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670-96-2 / 2-苯基咪唑的制备方法

背景及概述[1-2]

咪唑类化合物的特殊结构和性质,在生物医药学领域、高性能复合材料领域、金属防腐领域等诸多领域中显示出巨大的开发价值,其应用研究引起众多学者极大的关注。2-苯基咪唑作为一种重要的咪唑类化合物,是环氧树脂、聚氨基甲酸乙酯等优良的固化剂,也是重要的医药、农药及染料等有机合成中间体,同时广泛应用在离子液体、质子交换材料、有机发光材料等领域。

2-苯基咪唑的制备方法

制备方法[1]

化学反应设备结构示意图:

2-苯基咪唑的制备方法

图中1、进料阀,2、水相泵,3、有机相,4、水相,5、加热蒸汽阀,6、反应釜,7、搅拌浆,8、出料阀,9、管道,10、冷凝水阀,11、氨气计量秤,12、氨气钢瓶,13、氨气阀,14、有机相泵,15、液体连通阀,16、釜盖,17、吸收混合塔,18、填料,19、冷却水阀,20、液封池,21、报警器,22、水相喷头,23、有机相喷头。

如图所示,所述气-液-液相负压合成装置是由反应釜6、吸收混合塔17、液体传送系统和液封系统构成,即在反应釜6上方设置吸收混合塔17,通过带液体连通阀15的液体管道和气体管道相通,并在其间设置了水相泵2和有机相泵14,水相泵2的吸水头置于反应釜6的水相4内,有机相泵14的吸液头置于反应釜6的有机相3内,其出料喷头22、23均置于吸收混合塔17内填料18上方的冷却管之上,吸收混合塔17顶部排气管道与带报警器21的液封池20相连。泵启动时,水相泵2和有机相泵14分别将反应釜6中水相4和有机相3液体抽到吸收混合塔17上方喷淋,增加气相、水相4和有机相3流体的接触面积,提高化学反应速度。

制备时,打开进料阀1,将41.84%的乙二醛69.3千克(500mol)和苯甲醛53.1千克(500mol)混合液加入到反应釜6中;加毕,关闭进料阀1,盖上反应釜6釜盖,打开水相泵和有机相泵,在室温至45℃和微压下,缓慢通入17千克氨气。当液封池20左侧液位接近浮球时,调小氨气阀13;当液封池20左侧液体淹没浮球,报警器21报警时,关闭氨气阀13;当液封池20左、左侧液位接近时,重新开启氨气阀13;通气完毕后,控温50℃至80℃,继续控制微压下反应12小时。反应完毕,关闭水相泵和有机相泵,蒸去水,冷却、结晶、过滤、干燥得产品。

催化剂的合成[2]

步骤1、

一锅法制备双金属有机无机骨架化合物(MOFs)材料A:首先,量取54mL的N,N-二甲基甲酰胺和6mL的甲醇配制混合溶剂,取21mmol的对苯二甲酸溶于上述液中,依次加入7mmol钛酸正丁酯、3mmol锆酸正丁酯、0.7mmol硅酸正丁酯。室温下搅拌30min至溶液呈均匀地澄清透明状。该溶液被转移到100mL聚四氟乙烯内衬中,在150℃下反应16h。反应后,离心分离所得沉淀物,用80mL甲醇洗涤3次,每次搅拌洗涤8h。将所得固体干燥,得到双金属有机无机骨架化合物(MOFs)材料A。

其它条件不变,可以改变双金属有机无机骨架化合物(MOFs)材料A中的MOFs的前驱体为钛酸正丁酯、锆酸正丁酯、硅酸正丁酯任意两种或三种。

步骤2、

浸渍法吸附活性金属离子制备复合材料B:称取10g步骤1制备的双金属有机无机骨架化合物(MOFs)材料A,加入活性金属浸渍盐Cu(NO3)2的甲醇溶液,其中复合材料A与活性金属浸渍盐溶液的质量比为1:20~1:5,活性金属盐的甲醇溶液的质量浓度为0.1~10wt%,20~30℃下恒温搅拌2~3h,将所得悬浮液离心,用甲醇反复洗涤5~8次,在60~100℃干燥12~15h得到复合材料B;

其他条件不变,仅改变加入Cu(NO3)2标准溶液的质量浓度,可以得到不同Cu负载量的活性金属/复合氧化物多孔纳米材料催化剂;若改变负载活性金属盐的前驱体溶液,可以得到Cu、Co、Fe、Ni负载的活性金属/复合氧化物多孔纳米材料催化剂。

步骤3、

原位热裂解法活性金属/复合氧化物多孔纳米材料催化剂:将步骤2所得的复合材料B在管式炉热裂解,450℃下,通入Ar煅烧6h,即得到所述的活性金属/复合氧化物多孔纳米材料催化剂1%Cu/TiO2-ZrO2-SiO2

活性金属/复合氧化物多孔纳米材料催化剂在催化Debus法制备2-苯基咪唑的应用:将17.41g的碳酸铵溶解在18.0g的去离子水中,配置为饱和溶液,然后加入10.6g的苯甲醛和32g甲醇,取1.0g实施例3制备好的活性金属/复合氧化物多孔纳米材料催化剂置于反应体系中,在30℃水浴下机械搅拌30min,然后将乙二醛溶液滴加到上述混合溶液中,在50℃下进行催化合成2-苯基咪唑反应3.5h。

参考文献

[1][中国发明]CN201410842437.X2-苯基咪唑的制备方法

[2][中国发明]CN202010434378.8一种用于Debus法合成2-苯基咪唑的催化剂制备方法及应用