一种3-硝基-9-乙基咔唑的合成工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种3

【技术实现步骤摘要】
一种3
‑
硝基
‑9‑
乙基咔唑的合成工艺


[0001]本专利技术涉及的是3
‑
硝基
‑9‑
乙基咔唑的合成工艺领域，C09B67/20，尤其涉及一种3
‑
硝基
‑9‑
乙基咔唑的合成工艺。

技术介绍

[0002]永固紫RL是一种具有二恶嗪结构的高级紫色有机颜料，其颜料色彩鲜艳、着色力高、抗迁移性强、耐光耐热及耐候性能好、分散性佳、遮盖力强，对酸碱及溶剂也有良好的抗耐性。其合成是以咔唑为起始原料，生成中间体N
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乙基咔唑、3
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硝基
‑9‑
乙基咔唑、N
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乙基
‑3‑
氨基咔唑，最后生成永固紫粗品。永固紫RL是目前公认的最优质的紫色颜料，可广泛应用于涂料、橡胶、有机玻璃、纺织印染、水性墨、包装印刷等多领域。3
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硝基
‑9‑
乙基咔唑作为合成永固紫RL的重要中间体，其产率和纯度均会影响到最终永固紫RL的收率和纯度。
[0003]目前，3
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硝基
‑9‑
乙基咔唑的合成方法中最常用的一种是利用硝酸进行硝化反应。专利CN201710089219.7提出一种永固紫RL中间体缩合物合成工艺，其中3
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硝基
‑9‑
乙基咔唑是以入氯苯和N
‑
乙基咔唑为反应底物，在搅拌状态下滴加硝酸，然后经过中和、冷却、分离制备而得到。专利CN202011184459.3中提到一种低废水排放量的永固紫制备方法，将N
‑
乙基咔唑的氯苯溶液硝化后得到3
‑
硝基
‑
N
‑
乙基咔唑，HPLC判断反应结束，其所用提纯手段为冷却自然析晶后离心分离，然后转入纯化釜，用溶剂水溶液回流一段时间后降温继续离心，最后水淋洗得到，纯化步骤较繁琐。利用硝化反应制备3
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硝基
‑
N
‑
乙基咔唑的产率高，操作简单，但硝化过程中会产生较多硝基咔唑副产物，导致产品的实际纯度较低，而且长时间的硝化反应进程也会威胁到实验人员的身体健康。因此，改进3
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硝基
‑
N
‑
乙基咔唑的制备工艺和纯化工艺，对其进一步扩大应用具有重要意义。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，本专利技术第一方面提供了一种3
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硝基
‑9‑
乙基咔唑的合成工艺：其包括以下步骤：
[0005](1)在反应器中依次加入N
‑
乙基苯胺、对硝基氯苯、有机溶剂和咪唑硼酸盐，55～65℃的温度下搅拌反应2.5～3.5h；
[0006](2)在反应器中通入空气，在1atm压力、80～120℃的温度下继续反应2.5～3.5h，反应完毕后冷却至15～25℃，冷却速率为10～30℃/h，得到3
‑
硝基
‑9‑
乙基咔唑粗产物；
[0007](3)将3
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硝基
‑9‑
乙基咔唑粗产物经过滤分离出，再升温至120～140℃，恒温1～2h后，利用极性溶剂将产物全部溶解，然后排入结晶器中冷却结晶，温度降至10～25℃，冷却速率为2～8℃/h；
[0008](4)将结晶冷却析出的3
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硝基
‑9‑
乙基咔唑溶液转入离心机中，以1000～1500rpm的转速离心5～20min过滤得到3
‑
硝基
‑9‑
乙基咔唑，然后在恒温干燥箱内进行干燥，干燥温度控制在60～80℃，干燥时间控制在3～5h。
[0009]作为一种优选的实施方式，所述N
‑
乙基苯胺的摩尔浓度为2.5～5.5M；
[0010]所述N
‑
乙基苯胺、对硝基氯苯、咪唑硼酸盐的摩尔比为1：1～2：0.05～0.2；
[0011]所述咪唑硼酸盐选自1
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甲基
‑3‑
丙基咪唑四氟硼酸盐、1
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丁基
‑3‑
甲基咪唑四氟硼酸盐中的一种或多种；优选为1
