雷尼镍后处理 2-乙基-4-甲基咪唑的制备与应用

背景和概述

咪唑及其衍生物是非常重要的环氧树脂固化剂，用途广泛，用量大，固化促进特性好，能明显降低固化反应温度，具有用量少，中温固化，室温使用寿命长等特点。2-乙基-4-甲基咪唑是咪唑类重要中间体之一，除具有一般咪唑固化剂的优点外，还可在室温下以过冷液体状态出现，与环氧树脂、酸酐固化剂有很好的混溶性，操作简便，该产品作为环氧树脂固化剂或促进剂，获得了良好的评价。

准备

目前，结合C-烷基取代咪唑化合物的合成机理，国外对2-乙基-4-甲基咪唑的合成路线主要有两条，即二胺与酰化剂在pt-Al2O3存在下环合，发生脱氢反应；二胺与腈在硫存在下环合，加入锌粉除硫后蒸馏得到咪唑啉，然后在镍催化下脱氢反应。以上制备方法大多存在收率低、副产物多、纯化困难的缺点。

本发明公开了一种2-乙基-4-甲基咪唑的制备方法，包括以下步骤：二胺与丙腈在催化剂作用下依次于80～110℃、120～140℃进行环化反应；环化反应产物在170～200℃下用雷尼镍进行脱氢反应，得到2-乙基-4-甲基咪唑。本发明采用分步法制备2-乙基-4-甲基咪唑，降低了工艺成本，优化了反应工艺，操作简单，减少了污染，反应收率高[1]。

图1 2-乙基-4-甲基咪唑合成反应式

实验操作：

环化反应：在装有温度计、分馏柱、冷凝器的三口烧瓶中（配有电加热油浴加热装置），加入220克（40mol）丙腈、26克（0.2mol）二氯化硫，在搅拌下加入100克（1，2-丙二胺）。由于反应放热，温度升高。在油浴加热下，搅拌下升温至100℃，在此温度下反应3小时。然后减压蒸发掉容器中的低沸点物质。蒸发完毕后，加入剩余的226克（12-丙二胺），继续加热。剧烈搅拌，反应液温度升至130℃，在此温度下保温15小时，蒸发掉过量的12-丙二胺，反应结束。反应物冷却至室温，减压蒸馏收集105~112℃/恒沸部分的产物，得二氢化合物390克，收率为87.1％。

脱氢反应：将550g二氢化合物放入烧瓶中，开动电动搅拌，加入雷尼镍复合催化剂（将22g雷尼镍加入到100%氢氧化钾水溶液中，搅拌15分钟，用纯水和乙醇处理），油浴加热，搅拌下加热至190℃，保温35小时。反应液静置澄清，取出清液，加少量甲苯稀释残渣，过滤，将滤出雷尼镍后的滤液与上述滤液合并，减压蒸馏，先在微真空下蒸干甲苯，再在150～160℃/收集产品，得2-乙基-4-甲基咪唑488g，收率为90.4%，气相色谱分析含量大于97%。

精制：将3%氢氧化钠溶液170g加入2-7-基-4-甲基咪唑488g中，油浴加热，搅拌升温至120℃，回流50分钟。减压蒸馏，收集154℃～157℃产物，得淡黄色精制品452g，气相色谱分析含量大于98.5%。

参考

[1]中国科学院