烘箱中干燥，得到精制2-甲基咪唑。
[0051]其中，所述催化剂为二氧化锰和硝酸铜的混合物，其重量比为1:2 ;硝酸铵水溶液中硝酸铵的质量百分数为25-40%。
[0052]脲醛树脂在使用前，先浸泡在80%的乙醇水溶液中2_3h，在100%乙醇条件下装柱，装柱后，首先用100%乙醇淋洗柱子，然后倒入滤液，收集滤液，最后用水冲洗柱子。
【主权项】
1.一种2-甲基咪唑的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)将硝酸与乙醛在催化剂作用下混合反应，过滤取滤液； (2)将步骤(I)中所得滤液与乙醛水溶液混合后，加入硝酸铵水溶液中，混合完全后升温至50°C下反应2h，再升温至80°C下反应2h，浓缩得到2-甲基咪唑粗品； (3)将步骤(2)中所得的2-甲基咪唑粗品溶于苯中，过滤取滤液，利用氨基树脂柱离子交换后，将通过液加热至60?70°C保持0.2?0.6h，冷却后，浓缩至近干，然后置于烘箱中干燥；再将其溶于水后，加热至80?90°C保持0.2?0.6h，冷却后，浓缩至近干，然后置于烘箱中干燥，得到精制2-甲基咪唑。
2.根据权利要求1所述的2-甲基咪唑的制备方法，其特征在于，步骤(I)中，硝酸水溶液与乙醛的重量比为1:3。
3.根据权利要求1所述的2-甲基咪唑的制备方法，其特征在于，步骤(I)中，所述的催化剂为二氧化锰和硝酸铜的混合物；其中，二氧化锰和硝酸铜的质量比为1:2。
4.根据权利要求1所述的2-甲基咪唑的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，乙醛水溶液与滤液的质量比为1:1.5?1.8 ;其中，乙醛水溶液中，乙醛的质量百分比为40%。
5.根据权利要求1所述的2-甲基咪唑的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，硝酸铵水溶液中硝酸铵的质量百分比为25?40%。
6.根据权利要求1所述的2-甲基咪唑的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，乙醛水溶液与滤液的混合液与硝酸铵水溶液的质量比为1:1.8?2.2。
7.根据权利要求1所述的2-甲基咪唑的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述的氨基树脂为脲醛树脂或聚丙烯酰胺树脂。
【专利摘要】本发明公开了一种2-甲基咪唑的制备方法，它由改进后的乙二醛法制得粗制2-甲基咪唑后，通过离子交换树脂和重结晶，得到精制的2-甲基咪唑。与现有技术相比，本发明制备方法简单且成本较低。同时，本发明方法的产率可达88％，所得产品纯度可达95％。
【IPC分类】C07D233-58
【公开号】CN104788380
【申请号】CN201510138056
【发明人】沈健
【申请人】江苏康乐新材料科技有限公司
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年3月26日