一种2-正丁基-4-氯-5-甲酰基咪唑的制备方法与流程

本发明涉及化工生产技术领域，具体的说是一种2-正丁基-4-氯-5-甲酰基咪唑的制备方法。

背景技术：

2-正丁基-4-氯-5甲酰基咪唑是药物氯沙坦的关键中间体，一般2-正丁基-4-氯-5甲酰基咪唑的合成方法都以戊腈为起始物料，先反应生成脒，再氯化酰基化等步骤合成。

中国专利(申请号：2017103002498)公开了一种2-正丁基-4-氯-5-甲酰基咪唑的制备方法，该方法以戊脒盐酸盐和甘氨酸叔丁酯盐酸盐为起始原料反应得到(1-亚氨基戊基)甘氨酸叔丁酯，然后再经脱保护、关环、氯代和vilsemierreaction，重结晶得到2-正丁基-4-氯-5-甲酰基咪唑。该方法原料便宜易得，成本低，杂质产生少，纯度高，制备中用到的有机溶剂均可回收套用，污染少，对环境友好，适合工业化大生产；但是，该方法在生产过程中使用的需要通过向反应釜内滴加物料，而滴加的物料仅仅与反应溶剂的表面接触，虽然现有的反应釜内均存在搅拌结构，但是位于上层物料依旧难以与下层反应溶剂快速均匀的混合，因此反应釜内的流动状态不理想，导致实际的反应速率不高。

为此本发明设计了一种2-正丁基-4-氯-5-甲酰基咪唑的制备方法，通过螺旋搅拌板、过渡腔及贯通孔的设置，能够在竖直面及水平面内对釜体内物料进行扰动，提高了反应效率，同时能够将加入的氯化试剂或过硫酸钠直接引流到釜体内不同的层面处，使得其更加快速均匀的与物料进行混合反应，加快了混合效率。

技术实现要素：

为了弥补现有技术的不足，解决现有的2-正丁基-4-氯-5甲酰基咪唑在在生产过程中使用的需要通过向反应釜内滴加物料，导致上层物料难以与下层反应溶剂快速均匀的混合，反应釜内的流动状态不理想，导致实际的反应速率不高问题，本发明提出的一种2-正丁基-4-氯-5-甲酰基咪唑的制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种2-正丁基-4-氯-5-甲酰基咪唑的制备方法，包括以下步骤：

s1、使戊醛和丙酮醛环合得到2-丁基-5-甲基咪唑；

s2、将步骤s1中得到的2-丁基-5甲基咪唑通过添加管加入到反应釜，通过第二进料管向反应釜内加入氯化试剂，并加入水及催化剂，搅拌均匀，在氯化试剂作用下合成2-丁基-4-氯-5-甲基咪唑，反应温度35-40℃，反应时间6-10小时；

s3、通过第一进料管向步骤s2中得到的2-丁基-4-氯-5-甲基咪唑内分批加入过硫酸钠，升温至50-55℃后反应3-5小时得到2-正丁基-4-氯-5-甲酰基咪唑；

其中，所述反应釜包括釜体，所述釜体上端设置有上盖，所述上盖上一侧设置有与釜体内腔连通的添加管；所述釜体下端固定设置有底座，所述釜体下端设置有与其内腔连通的出料管，所述出料管穿过底座延伸至底座一侧，所述出料管上设置有通断阀；所述上盖中部设置有电机，所述电机的输出端与转轴连接，所述转轴穿过上盖延伸至釜体内腔内与其内腔的下壁转动连接，所述釜体内腔内的转轴上固定设置有螺旋搅拌板；所述釜体的侧壁内设置有竖直布置的过渡腔，所述过渡腔内侧壁上沿竖直方向间隔设置有多个与釜体内腔连通的贯通孔；所述过渡腔上部一侧的釜体上设置有与其连通的第一进料管及第二进料管，所述第一进料管位于第二进料管上方且通过第一连通通道与过渡腔连通，所述第二进料管通过第二连通通道与过渡腔连通。

