发明内容
本发明解决的技术问题是:提供5-氨基-6-甲基苯并咪唑酮的制备方法,使收率提高。
本发明要解决其技术问题所采用的技术方案是:提供一种5-氨基-6-甲基苯并咪唑酮的制备方法,其特征在于依次包括如下步骤:
(1)将3,4-二氨基甲苯同尿素进行缩合,制备5-甲基苯并咪唑酮;
(2)将5-甲基苯并咪唑酮,在稀硝酸条件下进行硝化反应,制得5-硝基-6-甲基苯并咪唑酮;
(3)5-硝基-6-甲基苯并咪唑酮再经过还原反应,制得目标化合物5-氨基-6-甲基苯并咪唑酮
本发明在步骤(1)缩合所用的溶剂为邻二氯苯。步骤(1)所用的温度为130-185℃。步骤(2)所采用的硝化反应温度为2530℃。步骤(3)所采用的还原方式为铁粉还原或加氢还原。铁粉还原过程所采用的溶剂为乙醇-水体系,加氢还原采用的溶剂为DMF-水体系。还原反应所采用的溶剂浓度为:乙醇-水体系中乙醇质量百分含量为80-90%,DMF-水体系中DMF重量含量为70-90%。加氢还原所采用的催化剂是阮氏镍或者钯碳,适合的催化剂用量为不低于5-硝基-6-甲基苯并咪唑酮重量的3%。
本发明所具有的有益效果是:
1.通过本发明制备的5-氨基-6-甲基苯并咪唑酮,合环收率98.5%,硝化收率98.3%,铁粉还原收率89.2%,加氢还原收率91.8%。
2.还原反应中铁粉还原过程所采用的溶剂为乙醇-水体系,该体系低毒。加氢还原采用的溶剂为DMF-水体系,该溶剂易回收,节约成本。加氢还原所采用的催化剂是阮氏镍或者钯碳,催化效果好,成本低廉。
3.提供一种工艺简单、生产成本低廉的合成路线。
具体实施方式
以下给出具体的实施例,对本发明作进一步说明。
实施例一:
在一安装有搅拌、回流冷凝器、温度计、加热电热套的2000ml四口瓶中,加入1400g邻二氯苯,然后开动搅拌,在搅拌条件下向其中加入244g(2.0mol)3,4-二氨基甲苯和123g(2.05mol)尿素,加毕,开启加热套加热系统,将体系温度于1.0小时内,缓缓升温到143℃,并于143-147℃之间保温反应5.5小时,保温完毕后,撤掉电热套,搅拌下自然降温,当温度低于100℃后,用水浴将体系温度继续降低到30℃以内,过滤,水洗,然后在红外灯下烘干,得5-甲基苯并咪唑酮293.6g,纯度99.3%,收率98.5%。
将1000ml洁净的四口瓶,安装好搅拌、温度计、加料漏斗,恒温水浴,然后向其中加入814g 30%的硝酸(3.876mol),开动搅拌,在搅拌条件下用水浴将体系温度降到25℃,然后在2.0h内,均匀地向体系加入103.6g(0.70mol)5-甲基苯并咪唑酮,整个加料过程明显伴有放热现象,水浴中需要时常更换冷却水,以确保整个加料过程温度维持在25-30℃,加毕,保持加料时的温度范围,继续保温反应6.0h,保温完毕后,用一布氏漏斗过滤,母液回收套用,滤饼用适量水冲洗至洗涤液呈中性,抽干后将滤饼取出,在红外灯下烘干,得5-硝基-6-甲基苯并咪唑酮133.6g,纯度99.4%,收率98.3%。
将500ml四口瓶安装好搅拌、冷凝器、温度计、加热电热套,然后向其中加入250g 85%乙醇-水溶液,开动搅拌,在搅拌条件下顺序地向其中加入16.8g(0.3mol)铁粉、5.0g浓度为36%的盐酸,加毕,盖好瓶塞,开启回流冷凝器冷却水,打开加热系统,在搅拌条件下将体系温度加热至沸,保持沸腾条件下保温活化30分钟,然后在4.0小时内,向体系均匀加入15g(0.078mol)5-硝基-6-甲基苯并咪唑酮,期间每5分钟加料一次,温度始终维持在回流状态,加毕,回流条件下继续保温反应4.0h,保温毕,用碳酸钠将反应液中和到PH=6.5-7.0,继续搅拌10分钟,然后停止搅拌,保温沉降20分钟,用一预热到接近100℃的布氏漏斗过滤,铁泥用200ml浓度为85%乙醇回流打浆30分钟,然后停止搅拌,保温沉降20分钟,过滤,合并母液及洗液,自然静止冷却,当降温到室温后,过滤,所得产品在红外灯下50℃烘干,得11.4g产品,纯度99.1%,外观为白色片状结晶,收率为89.2%。
