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咪唑
鎖定
咪唑,分子式為C3H4N2,是一種有機化合物,是二唑的一種,是分子結構中含有兩個間位氮原子的五元芳雜環化合物。咪唑環中的1-位氮原子的未共用電子對參與環狀共軛,氮原子的電子密度降低,使這個氮原子上的氫易以氫離子形式離去。
咪唑分子結構數據
咪唑計算化學數據
1.疏水參數計算參考值(XlogP):0
5.互變異構體數量:0
咪唑理化性質
咪唑物理性質
熔點:88-91℃
沸點:257℃
閃點:145℃
密度:1.0303g/cm3
折射率:1.4801
外觀:白色或黃色結晶性粉末,有氨氣味
溶解性:易溶於水、乙醇、乙醚、氯仿、吡啶;微溶於苯,極微溶於石油
咪唑化學性質
咪唑比其他1,3-二唑更容易發生親電芳香取代反應,並且反應主要在C-4和C-5上進行。這是因為親電試劑進攻C-2時,有特別不穩定的極限式,生成的中間體將正電荷分佈在氮原子上。例如,咪唑與發煙硝酸/濃硫酸作用,可以很快生成產率很高的4(5)-硝基咪唑;而4,5-二甲基咪唑在劇烈條件下硝化,仍然不能發生反應。
咪唑N-3上的電子雲密度較大,所以烷基化反應一般都先在這個氮原子上發生。一烷基化的產物通過互變異構,又可以產生一個類似於吡啶中的氮原子,因此可以進一步反應,生成二烷基化的產物咪唑鎓鹽。
咪唑的酰基化反應一般也在N-3上發生,但由於酰基是吸電子基,故反應能控制在一元酰基化階段,產物是N-酰基咪唑。
咪唑可與親雙烯體發生加成,先生成3-鎓鹽兩性離子,然後與另一分子親雙烯體親核加成,生成C-2環化的產物。例如1-甲基-2-乙基咪唑與兩分子丁炔二酸二甲酯反應後,得到8α-乙基-1-甲基-1,8α-二氫咪唑並[1,2-a]吡啶-5,6,7,8-四羧酸四甲酯。
咪唑毒理學數據
有毒,對小鼠經口LD50:18.80mg/kg。注射LD50:610mg/kg,其毒性及防護方法與乙二胺相似。
其他有害作用:該物質對環境可能有危害,對水體應給予特別注意。
咪唑應用領域
咪唑可用作環氧樹脂固化劑、可提高製品的彎曲、拉伸、壓縮等機械性能,提高絕緣的電性能,提高耐化學藥劑的化學性能,廣泛用於計算機、電器;作為銅的防鏽劑而用於印刷電路版和集成電路;
用作醫藥原料,用於製造抗真菌藥、抗黴劑、低血糖治療藥、人造血漿、滴蟲治療藥、支氣管哮喘治療藥、防斑疹劑等;用作農藥原料,用於硼酸製劑的增效劑、製取殺蟲劑和殺菌劑;此外,咪唑也用作脲醛樹脂固化劑、攝影藥物、粘合劑、塗料、橡膠硫化劑、防靜電劑等的原料; 有機合成中間體。
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咪唑製備方法
1、由乙二醛經環合、中和而得。將乙二醛、甲醛、硫酸銨投入反應鍋,攪拌加熱至85-88℃,保温4h。冷至50-60℃,用石灰水中和至pH為10以上。加熱至85-90℃,排氨1h以上,稍冷,過濾,濾餅用熱水洗滌,濾液減壓濃縮至無水蒸出時,繼續減壓蒸餾至低沸物全部蒸完,收集105-160℃(0.133-0.267kPa)餾分,得咪唑。收率約45%。
2、另一種製法是使鄰苯二胺與甲酸環合生成苯駢咪唑,再經雙氧水反應開環為4,5-二羥基咪唑,最後脱羧製得咪唑。4,5-二羥基咪唑也可由D-酒石酸經硝化、環合而得。4,5-二羧基咪唑的脱羧製取咪唑的工藝過程如下:將4,5-二羥基咪唑與氧化銅混合,加熱至100-280℃,放出大量二氧化碳氣體,收集餾出液即得粗品,用苯重結晶得成品,收率76%。