使用时，通过添加管向反应釜内加入得到的2-丁基-5甲基咪唑，而后通过第二进料管向反应釜内加入氯化试剂，并加入水及催化剂，启动电机，电机带动转轴转动进而带动螺旋搅拌板转动，能够使釜体内的物料在竖直方向提升，进而实现竖直方向上的物质交换，搅拌均匀，有利于氯化反应的进行，还能够使得部分物料在离心力作用下沿螺旋搅拌板的上表面向外甩出，实现水平方向的物料交换，进一步提高搅拌的均匀性；同时螺旋搅拌板的扰动提高了釜内的流动状态，进而使得氯化试剂能够快速反应，进而提高了反应效率，降低时间成本；由于过渡腔及贯通孔的设置，能够将加入的氯化试剂或过硫酸钠直接引流到釜体内不同的层面处，使得其更加快速均匀的与物料进行混合反应，同时由于靠近釜体内壁处的物料在做周向转动，因此能够在贯通处产生负压，因此有利于过渡腔内的氯化试剂或过硫酸钠的流出，进而加快了混合效率。

优选的，所述螺旋搅拌板上间隔设置有多个沿径向布置的斜槽，所述斜槽内侧壁上固定设置有向外侧延伸的第二杆，所述第二杆外套装有能够沿其延伸方向滑动的第二磁块，所述第二磁块与斜槽内侧壁之间通过第二弹簧连接，所述第二弹簧套装于第二杆外。通过斜槽的设置，能够截留部分沿螺旋搅拌板的上表面流动上升的物料，斜槽内部分物料其沿斜槽向外运动，参与螺旋搅拌板外周的物料之间的混合，同时还有部分物料则停留在斜槽内与后续截留的物料混合，因此提高了物料混合的效果及效率；设置第二磁块及第二弹簧，通过第二磁块在斜槽内的往复运动能够提高斜槽内物料的进入及排出速度，同时还能够改变斜槽内物料流出的方向，因此进一步使得物料混合得更加均匀。

优选的，所述斜槽的宽度大于第二磁块的宽度，所述斜槽的深度小于第二磁块的高度。通过将斜槽的宽度设置成大于第二磁块的宽度，能够使得物料从第二磁块与斜槽之间的间隙通过，进而提高同一水平面内的物质交换效果；而斜槽的深度小于第二磁块的高度，使得第二磁块能够阻挡沿螺旋搅拌板上表面运动的物料，迫使其变向而上移，因此起到了扰流的效果，加速了竖直层面内物质交换的效果，使得物料的混合更加均匀，提高反应效果。

优选的，所述过渡腔外侧壁上固定设置有多个正对贯通孔的第一杆，所述第一杆外套装有与贯通孔大小匹配的第一磁块，所述第一磁块与过渡腔外侧壁之间设置有第一弹簧，所述第一磁块与对应的第二磁块的磁性相反且等高布置。通过第一磁块的设置，当第二磁块随螺旋搅拌板转动而周期性靠近第一磁块时，由于斥力的作用能够推开第一磁块而打开贯通孔，进而将釜体内的物料吸入过渡腔与过渡腔内的物料进行预混合，预混合后的物料又在第一弹簧回弹时被第一磁块挤出，参与釜体内的混合，因此通过预混的方式达到了更好的混合效果；同时预混合后的物料被挤出时具有较大的水平向动能，因此能够较好的移动到釜体的中心参与混合，而不仅仅停留在釜体内壁处，因此进一步提高了混合效果。

优选的，所述过渡腔外侧的釜体侧壁内设置有与釜体同轴布置的环形腔，所述环形腔内填充有保温材料。通过环形腔及保温材料的设置，能够减少釜体内热量的散失，进而节省耗能，降低生产成本。