实施例二:
在一安装有搅拌、回流冷凝器、温度计、加热电热套的2000ml四口瓶中,加入1400g邻二氯苯,然后开动搅拌,在搅拌条件下向其中加入244g(2.0mol)3,4-二氨基甲苯和123g(2.05mol)尿素,加毕,开启加热套加热系统,将体系温度于1.0小时内,缓缓升温到182℃,并于182-185℃之间保温反应5.5小时,保温完毕后,撤掉电热套,搅拌下自然降温,当温度低于100℃后,用水浴将体系温度继续降低到30℃以内,过滤,水洗,然后在红外灯下烘干,得5-甲基苯并咪唑酮287.9g,纯度98.5%,收率95.8%。
将上述所得产品按实施例一中的硝化过程反应得5-硝基-6-甲基苯并咪唑酮133.8g,纯度99.2%,收率98.2%。
将500ml四口瓶安装好搅拌、冷凝器、温度计、加热电热套,然后向其中加入250g 80%乙醇-水溶液,开动搅拌,在搅拌条件下顺序地向其中加入16.8g(0.3mol)铁粉、5.0g浓度为36%的盐酸,加毕,盖好瓶塞,开启回流冷凝器冷却水,打开加热系统,在搅拌条件下将体系温度加热至沸,保持沸腾条件下保温活化30分钟,然后在4.0小时内,向体系均匀加入15g(0.078mol)5-硝基-6-甲基苯并咪唑酮,期间每5分钟加料一次,温度始终维持在回流状态,加毕,回流条件下继续保温反应4.0h,保温毕,用碳酸钠将反应液中和到PH=6.5-7.0,继续搅拌10分钟,然后停止搅拌,保温沉降20分钟,用一预热到接近100℃的布氏漏斗过滤,铁泥用200ml浓度为80%乙醇回流打浆30分钟,然后停止搅拌,保温沉降20分钟,过滤,合并母液及洗液,自然静止冷却,当降温到室温后,过滤,所得产品在红外灯下50℃烘干,得10.8g产品,纯度99.3%,外观为白色片状结晶,收率为84.7%。
实施例三:
在一安装有搅拌、回流冷凝器、温度计、加热电热套的2000ml四口瓶中,加入1400g邻二氯苯,然后开动搅拌,在搅拌条件下向其中加入244g(2.0mol)3,4-二氨基甲苯和123g(2.05mol)尿素,加毕,开启加热套加热系统,将体系温度于1.0小时内,缓缓升温到131℃,并于130-134℃之间保温反应7.5小时,保温完毕后,撤掉电热套,搅拌下自然降温,当温度低于100℃后,用水浴将体系温度继续降低到30℃以内,过滤,水洗,然后在红外灯下烘干,得5-甲基苯并咪唑酮273.4g,纯度98.3%,收率90.8%。
将上述所得产品按实施例一中的硝化过程反应得5-硝基-6-甲基苯并咪唑酮133.1g,纯度99.3%,收率97.8%。
将500ml四口瓶安装好搅拌、冷凝器、温度计、加热电热套,然后向其中加入250g 90%乙醇-水溶液,开动搅拌,在搅拌条件下顺序地向其中加入16.8g(0.3mol)铁粉、5.0g浓度为36%的盐酸,加毕,盖好瓶塞,开启回流冷凝器冷却水,打开加热系统,在搅拌条件下将体系温度加热至沸,保持沸腾条件下保温活化30分钟,然后在4.0小时内,向体系均匀加入15g(0.078mol)5-硝基-6-甲基苯并咪唑酮,期间每5分钟加料一次,温度始终维持在回流状态,加毕,回流条件下继续保温反应4.0h,保温毕,用碳酸钠将反应液中和到PH=6.5-7.0,继续搅拌10分钟,然后停止搅拌,保温沉降20分钟,用一预热到接近100℃的布氏漏斗过滤,铁泥用200ml浓度为90%乙醇回流打浆30分钟,然后停止搅拌,保温沉降20分钟,过滤,合并母液及洗液,自然静止冷却,当降温到室温后,过滤,所得产品在红外灯下50℃烘干,得11.2g产品,纯度99.0%,外观为淡黄色片状结晶,收率为87.2%。