‑
丁基
‑3‑
甲基咪唑四氟硼酸盐；
[0012]所述有机溶剂选自乙醇、甲醇、甲苯、苯、乙酸、丙酸、丁酸中的至少一种；优选为甲苯和丁酸；
[0013]所述甲苯和丁酸的体积比为1：(4～8)；
[0014]所述极性溶剂选自乙醇、甲醇、乙二醇、丁醇、氯苯中的一种或多种；优选为乙二醇和氯苯；
[0015]所述极性溶剂和3
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硝基
‑9‑
乙基咔唑粗产物的质量比为1：(6～9)；
[0016]所述乙二醇和氯苯的体积比为1：1.2～2.3。
[0017]本专利技术第二方面提供了一种3
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硝基
‑9‑
乙基咔唑粗产物的合成工艺在颜料制备中的应用。
[0018]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0019](1)本申请中以N
‑
乙基苯胺和对氯硝基苯为反应底物，溶于有机溶剂后加入咪唑硼酸盐可以选择性地催化N
‑
乙基苯胺中的仲胺和对氯硝基苯发生脱氢环化反应；之后通入空气氧化生成3
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硝基
‑9‑
乙基咔唑粗产物；最后经过过滤分离
‑
冷却结晶
‑
离心分离
‑
干燥得到3
‑
硝基
‑9‑
乙基咔唑。采用该合成方法和提纯方法使最终获得3
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硝基
‑9‑
乙基咔唑产率高且纯度高，而且相对传统的工艺中利用硝酸硝化反应制备3
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硝基
‑9‑
乙基咔唑，本申请中的合成过程中不涉及硝化工艺，提高了合成过程的安全性，避免了硝化反应对操作人员的健康威胁。
[0020](2)在本申请中，咪唑硼酸盐作为一种离子液体，可以有效催化苯胺的选择性烷基化反应，降低空间位阻和苯环的取代基官能团对反应程度的影响，促进N
‑
乙基苯胺和对氯硝基苯脱氢环化反应，且其高极性和强溶解能力显著提高了反应速率和产物产率。特别是咪唑硼酸盐为1
‑
丁基
‑3‑
甲基咪唑四氟硼酸盐时，其可以作为溶剂和催化促进剂发挥双重作用，避免了碱性和大量有机溶剂的使用，而且可以显著提高的N
‑
乙基苯胺和对氯硝基苯的反应活性，进而使产率得到大幅度提升。
[0021](3)本申请中加入极性溶剂进行溶解分离提纯，进而通过后续操作步骤提高3
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硝基
‑9‑
乙基咔唑的纯度。其主要原理是该溶剂可以有效溶解3
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种3
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硝基
‑9‑
乙基咔唑的合成工艺，其特征在于，包括以下步骤：(1)在反应器中依次加入N
‑
乙基苯胺、对硝基氯苯、有机溶剂和咪唑硼酸盐，55～65℃的温度下搅拌反应2.5～3.5h；(2)在反应器中通入空气，在1atm压力、80～120℃的温度下继续反应2.5～3.5h，反应完毕后冷却至15～25℃，冷却速率为10～30℃/h，得到3
‑
硝基
‑9‑
乙基咔唑粗产物；(3)将3
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硝基
‑9‑
乙基咔唑粗产物经过滤分离出，再升温至120～140℃，恒温1～2h后，利用极性溶剂将产物全部溶解，然后排入结晶器中冷却结晶，温度降至10～25℃，冷却速率为2～8℃/h；(4)将结晶冷却析出的3
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硝基
‑9‑
乙基咔唑溶液转入离心机中，以1000～1500rpm的转速离心5～20min过滤得到3
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硝基
‑9‑
乙基咔唑，然后在恒温干燥箱内进行干燥，干燥温度控制在60～80℃，干燥时间控制在3～5h。2.如权利要求1所述的一种3
‑
硝基
‑9‑
乙基咔唑的合成工艺，其特征在于，所述N
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乙基苯胺的摩尔浓度为2.5～5.5M。3.如权利要求1所述的一种3
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硝基
‑9‑
乙基咔唑的合成工艺，其特征在于，所述N
‑
乙基苯胺、对硝基氯苯、咪唑...

【专利技术属性】
技术研发人员：董旭，夏有羊，于春发，杨青明，
申请(专利权)人：山西紫罗蓝新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：