优选的，所述过渡腔与环形腔之间的釜体侧壁内设置有竖直布置的柱形孔，所述柱形孔内设置有能够上下移动的密封柱，所述密封柱外壁与柱形孔内壁之间为滑动密封，所述密封柱下方的柱形孔内填充有煤油；所述柱形孔依次穿过第二连通通道及第一连通通道延伸至第一连通通道上方；所述密封柱能够封堵第二连通通道及第一连通通道，所述密封柱上设置有使第二连通通道或第一连通通道导通的连通孔，所述连通孔初始时位于第二连通通道下方。通过柱形孔及密封柱的设置，由于柱形孔内填充有煤油，因此当煤油受热膨胀进而推动密封柱上移，进而在密封柱自身重力的作用下，能够通过温度的改变而实现连通孔位置的改变，进而通过温度的改变实现第一进料管及第二进料管在各自的温度范围内单个导通，从而提高反应速率。

本发明的有益效果如下：

1.本发明所述的一种2-正丁基-4-氯-5-甲酰基咪唑的制备方法，通过螺旋搅拌板、过渡腔及贯通孔的设置，能够在竖直面及水平面内对釜体内物料进行扰动，提高了反应效率，同时能够将加入的氯化试剂或过硫酸钠直接引流到釜体内不同的层面处，使得其更加快速均匀的与物料进行混合反应，加快了混合效率。

2.本发明所述的一种2-正丁基-4-氯-5-甲酰基咪唑的制备方法，通过第一磁块及第二磁块的斥力作用实现第一磁块的往复动作，进而通过预混的方式达到了更好的混合效果。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明的方法流程图；

图2是本发明中所使用的反应釜的立体图；

图3是本发明中所使用的反应釜一个角度的立体剖视图；

图4是本发明中所使用的反应釜另一个角度的立体剖视图；

图5是图4中a处的局部放大图；

图6是图5中b处的局部放大图；

图7是本发明中螺旋搅拌板位于斜槽处的剖视图；

图中：

1、釜体；2、上盖；3、反应溶剂添加管；4、电机；5、第一进料管；6、第二进料管；7、底座；8、出料管；9、通断阀；10、环形腔；11、柱形竖孔；12、密封柱；13、转轴；14、螺旋搅拌板；15、斜槽；16、连通孔；17、过渡腔；18、第二连通通道；19、第一连通通道；20、第一杆；21、第一弹簧；22、贯通孔；23、堵头；24、第二杆；25、第二弹簧；26、磁块。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1至图7所示，一种2-正丁基-4-氯-5-甲酰基咪唑的制备方法，包括以下步骤：

s1、使戊醛和丙酮醛环合得到2-丁基-5-甲基咪唑；

s2、将步骤s1中得到的2-丁基-5甲基咪唑通过添加管加入到反应釜，通过第二进料管6向反应釜内加入氯化试剂，并加入水及催化剂，搅拌均匀，在氯化试剂作用下合成2-丁基-4-氯-5-甲基咪唑，反应温度35-40℃，反应时间6-10小时；

s3、通过第一进料管5向步骤s2中得到的2-丁基-4-氯-5-甲基咪唑内分批加入过硫酸钠，升温至50-55℃后反应3-5小时得到2-正丁基-4-氯-5-甲酰基咪唑；

其中，所述反应釜包括釜体1，所述釜体1上端设置有上盖2，所述上盖2上一侧设置有与釜体1内腔连通的添加管；所述釜体1下端固定设置有底座7，所述釜体1下端设置有与其内腔连通的出料管8，所述出料管8穿过底座7延伸至底座7一侧，所述出料管8上设置有通断阀9；所述上盖2中部设置有电机4，所述电机4的输出端与转轴13连接，所述转轴13穿过上盖2延伸至釜体1内腔内与其内腔的下壁转动连接，所述釜体1内腔内的转轴13上固定设置有螺旋搅拌板14；所述釜体1的侧壁内设置有竖直布置的过渡腔17，所述过渡腔17内侧壁上沿竖直方向间隔设置有多个与釜体1内腔连通的贯通孔22；所述过渡腔17上部一侧的釜体1上设置有与其连通的第一进料管5及第二进料管6，所述第一进料管5位于第二进料管6上方且通过第一连通通道19与过渡腔17连通，所述第二进料管6通过第二连通通道18与过渡腔17连通。

