本发明涉及医药中间体领域，特别是涉及一种1H-咪唑-4-甲酸的制备方法。
背景技术：
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咪唑类化合物是人体内重要的结构单元，在人体内主要存在于组氨酸中，是重要的影响人体机能的物质。咪唑类化合物已被广泛的应用于医药、农药以及精细化工等领域，比如在医药领域，咪唑类化合物具有降压、治疗胃溃疡、抗真菌以及治疗牙痛等生物活性；在农药领域，咪唑类化合物可用作杀虫剂、除草剂以及生长调节剂等方面；在精细化工领域，则可用作环氧树脂的固化剂、表面活性剂以及染料等。咪唑类化合物虽广泛存在与动植物体内，但其从天然动植物体内提取并不容易，效率低且含量少。因此，对咪唑类化合物的人工合成研究具有重要的实用意义。
1H-咪唑-4-甲酸是重要的医药中间体，通过其制备的美托咪定是性能良好的镇静剂和止痛剂。已经报道的1H-咪唑-4-甲酸的制备方法有：(1)以4-甲基咪唑为原料，在高压条件下，以乙酸钴、乙酸锰和溴化钠为催化剂，冲入氧气，将甲基氧化成为羧基制得1H-咪唑-4-甲酸；(2)以咪唑-4,5-二羧酸为原料，采用乙酸酐或者苯胺中回流的放法制备1H-咪唑-4-甲酸。第一种方法反应所需的条件较为苛刻，对设备的要求高，存在较大的安全隐患；第二种方法反应时间较长，后处理步骤繁琐，同样不适合工业化生产使用。
中国专利CN201210037792.0公开了一种1H-咪唑-4-甲酸的制备方法，以乙酰甘氨酸乙酯为原料，经过与硫氰酸钾的成环得到2-巯基-4-咪唑甲酸乙酯；用催化剂催化氧化脱巯基，得到去巯基的咪唑-4-甲酸乙酯，再水解，得到目标化合物1H-咪唑-4-甲酸。本发明选择性好，原料来源广泛，价格低廉。但是，该制备方法需要进行多步反应，这必然会制约最终产物的产率，以及增加后处理的难度。
技术实现要素：
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本发明的目的是提供一种1H-咪唑-4-甲酸的制备方法，该方法通过一步法反应制备而成，采用新型催化剂体系，反应条件温和，转化率高，后处理操作简单，具有较高的工业应用前景。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种1H-咪唑-4-甲酸的制备方法，包括以下步骤：将4-甲基咪唑溶解于有机溶剂中，加入氧化剂和催化剂搅拌均匀，在常压下加热至70-90℃，通入氧气，回流反应90-120min，之后提纯既得1H-咪唑-4-甲酸。
优选的，所述有机溶剂为乙醇、异丙醇或正丁醇。
优选的，所述催化剂为乙酰丙酮铜、硝酸铁和二乙基二硫代氨基甲酸镍混合物。
优选的，所述催化剂为乙酰丙酮铜、硝酸铁和二乙基二硫代氨基甲酸镍摩尔比为3:5:1。
优选的，所述氧化剂为二乙酸碘苯、过氧化氢、过硫酸钠或过氧化二叔丁基中的一种或多种混合物。
优选的，所述4-甲基咪唑溶于有机溶剂中的浓度为5-10g/L。
优选的，所述4-甲基咪唑、氧化剂和催化剂的摩尔比为1：(1.2-1.8):(0.5-0.8)。
优选的，所述氧气的通入速度为60-100ml/min。
优选的，所述1H-咪唑-4-甲酸的提纯方法为，反应结束后，加入丙酮震荡萃取，减压浓缩，减压蒸除溶剂后得粗产物，重结晶得目标产物1H-咪唑-4-甲酸。
本发明具有以下有益效果，采用新型的复合催化剂，使得反应具有较强的选择性，产物纯度高，产率高。其次，相较于现有技术，反应过程无需加压，反应温度更加温和，操作简单。该制备方法采用一步法反应，可以有效的提高反应的进行效率。综上所述，该方法操作成本低，生产效率高，具有良好的工业化应用前景。
