三氮唑的合成方法
【专利摘要】本发明属于有机化学合成【技术领域】，具体涉及三氮唑的合成方法。本发明要解决的技术问题是用丁酮连氮替代水合肼，以提供一种成本低、收率高的1,2,4-三氮唑制备方法。本发明的技术方案是三氮唑的合成方法，包括如下步骤：将氨、过氧化氢和丁酮在甲酰胺存在下进行反应，制得丁酮连氮；将含有丁酮连氮的上层油相和含有甲酰胺的水相分离，将水相中的氨、丁酮和水蒸出，回收甲酰胺；将甲酰胺升温至165～190℃，然后把油相滴加到甲酰胺中，在165～190℃温度下保温反应20～60min，将未反应完的丁酮连氮蒸馏回收，即制得1,2,4-三氮唑。本发明方法可获得纯度高于95％的1,2,4-三氮唑，收率在95％以上(以甲酰胺计)。
【专利说明】三氮唑的合成方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于有机化学合成【技术领域】，具体涉及三氮唑的合成方法。
【背景技术】
[0002] 1，2, 4-三氮唑又称1H-1，2, 4-三氮唑、TA-4三唑增白剂、1，2, 4-1H-三氮唑、三氮 唑等，具有较强的生物活性，广泛应用于农药、医药、染料和橡胶助剂等有机合成领域，是一 种重要的有机化工中间体。1，2, 4-三氮唑及其衍生物已成为近几年来药物研究与开发的热 点和重点领域之一，市场用量逐年增加。
[0003] 目前，合成1，2, 4-三氮唑的方法主要有四种：
[0004] (1)甲酰胺-水合肼-氨气法：此法是将甲酰胺和水合肼反应，先合成双酰肼， 然后再与过量的氨反应生成三氮唑。此法分两段反应，操作较为复杂，收率较低（70? 80% )；
[0005] (2)甲酰胺-水合肼法：由甲酰胺和水合肼为原料制备，此法生产工艺简单，产率 较高（90?95%)，但由于甲酰胺的价格比甲酸铵高，产品中未反应的甲酰胺不易与产品分 离，该方法在综合成本上无明显的优势；
[0006] (3)甲酸-水合肼-氨气法：此法具有原料价格低、易得，杂质甲酸铵易分解，收率 较高（85?90%)，原料成本低等优点。但甲酸法生产工艺较甲酰胺法复杂，脱水量大，能 耗高，甲酸对设备腐蚀大，造成设备维修费用高；
[0007] (4)甲酰胺-甲酸-水合肼法：此工艺综合了甲酰胺法和甲酸法的优点，甲酸和 甲酰胺的用量只有甲酸法的一半，脱水量较小，能源消耗和原材料成本比甲酸法低，收率为 90?95%。此法不再通入氨气和吸收尾气氨，生产工艺较甲酸法简单，但甲酸的腐蚀性问 题依然存在。
[0008] 此外，以上方法均是以水合肼为原料，是合成1，2, 4-三氮唑生产成本较高的主要 原因。
【发明内容】
[0009] 本发明要解决的技术问题是用丁酮连氮替代水合肼，以提供一种成本低、收率高 的1，2, 4-三氮唑制备方法。
[0010] 本发明的技术方案是三氮唑的合成方法，包括如下步骤：
[0011] 第一步：将氨、过氧化氢和丁酮在甲酰胺存在下进行反应，制得丁酮连氮；
[0012] 第二步：将含有丁酮连氮的上层油相和含有甲酰胺的水相分离；
[0013] 第三步：将水相中的氨和丁酮蒸出回用于第一步，并将水相中的水分全部蒸掉，回 收甲酰胺；
[0014] 第四步：将甲酰胺升温至165?190°C，然后把油相滴加到甲酰胺中，反应生成的 氨和丁酮回用于第一步；油相滴加完后，在165?190°C温度下保温反应20?60min，将未 反应完的丁酮连氮蒸馏回收，即制得1，2, 4-三氮唑。
[0015] 优选的，第四步中将甲酰胺升温至170?175°C，然后把第二步中的油相滴加到甲 酰胺中。
[0016] 优选的，第四步中油相滴加完后，在170?175°C保温反应。
[0017] 优选的，第四步中保温反应的时间为30?40min。
