[发明专利]一种呋喃唑酮的合成方法

说明书

技术领域

本发明属于有机化学合成领域，具体涉及一种工艺条件简单易用于大生产又节能环保，而且生产成本低的呋喃唑酮的合成方法。

背景技术

呋喃唑酮，化学名：“3-（5-硝基呋喃甲叉氨基）-2-恶唑烷酮”，具有较广的抗菌谱，最敏感菌为大肠杆菌、炭疽杆菌、副伤寒杆菌、痢疾杆菌等。现阶段关于呋喃唑酮的合成工艺主要有：

工艺路线一（工业生产在用的）：由乙醇胺和尿素加热缩合，经过亚硝化、环合、再亚硝化、还原，得3-氨基-2-噁唑烷酮；再与5-硝基糠醛缩合得到呋喃唑酮。该工艺不环保，废气、废水多，且能耗大。

工艺路线二：由环氧乙烷（沸点10.73℃）气化通入65-75℃的水合肼中，通过蒸馏塔蒸去水合肼，得β-羟乙基肼；β-羟乙基肼与碳酸二甲酯，在甲醇钠作催化剂，65-75℃反应，得3-氨基噁唑烷酮，再加5-硝基糠醛（酸水解），用甲醇或乙醇作溶剂，得到呋喃唑酮。该工艺采用了蒸馏塔，设备复杂；最后一步缩合用甲醇、乙醇作溶剂；收率较低；因此一直未用于工业生产。

此外，公开号为CN101450944A的中国发明公开了一种呋喃唑酮合成及精制方法，该专利文献报道的技术方案为：3-氨基-2-恶唑烷酮与5-硝基糠醛二乙酯反应过程中加入相当于5-硝基糠醛二乙酯30%～50%的甲醛，反应所得呋喃唑酮粗品用EDTA水溶液精制，分离后的得到呋喃唑酮精品。该发明技术方案中所用的甲醛的作用是产品脱色，所用的EDTA作用是除产品中金属离子，前述的工艺路线亦需要用上。而本发明不需要用甲醛和EDTA，产品质量已达标。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明在第二个工艺的基础上作较大的创新，旨在提供一种工艺环保、能耗小、易于工业化大生产和收率较高的呋喃唑酮的合成方法。

为实现本发明的目的，发明人提供如下的技术方案：

 一种呋喃唑酮的合成方法，包括以下步聚：

（1）制备β-羟乙基肼：

气化的环氧乙烷通入65-70℃的水合肼中反应，所述的气化的环氧乙烷通过放在热水中的盘管通入水合肼中，通气结束后保温30-60分钟，然后先常压蒸馏蒸去部分（约四分之一）水合肼，余量的水合肼做减压蒸馏，至温度达130-140℃，把水合肼蒸干，得到β-羟乙基肼，减压蒸馏蒸出的水合肼（水合肼含量一般在70%以上）套用，

（2）制备3-氨基-2-噁唑烷酮： 

待步骤（1）得到的β-羟乙基肼冷却后，首先加入甲醇钠甲醇溶液搅拌，再加入碳酸二甲酯，升温至68-73℃，保温1个小时以上，然后常压蒸馏回收甲醇和碳酸二甲酯，接着再减压蒸馏20分钟以上，得到3-氨基-2-噁唑烷酮，

（3）制备呋喃唑酮：

步骤（2）得到的3-氨基-2-噁唑烷酮中加入水，再加入盐酸，升温至60-75℃，加入5-硝基糠醛二乙酸酯，升温至75-80℃，保温40分钟以上，然后再升温至84-86℃，保温30分钟以上，冷却至60℃以下后放料，得到呋喃唑酮成品。

作为优选，根据本发明所述的呋喃唑酮的合成方法，其中，所述的步骤（1）中的热水是指温度为50-70℃的水。可保证气化的环氧乙烷充分加热，实验表明，充分加热后的环氧乙烷气体通入水合肼中后能提高收率5-10%。

作为优选，根据本发明所述的呋喃唑酮的合成方法，其中，所述的步骤（1）中水合肼：环氧乙烷按摩尔比1:0.1～0.2投料。按此配比投料既可以保证反应充分进行，也能使生产成本合理化。最佳摩尔比为水合肼：环氧乙烷=1:0.1235，按此配比投料，还能使产品的收率最优。

作为优选，根据本发明所述的呋喃唑酮的合成方法，其中，所述的步骤（2）中待β-羟乙基肼冷却至50℃以下后再加入甲醇钠甲醇溶液搅拌10-20分钟。利于下面反应的进行，可控制反应的进行。

作为优选，根据本发明所述的呋喃唑酮的合成方法，其中，所述的步骤（2）中β-羟乙基肼：碳酸二甲酯：甲醇钠的摩尔比=1:1.03～1.04:0.08～0.09。按此配比投料既可以保证反应充分进行，也能使生产成本合理化。最佳摩尔比为β-羟乙基肼：碳酸二甲酯：甲醇钠的摩尔比=1:1.039:0.086，按此配比投料，还能使产品的收率最优。

作为优选，根据本发明所述的呋喃唑酮的合成方法，其中，所述的步骤（2）中的甲醇钠甲醇溶液的质量浓度为30%。产品的收率比较高，此外，过低浓度甲醇钠甲醇溶液会导致反应时间过长或反应不完全，过高浓度甲醇钠甲醇溶液会导致产品中杂质过高。