具体实施方式：
为了更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明进一步说明，实施例只用于解释本发明，不会对本发明构成任何的限定。
实施例1
将4-甲基咪唑溶解于乙醇中，浓度为5g/L。加入氧化剂二乙酸碘苯、过氧化氢和催化剂乙酰丙酮铜、硝酸铁和二乙基二硫代氨基甲酸镍混合物，其中乙酰丙酮铜、硝酸铁和二乙基二硫代氨基甲酸镍摩尔比为3:5:1。4-甲基咪唑、氧化剂和催化剂的摩尔比为1:1.2:0.5。搅拌均匀，在常压下加热至70℃，通入氧气，通入速度为100ml/min，回流反应90min，反应结束后，加入丙酮震荡萃取，减压浓缩，减压蒸除溶剂后得粗产物，重结晶得目标产物1H-咪唑-4-甲酸。
实施例2
将4-甲基咪唑溶解于异丙醇中，浓度为10g/L。加入氧化剂过氧化氢、过硫酸钠和催化剂乙酰丙酮铜、硝酸铁和二乙基二硫代氨基甲酸镍混合物，其中乙酰丙酮铜、硝酸铁和二乙基二硫代氨基甲酸镍摩尔比为3:5:1。4-甲基咪唑、氧化剂和催化剂的摩尔比为1:1.8:0.8。搅拌均匀，在常压下加热至90℃，通入氧气，通入速度为60ml/min，回流反应120min，反应结束后，加入丙酮震荡萃取，减压浓缩，减压蒸除溶剂后得粗产物，重结晶得目标产物1H-咪唑-4-甲酸。
实施例3
将4-甲基咪唑溶解于正丁醇中，浓度为8g/L。加入氧化剂过硫酸钠、过氧化二叔丁基和催化剂乙酰丙酮铜、硝酸铁和二乙基二硫代氨基甲酸镍混合物，其中乙酰丙酮铜、硝酸铁和二乙基二硫代氨基甲酸镍摩尔比为3:5:1。4-甲基咪唑、氧化剂和催化剂的摩尔比为1:1.2:0.8。搅拌均匀，在常压下加热至80℃，通入氧气，通入速度为90ml/min，回流反应100min，反应结束后，加入丙酮震荡萃取，减压浓缩，减压蒸除溶剂后得粗产物，重结晶得目标产物1H-咪唑-4-甲酸。
实施例4
将4-甲基咪唑溶解于异丙醇中，浓度为8g/L。加入氧化剂过氧化氢、过硫酸钠和催化剂乙酰丙酮铜、硝酸铁和二乙基二硫代氨基甲酸镍混合物，其中乙酰丙酮铜、硝酸铁和二乙基二硫代氨基甲酸镍摩尔比为3:5:1。4-甲基咪唑、氧化剂和催化剂的摩尔比为1:1.8:0.5。搅拌均匀，在常压下加热至70℃，通入氧气，通入速度为80ml/min，回流反应100min，反应结束后，加入丙酮震荡萃取，减压浓缩，减压蒸除溶剂后得粗产物，重结晶得目标产物1H-咪唑-4-甲酸。
实施例5
将4-甲基咪唑溶解于乙醇中，浓度为10g/L。加入氧化剂过氧化氢和催化剂乙酰丙酮铜、硝酸铁和二乙基二硫代氨基甲酸镍混合物，其中乙酰丙酮铜、硝酸铁和二乙基二硫代氨基甲酸镍摩尔比为3:5:1。4-甲基咪唑、氧化剂和催化剂的摩尔比为1:1.2:0.5。搅拌均匀，在常压下加热至85℃，通入氧气，通入速度为90ml/min，回流反应100min，反应结束后，加入丙酮震荡萃取，减压浓缩，减压蒸除溶剂后得粗产物，重结晶得目标产物1H-咪唑-4-甲酸。
实施例6
将4-甲基咪唑溶解于异丙醇中，浓度为10g/L。加入氧化剂过硫酸钠和催化剂乙酰丙酮铜、硝酸铁和二乙基二硫代氨基甲酸镍混合物，其中乙酰丙酮铜、硝酸铁和二乙基二硫代氨基甲酸镍摩尔比为3:5:1。4-甲基咪唑、氧化剂和催化剂的摩尔比为1:1.8:0.8。搅拌均匀，在常压下加热至90℃，通入氧气，通入速度为100ml/min，回流反应120min，反应结束后，加入丙酮震荡萃取，减压浓缩，减压蒸除溶剂后得粗产物，重结晶得目标产物1H-咪唑-4-甲酸。