專利名稱：一種二苯甲酮腙的合成方法
技術領域：
本發明涉及一種二苯甲酮腙的合成方法，特別是以離子液體為反應介質，以較低濃度的水合肼合成二苯甲酮腙的方法。
背景技術：
二苯甲酮腙是合成感光材料、香料和醫藥的重要原料，是紫外吸收劑、有機顏料和殺蟲劑的中間體。醫藥工業中除用于生產雙環已哌啶、苯海拉明酸鹽等外，二苯甲酮腙還是合成心血管藥物西苯唑啉的重要前體，在抗生素如頭孢克肟、頭孢拉腙及β-內酰胺抑制劑他唑巴坦等藥物合成中，它還作為6-APA、7-APA的羧基保護基而被廣泛使用。二苯甲酮腙還可用于制備二苯重氮甲烷及有關化合物，二苯基重氮甲烷是縮氨酸合成工藝中很有價值的中間體。同時，二苯甲酮腙也是制備吲哚的主要原料，吲哚可用于合成多種藥物，特別是人體內不可缺少的氨基酸之一——色氨酸的原料，吲哚也是很多香料的組分。
目前，文獻上關于二苯甲酮腙的合成報道有三種。方法一以無水肼與二苯甲酮在無水乙醇中回流5～7h而制得。但此法中所用無水肼是一種極易自燃自爆試劑，極不安全，市場上也無此商品供應。無水肼的制備是用體積濃度為80～85％的水合肼與氫氧化鉀回流脫水后蒸餾，得含水量≤2.0％的無水肼。此法不僅消耗大量的氫氧化鉀，同時蒸餾裝置要嚴格密封，否則在蒸餾過程中逸出的無水肼蒸氣會經常發生自燃現象，危險性極大，因此此方法不能實現工業化生產。方法二以乙二醇為溶劑，用體積濃度為80％的水合肼代替無水肼與二苯甲酮反應3h得到二苯甲酮腙。方法三以乙醇作溶劑，在鹽酸存在下二苯甲酮和85％水合肼回流反應9h得到二苯甲酮腙。后面兩種方法均以80～85％水合肼為原料。總之以往的這些方法中所用的水合肼濃度要求較高，即使使用50％水合肼也無法讓反應順利進行，這使這些方法成本較高，且水合肼過量較多，對環境污染較大。
發明內容本發明的目的是提供一種操作簡單、反應條件溫和、收率高、原料易得、成本低、對環境污染小的可利用較低濃度的水合肼為原料合成二苯甲酮腙的方法。
本發明采用的技術方案如下一種二苯甲酮腙的合成方法，以二苯甲酮與水合肼在離子液體中于80～140℃反應0.5～6h，反應產物后處理得到如式(I)所示的二苯甲酮腙， 反應式如下
上述的二苯甲酮腙的合成方法，所述的后處理通常為將反應產物冷卻析出結晶，過濾，濾餅即為所得的二苯甲酮腙。通常冷卻至室溫即可析出結晶。
所述的離子液體為烷基咪唑四氟硼酸鹽、烷基咪唑醋酸鹽、烷基吡啶四氟硼酸鹽、烷基吡啶六氟磷酸鹽或烷基咪唑六氟磷酸鹽，所述的二苯甲酮與水合肼的物質的量比為1∶1.5～20，水合肼物質的量按照無水肼進行計算。
進一步，所述的水合肼為質量濃度20～85％的水合肼溶液。離子液體的用量為水合肼溶液體積的0.3～1.5倍。
再進一步，所述的離子液體為烷基咪唑四氟硼酸鹽、烷基咪唑六氟磷酸鹽或烷基吡啶六氟磷酸鹽，所述的烷基為C1～C18的烷烴基。
更進一步，所述的離子液體為烷基咪唑四氟硼酸鹽或烷基咪唑六氟磷酸鹽，所述的烷基為C1～C18的烷基，所述的烷基咪唑四氟硼酸鹽優選1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽，所述的烷基咪唑六氟磷酸鹽為1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽。
反應中所使用的離子液體是可以回收套用的，通常在將反應產物冷卻析出結晶，過濾后，濾餅即為所得的二苯甲酮腙，將濾液用有機溶劑萃取出其中的離子液體，蒸去有機溶劑后得到可重復使用的離子液體。所述的有機溶劑為二氯甲烷。也有些濾液會自然分層，通常下層為離子液體層，減壓蒸餾，真空干燥后即可重復使用。
具體如下若使用1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽離子液體作為反應介質，則反應產物冷卻過濾后，用有機溶劑萃取離子液體，如用二氯甲烷萃取，將有機溶劑層蒸除二氯甲烷后得離子液體；若使用1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽離子液體作為反應介質，則反應產物冷卻過濾后，濾液分層，下層為離子液體，干燥后即可重復使用。
