一种环境友好的2-乙基-4-甲基咪唑合成方法技术

本发明专利技术公开了一种2‑乙基‑4‑甲基咪唑的绿色合成方法，属于有机合成技术领域；本发明专利技术采用低毒的丙酸甲酯和1，2‑丙二胺以适当的反应比例于80℃下生成氨丙基丙酰胺，再在催化剂存在下用芳香烃带水关环生成2‑乙基‑4‑甲基咪唑啉；2‑乙基‑4‑甲基咪唑啉在pd/c催化剂存在下于120～140℃下脱氢制得2‑乙基‑4‑甲基咪唑；用本发明专利技术方法制备2‑乙基‑4‑甲基咪唑，不但避免了使用高毒的丙腈及高污染的醛和氨，以及遇空气燃烧的高危险雷尼镍催化剂，而且生产过程中也不产生废氨，属一种环境友好的制备2‑乙基‑4‑甲基咪唑方法。

An environmentally friendly synthesis method of 2-ethyl-4-methylimidazole

【技术实现步骤摘要】
一种环境友好的2-乙基-4-甲基咪唑合成方法
本专利技术涉及一种环境友好的2-乙基-4-甲基咪唑的制备方法，属于有机合成

技术介绍
2-乙基-4-甲基咪唑是一种性能优良的环氧树脂固化剂。常温下呈液态，用量少，容易和环氧树脂混合，混合物适用期长，并且固化温度不高；固化物具有优异的耐热性，粘接性及绝缘性，广泛应用于胶粘剂，涂料，复合材料等领域。生产2-乙基-4-甲基咪唑的方法主要有三种：一是醛氨法，即采用正丙醛，丙酮醛水溶液和氨水为原料，一锅法制备2-乙基-4-甲基咪唑，本法产率很低，提纯复杂，并产生大量醛氨废水无法处理。二是咪唑啉脱氢法，首先采用1，2-丙二胺和丙腈在硫磺催化下制备2-乙基-4-甲基咪唑啉，再用雷尼镍催化脱氢制得2-乙基-4-甲基咪唑。本法中的丙腈属剧毒管制品，对劳动保护要求苛刻，硫磺和除硫锌粉产生大量固废，反应放出的氨气污染大气，即使用水吸收也会产生大量不纯的含氨废水，使用遇空气自燃的雷尼镍也增加了操作风险。三是以亚铜盐为催化剂，先用丙腈和2-氨基丙醛缩二醇反应生成中间体，再加入醇和盐酸分解生成2-乙基-4-甲基咪唑，本法不仅用到了剧毒的丙腈和昂贵的2-氨基丙醛二醇，而且在酸解过程中产生大量废水。综上所述，2-乙基-4-甲基咪唑现存的制备方法存在高毒，高污染，操作危险等生产困难，也是2-乙基-4-甲基咪唑价格昂贵的原因。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种2-乙基-4-甲基咪唑的制备方法，该方法摒弃了高毒及危险原料，并且生产过程中所产生的三废极少，属环境友好的制备方法。为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：将丙酸甲酯与适当比例的1，2-丙二胺回流反应，生成氨丙基丙酰胺，加入关环催化剂及芳香烃进行脱水关环反应，生成2-乙基-4-甲基咪唑啉，再加入pd/c催化剂进行中温脱氢反应，过滤后减压蒸馏，制得2-乙基-4-甲基咪唑。上述制备方法没有用到高毒丙腈，高污染的醛氨及易燃的雷尼镍，反应过程中也无废氨放出；所述丙酸甲酯与1，2-丙二胺的比例为1：2～4（摩尔比）；所述丙酸甲酯与1，2-丙二胺的反应是在回流状态下进行（约80℃）；所述关环催化剂为活性氧化铝或二丁基氧化锡或5A分子筛；所述中温脱氢反应指120～140℃下的脱氢反应；所述芳香烃为甲苯，二甲苯，三甲苯；所述钯炭催化剂规格为5%和10%。本专利技术采用丙酸甲酯和过量的1，2-丙二胺反应，首先生成氨丙基丙酰胺，1，2-丙二胺过量的目的是为了减少双丙酰胺副产物的生成。氨丙基丙酰胺在催化剂存在下发生脱水关环反应，放出的水分子用芳香烃共沸带走，使反应平衡向产物移动。