用于大规模制造2-取代的苯并咪唑的一锅式均质方法与流程

1.本公开总体上涉及2-取代的苯并咪唑及其组合物的合成。更具体地，本公开涉及用于合成2-取代的苯并咪唑的均相方法及其例如作为腐蚀抑制剂的用途。2.相关技术的说明苯并咪唑可以使用不同的合成途径来制备。一种常见的途径是二胺和羧酸之间的酸催化的缩合反应。此途径主要集中于以中等至良好的产率获得呈分离的最终产物形式的固体苯并咪唑。这些苯并咪唑主要在无机酸中合成，并通过使用碱将ph调节至7或8来沉淀最终产物。通过过滤分离沉淀的产物，并将其在烘箱中干燥。现有技术的合成方法具有几个缺点，诸如：1)延长的反应和处理时间导致每批的产量低；2)后处理和分离步骤造成的收率损失；3)分离和随后的干燥步骤需要安装特殊的设备，从而导致显著的资本投资；4)固体产物的处理，无论作为湿饼还是作为干粉，两者均涉及重大的材料处理挑战，导致收率损失；以及5)最终固体产物在再溶解于溶剂中之前需要干燥以用于某些应用，诸如抗腐蚀。苯并咪唑的其他用途包括在药物和农用化学品中的应用。聚苯并咪唑以其高强度和高温性能而闻名。聚苯并咪唑可以用于半导体、接触密封件、晶片载体、绝缘体衬套、热绝缘体、发光二极管、太阳能电池、燃料电池和高性能防护服。其他用途包括在石油化工和航空航天工业中的应用。

背景技术：

技术实现思路

1、在一些实施方案中，本公开提供组合物，该组合物包含强酸、羧酸和式(i)的化合物或其盐：

2、

3、其中x独立地为氢、卤素或者取代或未取代的c1-5烷基基团，并且m为1、2、3或4；

4、r1为氢、取代或未取代的c1-c12烷基基团或者取代或未取代的c4-c6芳基基团；

5、r2为不存在、氢、取代或未取代的c1-c12烷基基团或者取代或未取代的c4-c6芳基基团；

6、r3是键或chr4；

7、r4为氢、卤素、nr5r6或or5；

8、其中r5和r6各自独立地为氢、取代或未取代的c1-c12烷基基团或者取代或未取代的c4-c6芳基基团；并且

9、z独立地选自取代或未取代的c、取代或未取代的n或它们的任何组合，进一步地，其中该组合物不包含极性非质子溶剂。

10、在一些实施方案中，组合物还包含水。

11、在一些实施方案中，x独立地为氢或卤素；r1为氢；r2不存在；并且r3为chr4。

12、在一些实施方案中，r3为键并且至少一个z为氮。

13、在一些实施方案中，化合物或其盐具有式(ii)

14、

15、其中y独立地为氢、卤素或c1-5烷基基团；并且n为1、2、3、4或5。

16、在一些实施方案中，强酸选自硫酸、盐酸、硝酸、甲磺酸、氨基磺酸、对甲苯磺酸、氢溴酸以及它们的任何组合。

17、在一些实施方案中，羧酸选自甲酸、乙酸、丙酸、草酸、苹果酸、柠檬酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一烷酸、十二烷酸、十三烷酸、十四烷酸、十五烷酸、十六烷酸、十七烷酸、十八烷酸、十九烷酸、二十烷酸以及它们的任何组合。

18、在一些实施方案中，组合物包含至少约10重量％的羧酸。

19、在一些实施方案中，组合物包含高温稳定相转移催化剂。

20、在一些实施方案中，羧酸是乙酸。

21、本公开还提供了一种用于制备式(v)的化合物或其盐的方法，该方法包括：

22、

23、加热包含式(iii)的化合物或其盐、式(iv)的化合物或其盐、强酸、羧酸和高温稳定相转移催化剂的混合物，其中该混合物不包含极性非质子溶剂，

24、

25、其中x独立地为氢、卤素或c1-5烷基基团，并且m为1、2、3或4；

26、r1为氢、取代或未取代的c1-c12烷基基团、取代或未取代的c4-c6芳基基团；

27、r2为不存在、氢、取代或未取代的c1-c12烷基基团、取代或未取代的c4-c6芳基基团；

28、r4为氢、卤素、nr5r6或or5；

29、其中r5和r6各自独立地为氢、取代或未取代的c1-c12烷基基团或者取代或未取代的c4-c6芳基基团；并且

30、r8为氢、卤素、取代或未取代的c1-c12烷基基团、取代或未取代的c5-c6杂芳基基团、取代或未取代的c4-c6芳基基团或者取代或未取代的c3-c12环烷基基团，其中该方法不包括极性非质子溶剂。

31、在一些实施方案中，强酸选自硫酸、盐酸、硝酸、甲磺酸、氨基磺酸、对甲苯磺酸、氢溴酸以及它们的任何组合。

32、在一些实施方案中，羧酸选自甲酸、乙酸、丙酸、草酸、苹果酸、柠檬酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一烷酸、十二烷酸、十三烷酸、十四烷酸、十五烷酸、十六烷酸、十七烷酸、十八烷酸、十九烷酸、二十烷酸以及它们的任何组合。

