[發(fā)明專利]一種基于離子液體催化的綠色硝化方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810121979.2
• 申請日: 2008-10-25
• 公開（公告）號: CN101397293A
• 公開（公告）日: 2009-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 任中煒;鄭國榮;饒新堂;金旭虎;呂萍
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江華義醫(yī)藥有限公司
• 主分類號: C07D401/12
• 分類號: C07D401/12;C07B43/02;B01J31/02
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 吳巧玲

(一)技術(shù)領(lǐng)域：本發(fā)明屬于有機(jī)化合物制造技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種基于離子液體催化的綠色硝化方法。?

(二)背景技術(shù)：奧美拉唑(omeprazole)化學(xué)名為5-甲氧基-2-{[(4-甲氧基-3，5-二甲基-2-吡啶基)-亞甲基]-亞砜}-1H-苯并咪唑，是瑞典Astra公司研制開發(fā)的第一代苯并咪唑類胃酸質(zhì)子泵抑制劑，用于治療消化性胃潰瘍和反食性胃炎等疾病。自1988年首次上市以來，奧美拉唑銷售額迅速增長，僅2000年就突破46億美元，在所有藥品中名列前矛。拉唑類化合物的合成由多步組成，其中硝化反應(yīng)對環(huán)境的污染最大。硝化反應(yīng)最常用的是混酸法，由硫酸提供質(zhì)子使HNO₃產(chǎn)生硝基正離子(NO₂⁺)，進(jìn)而NO₂⁺與底物發(fā)生芳香烴親電取代反應(yīng)生成相應(yīng)的硝基化合物。反應(yīng)后的廢酸處理復(fù)雜，需用氫氧化鈉等堿類中和，因此，造成大量的廢水并污染環(huán)境。隨著綠色化學(xué)的興起，新型硝化方法研究得到了廣泛的重視與研究。目前對硝化方法的研究主要集中在以下兩個方面。?

第一：硝化劑的選擇。目前生產(chǎn)中常用的硝化劑有硝酸、氮氧化物、有機(jī)硝酸酯、硝酸與磺酸離子交換樹脂等。?

最常用的硝化劑是硝酸，其最大的特點就是價格便宜，適于工業(yè)化大生產(chǎn)。但是硝酸作為硝化劑最大的問題就是要使用大量的濃硫酸，對環(huán)境污染大，反應(yīng)后有大量未反應(yīng)的廢酸要處理，需用大量的堿中和，同時造成大量的廢水并污染環(huán)境。隨著國家環(huán)保力度的加強(qiáng)，其使用越來越受到限制。?

氮氧化物作為硝化劑是指氮氧化物在沸石類催化劑上氣相硝化，由于原料廉價與選擇性好等優(yōu)點，近年來國外對這一硝化方法的理論及工藝研究十分活躍。但是由于采用的是氣相硝化，使得反應(yīng)操作困難，剩余氣體?難以處理，對大氣污染大，還有一定的危險性，不適宜大規(guī)模生產(chǎn)。?

有機(jī)硝酸酯作為硝化劑進(jìn)行硝化，用H-Beta沸石作為催化劑，其特點是只需加入等摩爾量的硝酸酯，便可獲得高選擇性的接近定量收率的硝化產(chǎn)物。催化劑可以循環(huán)使用，不需使用溶劑，因此不存在廢水處理的問題。缺點是使用的H-Beta沸石價格昂貴，活性受活化溫度的影響較大。且催化劑為粉末狀固體，回收再利用有一定的難度。?

而硝酸與磺酸離子交換樹脂的方法可以得到純度較高的產(chǎn)品，但是其成本過高，不利于規(guī)模化生產(chǎn)。?

第二：催化劑的選擇，目前常用的催化劑有濃硫酸、乙酸、沸石、固體超強(qiáng)酸、離子液體等。?

工業(yè)上最常用的催化劑是濃硫酸，它既作為反應(yīng)的介質(zhì)，又作反應(yīng)的催化劑。其催化效果好，但對環(huán)境的污染大，硝化反應(yīng)后產(chǎn)生大量的廢酸要處理。用固體超強(qiáng)酸(如Fe₂O₃/SO₄²、ZrO₂/SO₄^2-、HZSM-5等)，雖然制備方便，價格便宜，但是其催化效果與濃硫酸相比，還是有一定差距。而沸石分子篩價格昂貴，不利于回收，在工業(yè)上的應(yīng)用受到了很大的局限性。?

近年來，有機(jī)化學(xué)專家研究了多種較為環(huán)境友好的催化硝化法，特別是離子液體中芳香化合物的硝化反應(yīng)受到了很大的關(guān)注。離子液體催化劑用于拉唑類中間體的硝化反應(yīng)尚未見報道。利用離子液體較強(qiáng)的極性和對有機(jī)物、無機(jī)物廣泛的溶解能力和可調(diào)節(jié)的Bronsted/Lewis酸性，以離子液體為溶劑和催化劑進(jìn)行硝化反應(yīng)，可能會成為一種對更加環(huán)境友好的綠色硝化方法。傳統(tǒng)的咪唑類離子液體毒性高，價格昂貴，不宜于大規(guī)模使用。而基于內(nèi)酰胺，尤其是己內(nèi)酰胺(CapI)的離子液體，原料易得，毒性低，適合綠色工業(yè)化的要求。并且基于己內(nèi)酰胺的Brosted酸性離子液體的合成方法簡單，通過酸堿中和反應(yīng)即可完成。而且在離子液體分子中引入芳香基團(tuán)可以增加離子液體對芳香化合物的溶解能力，所以本發(fā)明使用對甲苯磺酸根(pTSO^-)和苯磺酸根(BSO^-)形成共軛，合成了新的離子液體[Cap?I]pTSO和[Cap?I]BSO。

(三)發(fā)明內(nèi)容：本發(fā)明的任務(wù)是提供一種以兼價易得的離子液體為催化劑的拉唑類中間體的綠色硝化方法。?

本發(fā)明是采取如下技術(shù)方案實現(xiàn)的：?