[发明专利]一种1,2-二甲基-5-硝基咪唑的合成方法

说明书

本发明属于有机合成技术领域，涉及一种1,2‑二甲基‑5‑硝基咪唑的合成方法，以2‑甲基‑5‑硝基咪唑为原料，碳酸二甲酯作甲基化试剂，采用USY分子筛催化剂，在氢氧化钠水溶液中微正压反应，经活性炭脱色，析晶，得到1,2‑二甲基‑5‑硝基咪唑。本发明采用高效液相色谱监测2‑甲基‑5‑硝基咪唑含量，减少了由于原料2‑甲基‑5‑硝基咪唑的存在造成烦冗的原料分离工艺，提高了目标产物的纯度；解决了硫酸二甲酯毒性大、后处理采用氨水调酸碱度带入硫酸铵废盐、收率低的问题；采用活性炭脱色，析晶过程控制pH，显著提高了产品品质，产品纯度较高。本发明收率提高至98％以上，产品类黄色改善为白色结晶，催化剂可回收利用。

技术领域

本发明涉及一种1,2-二甲基-5-硝基咪唑的合成方法，属于有机合成技术领域。

背景技术

1,2-二甲基-5-硝基咪唑，也称二甲硝咪唑，地美硝唑，滴咪唑或迪美唑，抗原虫药，主要用作兽类抗菌药，还可用作饲料添加剂，在国内外已被广泛用于禽、畜类饲料中。是高效、低毒、超广谱抗菌、抗原虫的治疗或预防药物。

现有的1,2-二甲基-5-硝基咪唑的合成方法主要有三种，路线1：2-甲基咪唑硝化得到2-甲基-5-硝基咪唑，再以2-甲基-5-硝基咪唑为原料，甲基化制备1,2-二甲基-5-硝基咪唑；路线2：以2-甲基-5-硝基咪唑为原料，选用氯代甲烷、硫酸二甲酯等甲基化试剂进行甲基化反应得到二甲基咪唑；路线3：以1,2-二甲基咪唑为原料，硫酸存在下硝化制备产品。

路线1和路线3都经历硝化反应，反应危险系数高，硝化反应易发生冲料爆炸风险系数较高；路线2，硫酸二甲酯参与甲基化反应，废液含有未完全反应的2-甲基-5-硝基味唑、硫酸二甲酯等原料和产物，生产中产生硫酸铵废盐，废液处理成本高，具环境危害风险，且造成了资源的浪费。且硫酸二甲酯直接接触呼吸道及暴露部分皮肤，其毒性强烈程度可与光气比拟，且总体收率在69～90％。

上述路线的分离提纯后处理过程，不可避免引入氨水或者烯酸溶液调节pH析晶，产生硫酸铵、硝酸钠等废盐，影响了最终产品的品质；原料2-甲基-5-硝基咪唑反应不完全，采用离心分离方式，2-甲基-5-硝基咪唑残留，致使产品纯度不高，影响产品纯度。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种1,2-二甲基-5-硝基咪唑的合成方法。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种1,2-二甲基-5-硝基咪唑的合成方法，以2-甲基-5-硝基咪唑为原料，碳酸二甲酯作甲基化试剂，采用USY分子筛催化剂，在氢氧化钠水溶液中微正压反应，然后经活性炭脱色，析晶，得到1,2-二甲基-5-硝基咪唑。所述的微正压指压力为0～0.2MPa。

本发明所述的USY分子筛催化剂购于卓然环保科技(大连)有限公司，超稳USY型分子筛。氢氧化钠水溶液提供了碱性环境作为反应介质，同时做缚酸剂。

所述2-甲基-5-硝基咪唑与碳酸二甲酯的摩尔比为1:(1.3～1.5)。

所述2-甲基-5-硝基咪唑与催化剂的质量比为1:(0.1～0.15)。

所述氢氧化钠水溶液质量分数为3～5％，氢氧化钠水溶液与2-甲基-5-硝基咪唑的质量比为(7～8):1。

反应温度为100～110℃。反应时间为6～8h。

反应过程中，采用高效液相色谱监测2-甲基-5-硝基咪唑含量，反应终点后停止滴加碳酸二甲酯。

由于氢氧化钠溶液碱性强，产品1，2-甲基-5-硝基咪唑，溶于酸和碱性溶液，pH或高或低，都影响产品析出，所以析晶时控制pH值为7.0～7.5，通常采用稀盐酸进行调节，降温、析晶、过滤，滤饼用水洗，滤液pH接近7.0停止水洗，烘干到得白色结晶产品1,2-二甲基-5-硝基咪唑。