[0018] 优选的，第四步中使用过量丁酮连氮，丁酮连氮和甲酰胺的摩尔比为0.5?1 : 1。
[0019] 具体的，第一步中所述的过氧化氢为质量百分比含量为25?90%的H20 2水溶液， 氨可以是无水的或水溶液的。
[0020] 具体的，第一步中每摩尔过氧化氢可用0. 2?5摩尔的丁酮、0. 2?5摩尔的氨和 0. 2?4摩尔的甲酰胺。
[0021] 优选的，第一步中摩尔过氧化氢可用1. 5?4摩尔的丁酮、1. 5?4摩尔的氨和1? 3摩尔的甲酰胺。
[0022] 具体的，第一步中的反应温度范围较宽，可在0?100°C之间进行。优选30?70°C 之间。
[0023] 丁酮和甲酰胺采用常规工业品，也可用化学纯、分析纯。
[0024] 本发明中甲酰胺在第一步中起催化剂作用（不参与反应），在第四步中作为反应 物参与反应。
[0025] 本发明第一步可采用各种反应器在常压下进行反应。氨、丁酮和甲酰胺可以以任 何顺序分别或同时加入到反应液中，过氧化氢应缓慢加入到反应液中。该反应为放热反应， 反应方程式如下：
[0026] 2NH3+H202+2R 1R2C0 ^ R,R2C = N-N = CR1R2+4H20
[0027] 本发明方法第二步中，可采用各种液-液分离器对水相和油相进行分离。
[0028] 本发明方法第三步中，水相中的氨蒸出后用水吸收制得氨水，或直接回用于第一 步；水相中的丁酮蒸出后冷凝回收。
[0029] 本发明方法第四步中，为了将甲酰胺彻底反应完，应使丁酮连氮过量，丁酮连氮和 甲酰胺的摩尔比为0.5?1 : 1。反应方程式如下：
[0030]
【权利要求】
1. 三氮唑的合成方法，其特征在于：包括如下步骤： 第一步：将氨、过氧化氢和丁酮在甲酰胺存在下进行反应，制得丁酮连氮； 第二步：将含有丁酮连氮的上层油相和含有甲酰胺的水相分离； 第三步：将水相中的氨和丁酮蒸出回用于第一步，并将水相中的水分全部蒸掉，回收甲 酰胺； 第四步：将甲酰胺升温至165?190°C，然后把油相滴加到甲酰胺中，反应生成的氨和 丁酮回用于第一步；油相滴加完后，在165?190°C温度下保温反应20?60min，将未反应 完的丁酮连氮蒸馏回收，即制得1，2, 4-三氮唑。
2. 如权利要求1所述三氮唑的合成方法，其特征在于：第四步中将甲酰胺升温至 170?175°C，然后把第二步中的油相滴加到甲酰胺中。
3. 如权利要求1或2所述三氮唑的合成方法，其特征在于：第四步中油相滴加完后，在 170?175°C保温反应；保温反应的时间为30?40min。
4. 如权利要求1?3任一项所述三氮唑的合成方法，其特征在于：第四步中使用过量 丁酮连氮，丁酮连氮和甲酰胺的摩尔比为0.5?1 : 1。
5. 如权利要求1?4任一项所述三氮唑的合成方法，其特征在于：第一步中所述的过 氧化氢为质量百分比含量为25?90%的H20 2水溶液，氨是无水的或水溶液的。
6. 如权利要求1?5任一项所述三氮唑的合成方法，其特征在于：第一步中每摩尔过 氧化氢可用〇. 2?5摩尔的丁酮、0. 2?5摩尔的氨和0. 2?4摩尔的甲酰胺。
7. 如权利要求6所述三氮唑的合成方法，其特征在于：第一步中每摩尔过氧化氢可用 1.5?4摩尔的丁酮、1.5?4摩尔的氨和1?3摩尔的甲酰胺。
8. 如权利要求1?7任一项所述三氮唑的合成方法，其特征在于：第一步中的反应温 度为30?70°C。
【文档编号】C07D249/08GK104230830SQ201410536530
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年10月11日 优先权日:2014年10月11日
【发明者】李亚杉 申请人:重庆锦杉科技有限公司