专利名称：一种生产高纯度n-烷基咪唑的方法
技术领域：
本发明属于精细化学品的生产技术领域，涉及到一种高纯度N-烷基咪唑的制备方法。
背景技术：
N-烷基咪唑系列化合物是一类非常重要的精细化学品，可以广泛地应用于医药和农药的合成，例如它是咪康唑和克霉唑等杀菌剂的核心骨架。N-烷基咪唑在五元杂环上的一个氮原子拥有孤电子对，具有一定的碱性和亲核性质，因此它也可作为有机配体和催化剂应用于有机合成之中。中长碳链的N-烷基咪唑具有很好的表面性能，是两性表面活性剂最常采用的阳离子官能团之一。它还是咪唑基离子液体最重要的起始原料，通过它可以合成得到多种多样的离子液体。它的聚合物还是一种性能独特的液晶材料。虽然N-烷基咪唑拥有如此重要的物化性质和应用前景，但直至今日它的价格仍然居高不下，严重影响了这一类化合物的理化性能以及下游产品的研究和应用。传统的N-烷基咪唑制备方法成本过高，因此开发一种简单的、普适性强的N-烷基咪唑制备方法具有非常重要的应用价值。现有文献所报道的N-烷基咪唑制备方法繁杂不一，且存在着成本过高、反应条件苛刻、产物不纯、污染环境等不足。尤其在N-环烷基咪唑的合成方面，相关研究极少，这样一个空白亟待填补。N-烷基咪唑是由咪唑和卤代烷在缚酸剂存在下反应得到的主要产物，已有文献报导的缚酸剂通常为氢氧化钠和氢化钠的一种。王弋戈等在中国发明专利(公开号CN102180873A)中描述十六烷基咪唑的制备，使用氢化钠为缚酸剂，且需要使用四丁基碘化铵为相转移催化剂，所得到的产品用乙醚萃取。此方法所使用的氢化钠价格高昂且不利于安全生产，所得到的产品不纯。Khabnadideh 等在 Bioorganic&Medicinal Chemistry Letters,2003,13(17),2863-2865中使用NaOH为缚酸剂，甲苯为带水剂，仍然存在成本较高、产品不纯、环境污染
等缺陷。Bara 在 Industrial&Engineering Chemistry Research, 2011, 50 (24),13614-13619中先通过咪唑和氢氧化钠制备咪唑钠盐，然后减压除去生成的水，再与溴代烷反应，得到的产物和盐经过滤分离，再经活性炭脱色、浓缩、氧化铝柱层析，最后浓缩得到N-烷基咪唑产品。该方法虽可以较大规模制备N-烷基咪唑，但是需要减压干燥咪唑钠中间体，且产物需要氧化铝柱层析纯化，过程繁琐，推高了生产周期和成本。Lee 等在 Journal of Materials Chemistry, 2011, 21 (33), 12280-12287 中使用
NaOH为缚酸剂，但反应时间长达3天，增加了生产的时间成本。
权利要求
1.一种高纯度N-烷基咪唑的生产方法，包括以下步骤a.将咪唑和氢氧化碱金属或氢氧化碱土金属以摩尔比1: O. 5 1:1. 5放入反应瓶中，90 150°C剧烈搅拌O. 2 24小时；b.降温至O 60°C，以I 100mLTHF/lg咪唑的量加入四氢呋喃；c.以摩尔比1: O. 8 1:1. 5 (咪唑RX)加入卤代烷，在20 80°C下反应4 48 小时，其中R为碳数I 16的直链烷基、碳数3 8的环烷基、烯丙基、炔丙基、苄基的任一种，X为氯或溴的任一种；d.反应完后过滤、用原体积10%的THF分三次洗涤固体，固体溶解于适量热水中进行结晶提纯，作为副产品储存另用；e.从有机相中蒸馏出THF，回收利用，剩余液体最后进行精馏，得到高纯产品。
2.根据权利要求1所述的高纯N-烷基咪唑的生产方法，其特征在于所述步骤a中的氢氧化碱金属为氢氧化钠或氢氧化钾，氢氧化碱土金属为氢氧化镁或氢氧化1丐反应温度为 90 150°C，反应时间为O. 2 24小时。
3.根据权利要求1所述的高纯N-烷基咪唑的生产方法，其特征在于所述步骤b是在 O 60°C下加入THF，THF的体积与所用咪唑的质量之比为I 100 I。
4.根据权利要求1所述的高纯N-烷基咪唑的生产方法，其特征在于所述步骤c的卤代烷RX中的R为碳数I 16的直链烷基、碳数3 8的环烷基、烯丙基、炔丙基、苄基的任一种，X为氯或溴的任一种，且可自由组合。
5.根据权利要求1所述的高纯N-烷基咪唑的生产方法，其特征在于所述步骤c对于 R为碳数为I 3的卤代烷，在20 60°C搅拌4 16小时；其余的卤代烷在20 80°C搅拌4 48小时。
6.根据权利要求1所述的高纯N-烷基咪唑的生产方法，其特征在于所述步骤e是用减压精馏的方法提纯产品。
全文摘要
本发明公开一种生产高纯度N-烷基咪唑的方法，包括以下步骤a.将咪唑和氢氧化碱金属或氢氧化碱土金属以摩尔比1∶0.5～1∶1.5放入反应瓶中，90～150℃剧烈搅拌0.2～24小时；b.降温至0～60℃，加入四氢呋喃(THF)，THF的体积与所用咪唑的质量之比为1～100∶1；c.以摩尔比1∶0.8～1∶1.5(咪唑∶RX)加入卤代烷，在20～80℃下反应4～48小时，其中R为碳数1～16的直链烷基、碳数3～8的环烷基、烯丙基、炔丙基、苄基的任一种，X为氯或溴的任一种；d.反应完后过滤，用原体积10％的THF分三次洗涤固体，将固体溶解于适量热水中进行结晶提纯，作为副产品储存另用；e.从有机相中蒸馏出THF，回收利用，剩余液体最后进行精馏，得到高纯产品。本发明有以下优点1、工艺操作简单，第一步反应后无需除水操作，直接进行第二步反应；2、产品皆为高纯度的无色透明液体或白色固体；3、合成时间短，适应条件宽泛，对环境污染小，适合工业化生产。
文档编号C01F11/34GK103012275SQ20131000002
公开日2013年4月3日 申请日期2013年1月4日 优先权日2013年1月4日
发明者李炜, 高伟, 胡学一, 夏咏梅, 方云 申请人:江南大学