本發明改用離子液體為反應溶劑后，可用低濃度的水合肼和二苯甲酮反應，有益效果主要體現在(1)使用離子液體，不易揮發，不易燃易爆，安全性好，且對有機物和無機物均有良好的溶解性，反應在均相條件下進行，便于操作和處理，產物收率高。
(2)離子液體可循環使用，對環境影響小。
(3)以低濃度的水合肼代替高濃度水合肼或無水肼，縮短了反應時間，提高了產品收率，降低了工藝成本，更加經濟、安全、環保，且原料易得，有利于工業化生產。
具體實施例方式以下以具體實施例來說明本發明的技術方案，但本發明的保護范圍不限于此實施例1100ml單口燒瓶中加入1.82g(0.01moL)二苯甲酮、9ml體積濃度為50％的水合肼溶液(相當于4.5mL無水肼，約為0.14mol)和5ml的1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽離子液體，100℃下反應4h，過濾干燥得晶體1.90g，收率96.9％，熔點97～98℃。濾液用二氯甲烷萃取，蒸除溶劑后得到1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽離子液體，離子液體回收使用。
實施例2100ml單口燒瓶中加入1.82g二苯甲酮、9ml體積濃度為40％的水合肼溶液和5ml的1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽離子液體，110℃下反應3h，過濾干燥得晶體1.92g，收率98.0％，熔點97～98℃。濾液分層，下層有機層減壓蒸餾，真空干燥，得1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽離子液體，離子液體回收使用。
實施例3100ml單口燒瓶中加入1.82g二苯甲酮、9ml體積濃度為50％的水合肼溶液和4ml的1-丁基吡啶六氟磷酸鹽離子液體，120℃下反應2h，過濾干燥得晶體1.86g，收率94.9％，熔點96～98℃。濾液分層，下層有機層減壓蒸餾，真空干燥，得1-丁基吡啶六氟磷酸鹽離子液體，離子液體回收使用。
實施例4100ml單口燒瓶中加入1.82g二苯甲酮、9ml體積濃度為50％的水合肼溶液和10ml的1-丁基-3-甲基咪唑醋酸鹽離子液體，100℃下反應4h，過濾干燥得晶體1.89g，收率96.4％，熔點97～98℃。濾液用二氯甲烷萃取，蒸除二氯甲烷溶劑后得到1-丁基-3-甲基咪唑醋酸鹽離子液體，離子液體回收使用。
實施例5100ml單口燒瓶中加入1.82g二苯甲酮、9ml體積濃度為50％的水合肼溶液和5ml的1-丁基吡啶四氟硼酸鹽離子液體，100℃下反應3h，過濾干燥得晶體1.86g，收率94.9％，熔點97～98℃。濾液用二氯甲烷萃取，蒸除二氯甲烷溶劑后得到1-丁基吡啶四氟硼酸鹽離子液體，離子液體回收使用。
實施例6100ml單口燒瓶中加入1.82g二苯甲酮、15ml體積濃度為30％的水合肼溶液和10ml的1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽離子液體，120℃下反應4h，過濾干燥得晶體1.82g，收率92.9％，溶點97～98℃。濾液用二氯甲烷萃取，蒸除二氯甲烷溶劑后得到1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽離子液體，離子液體回收使用。
實施例7100ml單口燒瓶中加入1.82g二苯甲酮、15ml體積濃度為20％的水合肼和8ml的1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽離子液體，120℃下反應4h，過濾干燥得晶體1.88g，收率95.9％，熔點97～98℃。濾液分層，下層有機層減壓蒸餾，真空干燥，得1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽離子液體，離子液體回收使用。
