N,N'-羰基二咪唑的制备方法

背景技术

羰基二咪唑是是一种重要的医药中间体，广泛用作酶和蛋白质粘合剂，抗生素类合成药物中间体，特别是作为合成多肽化合物的键合剂。近年来，羰基二咪唑作为活化剂，反应过程低毒，对不同的官能团具有高度的选择性，因而在生化合成、有机合成、高分子领域中具有非常重要的意义。随着这些领域的飞速发展，羰基二咪唑己备受市场青睐，国内外市场需求量日益增大。

目前生产羰基二咪唑的方法主要是光气法，多以苯、甲苯、四氢咲喃为溶剂，通过光气反应，用过量的咪唑作为缚酸剂，收率低，产品纯度不高，需进一步纯化，原料回收困难。虽然光气是一种使用广泛的幾基化试剂，且具有较高的反应活性，但它为剧毒性化学品，而且光气带来的副产物包括盐酸及其他氯化物，会给环境造成严重污染，也会造成严重的腐蚀及后处理问题。碳酸酯是一类新兴的低毒、无污染的绿色化学品，作为一种环境友好的甲基化和羰基化试剂，可以代替剧毒的硫酸二甲酷和光气进行工业化生产。近年来由于环境污染问题日益为各国关注，对环境污染少的工业化试剂越来越受到人们的关注。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种收率高、纯度高且环保安全的羰基二咪唑的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种羰基二咪唑的制备方法，它包括如下步骤：

(1)将咪唑溶于六甲基二硅胺烷后加入碳酸钾，100〜IKTC下搅拌反应5〜6h后，降温至45〜70°C减压蒸馏，收集75〜78°C/1.03kPa的馏分（即收集I.03kPa压强下，75〜78°C时的馏分），得到N-三甲基硅咪唑；

(2)将碳酸二苯酯溶于二甲苯后，通入氮气保护，加入氯化铝、甲醇钠和步骤（1)中所得的N-三甲基硅咪唑，140〜150°C下反应4〜5h，得到羰基二咪唑反应液；

(3)将步骤（3)中所得的羰基二咪唑反应液冷却至50〜60°C，减压浓缩，过滤后取固体部分真空干燥，得到羰基二咪唑。

步骤（1)中，咪唑和六甲基二硅胺烷的摩尔比为1:0.5〜0.65,优选摩尔比为1:0.6〜0.61。

步骤（1)中，碳酸钾的加入质量为咪唑质量的0.5〜1%，优选0.7〜1%。

步骤（2)中，碳酸二苯酯和N-三甲基硅咪唑的质量比为1:1.3〜2,优选质量比为1:1·4〜1.5。

步骤（2)中，组合催化剂氯化铝和甲醇钠的质量比为1:1.6〜2,优选质量比为1:1.6〜1.7。

步骤（2)中，组合催化剂氯化铝和甲醇钠总质量为碳酸二苯酯质量的I.5〜3%，优选2%。

步骤（2)中，优选反应温度为145°C。

步骤⑶中，所述的减压浓缩，温度为65°C〜75°C，浓缩至原体积的1/5。

步骤⑶中，所述的真空干燥，温度为65°C〜75°C。

本发明方法的化学反应式如下：

有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下优势：

本发明用碳酸二苯酯替代剧毒的光气与三甲基硅咪唑反应合成羰基二咪唑，提高产品转化率和收率的同时，整个工艺更加环保，操作简便。

具体实施方式

根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的内容仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。

N-三甲基硅咪唑的制备：在250mL三口烧瓶中加入20g咪唑和28.5g六甲基二硅胺烷，搅拌溶解后加入0.2g碳酸钾催化剂，105°C下搅拌6小时，降温到45°C减压蒸馏，收集75〜78°C/1.03kPa的馏分，得到N-三甲基硅咪唑37.6g。

羰基二咪唑反应液的制备：在250mL三口烧瓶中加入24g碳酸二苯酯和110mL二甲苯，搅拌溶解后在通入氮气保护的条件加入35.4gN-三甲基硅咪唑和反应催化剂氯化铝0.18g和甲醇钠0.3g，原料溶解完后升温到145°C，保温搅拌5小时使其反应完全，得到羰基二咪唑反应液。

羰基二咪唑的制备：将羰基二咪唑反应液冷却到55°C后进行65°C下减压浓缩至原体积的1/5,过滤，65°C下真空干燥获得羰基二咪唑产品16.51g，产品收率达95%，纯度为96%。