使用时，通过添加管向反应釜内加入得到的2-丁基-5甲基咪唑，而后通过第二进料管6向反应釜内加入氯化试剂，并加入水及催化剂，启动电机4，电机4带动转轴13转动进而带动螺旋搅拌板14转动，能够使釜体1内的物料在竖直方向提升，进而实现竖直方向上的物质交换，搅拌均匀，有利于氯化反应的进行，还能够使得部分物料在离心力作用下沿螺旋搅拌板14的上表面向外甩出，实现水平方向的物料交换，进一步提高搅拌的均匀性；同时螺旋搅拌板14的扰动提高了釜内的流动状态，进而使得氯化试剂能够快速反应，进而提高了反应效率，降低时间成本；由于过渡腔17及贯通孔22的设置，能够将加入的氯化试剂或过硫酸钠直接引流到釜体1内不同的层面处，使得其更加快速均匀的与物料进行混合反应，同时由于靠近釜体1内壁处的物料在做周向转动，因此能够在贯通处产生负压，因此有利于过渡腔17内的氯化试剂或过硫酸钠的流出，进而加快了混合效率。

作为本发明的一种实施方式，所述螺旋搅拌板14上间隔设置有多个沿径向布置的斜槽15，所述斜槽15内侧壁上固定设置有向外侧延伸的第二杆24，所述第二杆24外套装有能够沿其延伸方向滑动的第二磁块26，所述第二磁块26与斜槽15内侧壁之间通过第二弹簧25连接，所述第二弹簧25套装于第二杆24外。通过斜槽15的设置，能够截留部分沿螺旋搅拌板14的上表面流动上升的物料，斜槽15内部分物料其沿斜槽15向外运动，参与螺旋搅拌板14外周的物料之间的混合，同时还有部分物料则停留在斜槽15内与后续截留的物料混合，因此提高了物料混合的效果及效率；设置第二磁块26及第二弹簧25，通过第二磁块26在斜槽15内的往复运动能够提高斜槽15内物料的进入及排出速度，同时还能够改变斜槽15内物料流出的方向，因此进一步使得物料混合得更加均匀。

作为本发明的一种实施方式，所述斜槽15的宽度大于第二磁块26的宽度，所述斜槽15的深度小于第二磁块26的高度。通过将斜槽15的宽度设置成大于第二磁块26的宽度，能够使得物料从第二磁块26与斜槽15之间的间隙通过，进而提高同一水平面内的物质交换效果；而斜槽15的深度小于第二磁块26的高度，使得第二磁块26能够阻挡沿螺旋搅拌板14上表面运动的物料，迫使其变向而上移，因此起到了扰流的效果，加速了竖直层面内物质交换的效果，使得物料的混合更加均匀，提高反应效果。

作为本发明的一种实施方式，所述过渡腔17外侧壁上固定设置有多个正对贯通孔22的第一杆20，所述第一杆20外套装有与贯通孔22大小匹配的第一磁块26，所述第一磁块26与过渡腔17外侧壁之间设置有第一弹簧21，所述第一磁块26与对应的第二磁块26的磁性相反且等高布置。通过第一磁块26的设置，当第二磁块26随螺旋搅拌板14转动而周期性靠近第一磁块26时，由于斥力的作用能够推开第一磁块26而打开贯通孔22，进而将釜体1内的物料吸入过渡腔17与过渡腔17内的物料进行预混合，预混合后的物料又在第一弹簧21回弹时被第一磁块26挤出，参与釜体1内的混合，因此通过预混的方式达到了更好的混合效果；同时预混合后的物料被挤出时具有较大的水平向动能，因此能够较好的移动到釜体1的中心参与混合，而不仅仅停留在釜体1内壁处，因此进一步提高了混合效果。

作为本发明的一种实施方式，所述过渡腔17外侧的釜体1侧壁内设置有与釜体1同轴布置的环形腔10，所述环形腔10内填充有保温材料。通过环形腔10及保温材料的设置，能够减少釜体1内热量的散失，进而节省耗能，降低生产成本。