實施例8100ml單口燒瓶中加入1.82g二苯甲酮、5ml體積濃度為85％的水合肼溶液和5ml的1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽離子液體，100℃下反應4h，過濾干燥得晶體1.89g，收率96.4％，熔點97～98℃。濾液用二氯甲烷萃取，蒸除二氯甲烷溶劑后得到1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽離子液體，離子液體回收使用。
實施例9100ml單口燒瓶中加入1.82g二苯甲酮、2ml體積濃度為45％的水合肼溶液和3ml的1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽離子液體，120℃下反應3h，過濾干燥得晶體1.87g，收率95.4％，熔點97～98℃。濾液用二氯甲烷萃取，蒸除二氯甲烷溶劑后得到1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽離子液體，離子液體回收使用。
權利要求
1.一種二苯甲酮腙的合成方法，其特征在于所述的方法為二苯甲酮與水合肼在離子液體中于80～140℃反應0.5～6h，反應產物后處理得到如式(I)所示的二苯甲酮腙，所述的離子液體為烷基咪唑四氟硼酸鹽、烷基咪唑醋酸鹽、烷基吡啶四氟硼酸鹽、烷基吡啶六氟磷酸鹽或烷基咪唑六氟磷酸鹽，所述的二苯甲酮與水合肼的物質的量比為1∶1.5～20。
2.如權利要求1所述的二苯甲酮腙的合成方法，其特征在于所述的水合肼為體積濃度20～85％的水合肼溶液。
3.如權利要求2所述的二苯甲酮腙的合成方法，其特征在于所述的離子液體的用量為水合肼溶液體積的0.3～1.5倍。
4.如權利要求1所述的二苯甲酮腙的合成方法，其特征在于所述的離子液體為烷基咪唑四氟硼酸鹽、烷基咪唑六氟磷酸鹽或烷基吡啶六氟磷酸鹽。
5.如權利要求4所述的二苯甲酮腙的合成方法，其特征在于所述的離子液體為烷基咪唑四氟硼酸鹽。
6.如權利要求4所述的二苯甲酮腙的合成方法，其特征在于所述的烷基咪唑四氟硼酸鹽所述的烷基為C1～C18的烷基。
7.如權利要求6所述的二苯甲酮腙的合成方法，其特征在于所述的離子液體為1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽。
8.如權利要求4所述的二苯甲酮腙的合成方法，其特征在于所述的離子液體為1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽。
9.如權利要求1所述的二苯甲酮腙的合成方法，其特征在于所述的后處理為將反應產物冷卻，析出結晶過濾，濾餅即為所得的二苯甲酮腙。
10.如權利要求9所述的二苯甲酮腙的合成方法，其特征在于所述的過濾，得到的濾液，用有機溶劑萃取后，除去有機溶劑后得回收套用的離子液體。
全文摘要
本發明涉及一種二苯甲酮腙的合成方法，二苯甲酮與水合肼在離子液體中于80～140℃反應0.5～6h，反應產物后處理得到如式(I)所示的二苯甲酮腙，所述的離子液體為烷基咪唑四氟硼酸鹽、烷基咪唑醋酸鹽、烷基吡啶四氟硼酸鹽、烷基吡啶六氟磷酸鹽或烷基咪唑六氟磷酸鹽，所述的二苯甲酮與水合肼的物質的量比為1∶1.5～20。本發明使用離子液體，不易揮發，不易燃易爆安全性好，且對有機物和無機物均有良好的溶解性，反應在均相條件下進行，便于操作和處理，產物收率高；離子液體可循環使用，對環境影響小；采用低濃度的水合肼，縮短了反應時間，降低了工藝成本，更加經濟、安全、環保，且原料易得，有利于工業化生產。
文檔編號C07C251/00GK1858037SQ20061005188
公開日2006年11月8日 申請日期2006年6月9日 優先權日2006年6月9日
發明者裴文, 孫孟展, 孫莉, 許孝良 申請人:浙江工業大學