33、在一些实施方案中，该混合物包含至少约10重量％的羧酸。

34、在一些实施方案中，将混合物加热至约80℃至约160℃的温度。

35、本公开还提供了用于制备聚苯并咪唑的方法，该方法包括加热包含间苯二甲酸二苯酯与3，3′，4，4′-四氨基联苯、强酸、羧酸和高温稳定相转移催化剂的混合物，其中该方法不包括极性非质子溶剂。

36、在一些实施方案中，强酸选自硫酸、盐酸、硝酸、甲磺酸、氨基磺酸、对甲苯磺酸、氢溴酸以及它们的任何组合。

37、在一些实施方案中，羧酸选自甲酸、乙酸、丙酸、草酸、苹果酸、柠檬酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一烷酸、十二烷酸、十三烷酸、十四烷酸、十五烷酸、十六烷酸、十七烷酸、十八烷酸、十九烷酸、二十烷酸以及它们的任何组合。

38、在一些实施方案中，该混合物包含至少约10重量％的羧酸。

39、本公开还提供了抑制腐蚀的方法，该方法包括将权利要求1的组合物添加到包括金属表面的工业用水系统中。

40、上述已经相当广泛地概述了本公开的特征和技术优点，以便可以更好地理解以下具体描述。下文将描述本公开的其他特征和优点，这些构成本申请权利要求的主题。本领域的技术人员应当理解的是，为了执行本公开的相同目的，所公开的概念和具体实施方案可以容易地被利用，作为修改或设计其它实施方案的基础。本领域的技术人员还应该认识到，此类等同的实施方案不脱离如所附权利要求书中所阐述的本公开的精神和范围。

技术特征：

1.一种组合物，所述组合物包含：强酸、羧酸和式(i)的化合物或其盐；

2.根据权利要求1所述的组合物，所述组合物还包含水。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的组合物，其中

4.根据权利要求1或权利要求2所述的组合物，其中r3为键并且至少一个z为氮。

5.根据权利要求1或权利要求2所述的组合物，其中所述化合物或其盐具有式(ii)

6.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述强酸选自硫酸、盐酸、硝酸、甲磺酸、氨基磺酸、对甲苯磺酸、氢溴酸以及它们的任何组合。

7.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述羧酸选自甲酸、乙酸、丙酸、草酸、苹果酸、柠檬酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一烷酸、十二烷酸、十三烷酸、十四烷酸、十五烷酸、十六烷酸、十七烷酸、十八烷酸、十九烷酸、二十烷酸以及它们的任何组合。

8.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述组合物包含至少约10重量％的羧酸。

9.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，所述组合物还包含高温稳定相转移催化剂。

10.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述羧酸酯为乙酸。

11.一种用于制备式(v)的化合物或其盐的方法，所述方法包括：

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述强酸选自硫酸、盐酸、硝酸、甲磺酸、氨基磺酸、对甲苯磺酸、氢溴酸以及它们的任何组合。

13.根据权利要求11或权利要求12所述的方法，其中所述羧酸选自甲酸、乙酸、丙酸、草酸、苹果酸、柠檬酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一烷酸、十二烷酸、十三烷酸、十四烷酸、十五烷酸、十六烷酸、十七烷酸、十八烷酸、十九烷酸、二十烷酸以及它们的任何组合。

14.根据权利要求11至13中任一项所述的方法，其中所述混合物包含至少约10重量％的羧酸。

15.根据权利要求11至14中任一项所述的方法，其中所述混合物被加热到约80℃至约160℃的温度。

16.一种用于制备聚苯并咪唑的方法，所述方法包括：加热包含间苯二甲酸二苯酯和3，3′，4，4′-四氨基联苯、强酸、羧酸和高温稳定相转移催化剂的混合物，其中所述方法不包括极性非质子溶剂。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述强酸选自硫酸、盐酸、硝酸、甲磺酸、氨基磺酸、对甲苯磺酸、氢溴酸以及它们的任何组合。

18.根据权利要求16或权利要求17所述的方法，其中所述羧酸选自甲酸、乙酸、丙酸、草酸、苹果酸、柠檬酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一烷酸、十二烷酸、十三烷酸、十四烷酸、十五烷酸、十六烷酸、十七烷酸、十八烷酸、十九烷酸、二十烷酸以及它们的任何组合。

19.根据权利要求16至18中任一项所述的方法，其中所述混合物包含至少约10重量％的羧酸。

20.一种抑制腐蚀的方法，所述方法包括：

技术总结
公开了2‑取代的苯并咪唑及其制备方法。该组合物可包含化合物或其盐、强酸和羧酸。该组合物可不包含极性非质子溶剂。该组合物可以用于抑制与含水系统接触的金属表面的腐蚀，并提供增强的金属在该含水系统中的腐蚀防护。

技术研发人员：P·切鲁库,P·吉伦沃特,N·勒弗莱梅,A·曼蒂斯,J·J·米歇尔斯,S·R·史利南
受保护的技术使用者：埃科莱布美国股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4