作为本发明的一种实施方式，所述过渡腔17与环形腔10之间的釜体1侧壁内设置有竖直布置的柱形孔，所述柱形孔内设置有能够上下移动的密封柱12，所述密封柱12外壁与柱形孔内壁之间为滑动密封，所述密封柱12下方的柱形孔内填充有煤油；所述柱形孔依次穿过第二连通通道18及第一连通通道19延伸至第一连通通道19上方；所述密封柱12能够封堵第二连通通道18及第一连通通道19，所述密封柱12上设置有使第二连通通道18或第一连通通道19导通的连通孔16，所述连通孔16初始时位于第二连通通道18下方。通过柱形孔及密封柱12的设置，由于柱形孔内填充有煤油，因此当煤油受热膨胀进而推动密封柱12上移，进而在密封柱12自身重力的作用下，能够通过温度的改变而实现连通孔16位置的改变，进而通过温度的改变实现第一进料管5及第二进料管6在各自的温度范围内单个导通，从而提高反应速率。

使用时，通过添加管向反应釜内加入得到的2-丁基-5甲基咪唑，而后通过第二进料管6向反应釜内加入氯化试剂，并加入水及催化剂，启动电机4，电机4带动转轴13转动进而带动螺旋搅拌板14转动，能够使釜体1内的物料在竖直方向提升，进而实现竖直方向上的物质交换，搅拌均匀，有利于氯化反应的进行，还能够使得部分物料在离心力作用下沿螺旋搅拌板14的上表面向外甩出，实现水平方向的物料交换，进一步提高搅拌的均匀性；同时螺旋搅拌板14的扰动提高了釜内的流动状态，进而使得氯化试剂能够快速反应，进而提高了反应效率，降低时间成本；由于过渡腔17及贯通孔22的设置，能够将加入的氯化试剂或过硫酸钠直接引流到釜体1内不同的层面处，使得其更加快速均匀的与物料进行混合反应，同时由于靠近釜体1内壁处的物料在做周向转动，因此能够在贯通处产生负压，因此有利于过渡腔17内的氯化试剂或过硫酸钠的流出，进而加快了混合效率；通过斜槽15的设置，能够截留部分沿螺旋搅拌板14的上表面流动上升的物料，斜槽15内部分物料其沿斜槽15向外运动，参与螺旋搅拌板14外周的物料之间的混合，同时还有部分物料则停留在斜槽15内与后续截留的物料混合，因此提高了物料混合的效果及效率；设置第二磁块26及第二弹簧25，通过第二磁块26在斜槽15内的往复运动能够提高斜槽15内物料的进入及排出速度，同时还能够改变斜槽15内物料流出的方向，因此进一步使得物料混合得更加均匀；通过将斜槽15的宽度设置成大于第二磁块26的宽度，能够使得物料从第二磁块26与斜槽15之间的间隙通过，进而提高同一水平面内的物质交换效果；而斜槽15的深度小于第二磁块26的高度，使得第二磁块26能够阻挡沿螺旋搅拌板14上表面运动的物料，迫使其变向而上移，因此起到了扰流的效果，加速了竖直层面内物质交换的效果，使得物料的混合更加均匀，提高反应效果；通过第一磁块26的设置，当第二磁块26随螺旋搅拌板14转动而周期性靠近第一磁块26时，由于斥力的作用能够推开第一磁块26而打开贯通孔22，进而将釜体1内的物料吸入过渡腔17与过渡腔17内的物料进行预混合，预混合后的物料又在第一弹簧21回弹时被第一磁块26挤出，参与釜体1内的混合，因此通过预混的方式达到了更好的混合效果；同时预混合后的物料被挤出时具有较大的水平向动能，因此能够较好的移动到釜体1的中心参与混合，而不仅仅停留在釜体1内壁处，因此进一步提高了混合效果；通过环形腔10及保温材料的设置，能够减少釜体1内热量的散失，进而节省耗能，降低生产成本；通过柱形孔及密封柱12的设置，由于柱形孔内填充有煤油，因此当煤油受热膨胀进而推动密封柱12上移，进而在密封柱12自身重力的作用下，能够通过温度的改变而实现连通孔16位置的改变，进而通过温度的改变实现第一进料管5及第二进料管6在各自的温度范围内单个导通，从而提高反应速率。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

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