实施例四:
按实施例二的方法制成5-硝基-6-甲基苯并咪唑酮133.8g,纯度99.2%,收率98.2%。
将一安装好插底管的500ml高压釜洗净后,加入250g 80%DMF-水溶液,19.3g(0.10mol)5-硝基-6-甲基苯并咪唑酮、0.579g阮氏镍,是5-硝基-6-甲基苯并咪唑酮重量的3%,加毕,盖好釜盖,用氮气将体系在4atm条件下置换3次,然后用氢气置换3次,置换完毕后,将体系充入5.0atm氢气,开动搅拌,在搅拌条件下,于2.0小时内,缓缓将体系温度升到100℃,并于该温度下保温反应5.0小时,保温毕,停止加热,降温到40℃以内,通过插底管,将体系内料液压入到用氮气置换过的三口瓶中,然后在氮气保护下,用布氏漏斗将体系内催化剂过滤出来,产品液返回三口瓶进行减压蒸馏,真空度应保持在0.98atm以上,蒸馏到体系呈现大量产品析出,停止加热,用水浴将体系降温到25℃以内,然后将尾接管接氮气,将体系放空,将蒸馏系统撤掉,用滴液漏斗在搅拌条件下,于30分钟内,向体系滴加150ml蒸馏水,滴毕,继续搅拌20分钟至产品析出完全,过滤,少量冷水洗涤,抽干后,在红外灯下50℃烘干,得产品15.1g,纯度99.1%,外观为棕色结晶,收率91.8%。
实施例五
按实施例一的方法合成5-硝基-6-甲基苯并咪唑酮133.6g,纯度99.4%,收率98.3%。
将一安装好插底管的500ml高压釜洗净后,加入250g 80%DMF-水溶液,19.3g(0.10mol)5-硝基-6-甲基苯并咪唑酮、0.579g钯碳催化剂,是5-硝基-6-甲基苯并咪唑酮重量的3%,加毕,盖好釜盖,用氮气将体系在4atm条件下置换3次,然后用氢气置换3次,置换完毕后,将体系充入3.0atm氢气,开动搅拌,在搅拌条件下,于2.0小时内,缓缓将体系温度升到100℃,并于该温度下保温反应3.0小时,保温毕,停止加热,降温到40℃以内,通过插底管,将体系内料液压入到用氮气置换过的三口瓶中,然后在氮气保护下,用布氏漏斗将体系内催化剂过滤出来,产品液返回三口瓶进行减压蒸馏,真空度应保持在0.98atm以上,蒸馏到体系呈现大量产品析出,停止加热,用水浴将体系降温到25℃以内,然后将尾接管接氮气,将体系放空,将蒸馏系统撤掉,用滴液漏斗在搅拌条件下,于30分钟内,向体系滴加150ml蒸馏水,滴毕,继续搅拌20分钟至产品析出完全,过滤,少量冷水洗涤,抽干后,在红外灯下50℃烘干,得产品15.2g,纯度99.1%,外观为灰白色结晶,收率92.4%。
实施例六:
按实施例三的方法合成5-硝基-6-甲基苯并咪唑酮质量为133.1g,纯度99.3%,收率97.8%。
按实施例五加氢还原反应的方法,以70%浓度DMF作溶剂,17.37g钯碳催化剂,是5-硝基-6-甲基苯并咪唑酮重量的90%,得5-氨基-6-甲基苯并咪唑酮产品14.5g,含量99.3%,外观为淡黄色结晶,收率88.3%。
实施例七:
按实施例五加氢还原反应的方法,以90%浓度DMF作溶剂,得5-氨基-6-甲基苯并咪唑酮产品14.8g,含量99.2%,外观为白色片状结晶,收率90.1%。