关环产品即2-乙基-4-甲基咪唑啉，产率可达90%以上。咪唑啉的脱氢反应催化剂，常规催化剂为雷尼镍，但由于雷尼镍遇空气自燃，给生产造成很大的隐患，因此本专利技术采取了较为稳定的钯炭催化剂作为咪唑啉的脱氢催化剂。将2-乙基-4-甲基咪唑啉用钯炭催化剂脱氢后制得2-乙基-4-甲基咪唑，产率在80%以上。本专利技术方法制备2-乙基-4-甲基咪唑，不但产率较高，而且所用原料无毒无危险且属常规化学原料，生产过程中三废排放极少，属一种环境友好的制备工艺。具体实施方式下面通过实施例对本专利技术作进一步详细说明，这些实施例仅用来说明本专利技术，并不限制本专利技术的范围。实施例1将88g丙酸甲酯和222g1，2-丙二胺置入烧瓶中，80℃下回流反应3小时，加入3g二丁基氧化锡及176g三甲苯，先低温蒸出低沸点的未反应物，然后升温到180℃回流带水3小时，至无水份馏出为止。减压蒸馏，收集102～112℃/2.0kpa馏分，制得2-乙基-4-甲基咪唑啉98g，产率87.5%。实施例2将88g丙酸甲酯和296g1，2-丙二胺置入烧瓶中，80℃下回流3小时，蒸去未反应物，然后加入5g5A分子筛及176g甲苯进行回流带水反应，至无水份馏出为止。最后减压蒸馏，收集102～112℃/2.0kpa馏分，制得2-乙基-4-甲基咪唑啉92g，产率82%。实施例3将88g丙酸甲酯和148g1，2-丙二胺置入烧瓶中，80℃下回流反应3小时，加入3g活性氧化铝和176g二甲苯，先低温蒸出未反应物，再升温进行回流脱水反应，至无水份馏出为止。减压蒸馏，收集102～112℃/2.0kpa馏分，制得2-乙基-4-甲基咪唑啉101g，产率90%。实施例4取前述制取的2-乙基-4-甲基咪唑啉112g置入烧瓶，加入10%pd/c催化剂1.1g，缓缓加热到120℃，脱氢反应持续约6小时，至无气泡放出为止。吸滤，减压蒸馏，收集沸点为150～160℃/1.33kpa的馏分91g，产率82.7%。实施例5取前述制取的2-乙基-4-甲基咪唑啉112g，加入2.2g5%pd/c催化剂，缓缓加热到140℃，脱氢反应持续约10小时，至无气泡放出为止。吸滤，减压蒸馏，收集沸点为150～160℃/1.33kpa的馏分95.5g，产率86.8%。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环境友好的2-乙基-4-甲基咪唑的合成方法，其特征在于：丙酸甲酯和1，2-丙二胺为起始原料，按比例在80℃下反应生成氨丙基丙酰胺，再在关环催化剂存在下用芳香烃带水生成2-乙基-4-甲基咪唑啉中间体，中间体在pd/c催化剂存在下于120～140℃脱氢反应后经过滤，减压蒸馏制得2-乙基-4-甲基咪唑。/n

【技术特征摘要】
1.一种环境友好的2-乙基-4-甲基咪唑的合成方法，其特征在于：丙酸甲酯和1，2-丙二胺为起始原料，按比例在80℃下反应生成氨丙基丙酰胺，再在关环催化剂存在下用芳香烃带水生成2-乙基-4-甲基咪唑啉中间体，中间体在pd/c催化剂存在下于120～140℃脱氢反应后经过滤，减压蒸馏制得2-乙基-4-甲基咪唑。


2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：所述的丙酸甲酯和1，2-丙二胺的比例为摩尔比1：2～4。
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【专利技术属性】
技术研发人员：康富春，唐增花，刘海明，
申请(专利权)人：广州市固研电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44