3、工業乙二醛合成法:將乙二醛、甲醛、硫酸銨投入反應釜,攪拌加熱至85~88℃,保温4h。然後冷卻至50~60℃,用石灰水中和至pH值10以上,再加熱至85~90℃,排氨1h以上。稍冷後,過濾,濾餅用熱水洗滌,濾液加入到蒸餾裝置中,先減壓濃縮至無水蒸出,再繼續減壓蒸餾至低沸物全部蒸完,然後收集105~160℃/133.3~266.7Pa餾分,得咪唑。收率約45%。每噸產品消耗乙二醛4172kg,甲醛(37%)2344kg,硫酸銨(99%)3826kg,石灰2571kg。反應式如下:
該法由於收率和產品質量不盡如人意,文獻報道了一些改進方法,如採用異丙醚萃取的方法、用烏洛托品代替甲醛的合成方法、用氨水代替硫酸銨的合成方法、用草酸銨代替硫酸銨的合成方法等。如用草酸銨代替硫酸銨可使收率提高到65%。
4、鄰苯二胺與甲酸環合法:將鄰苯二胺與甲酸環合生成苯並咪唑,再經雙氧水反應開環為4,5-二羧基咪唑,最後脱羧製得咪唑。
5、溴乙醛法:用醋酸乙烯酯與溴加成,再用乙醇處理,生成溴代乙醛,再與溴化氫、乙醇作用生成縮醛。縮醛在乙二醇及濃鹽酸作用下生成環狀縮醛,用過量甲酰胺與縮醛在不斷通入氨氣情況下反應,生成咪唑,產率為50%。
咪唑用途説明
咪唑可用作環氧樹脂固化劑、可提高製品的彎曲、拉伸、壓縮等機械性能,提高絕緣的電性能,提高耐化學藥劑的化學性能,廣泛用於計算機、電器。
作為銅的防鏽劑而用於印刷電路版和集成電路。
用作醫藥原料,用於製造抗真菌藥、抗黴劑、低血糖治療藥、人造血漿、滴蟲治療藥、支氣管哮喘治療藥、防斑疹劑等。
用作農藥原料,用於硼酸製劑的增效劑、製取殺蟲劑和殺菌劑。
此外,咪唑也用作脲醛樹脂固化劑、攝影藥物、粘合劑、塗料、橡膠硫化劑、防靜電劑等的原料; 有機合成中間體。
咪唑是農藥抑黴唑、咪鮮胺等殺菌劑的中間體,也是醫藥抗真菌藥雙氯苯咪唑、益康唑、酮康唑、克黴唑的中間體。用作有機合成原料及中間體,用於製取藥物及殺蟲劑。用作分析試劑,也用於有機合成。
咪唑類主要用作環氧樹脂的固化劑,在日本佔咪唑類消費量的一半以下,還可用作治療滴蟲病及火雞黑頭病的藥物。
咪唑類抗真菌藥雙氯苯咪唑、益康唑、酮康唑、克黴唑的生產中,咪唑是主要原料之一。
由咪唑和2,4,ω-三氯苯乙酮為主要原料可製得果實殺菌劑伊邁唑。將2,4,ω-三氯苯乙酮加入無水甲醇中,加熱迴流,滴加溴素。待溶液顏色逐漸消失後冷卻至0℃,加入咪唑,激烈攪拌3h。然後減壓蒸去甲醇。剩餘液倒入水中,用二氯甲烷萃取,萃取液回收二氯甲烷後加入稀硝酸成鹽,用水重結晶後再用氨水處理得到2',4'-二氯-2-咪唑苯乙酮。再進一步用硼氫化鈉還原成相應的醇,最後在氫氧化鈉和二甲基甲酰胺存在下,用烯丙基氯基化而製得伊邁唑(Enilconazde,也稱恩康唑)。伊邁唑與雙氯苯咪唑(咪康唑)的結構和生產方法有一些共同之處。雙氯苯咪唑是廣譜護真菌藥物,伊邁唑也是抗真菌藥,但廣泛用作水果的防腐劑(也稱Imazalil)。
咪唑用作環氧樹脂膠黏劑的固化劑,單獨使用不多。參考用量4~8份。固化條件70℃/8h或150℃/4h。固化物熱變形温度117~166℃。咪唑與硫酸銅反應形成一個多元配位絡合物,在室温時穩定,於90~110℃時分解與環氧基反應。同時,金屬離子也可與環氧基進行離子型聚合,進入到固化物中形成螯合體。一低温時具。有良好的儲存穩定性,中温又可迅速固化。這種咪唑金屬鹽用作雙氰胺固化劑的促進劑,可使固化温度降低到120℃。
咪唑類主要用作環氧樹脂的固化劑,在日本佔咪唑類消費量的一半以下,其用量為環氧樹脂的0.5%-10%咪唑類化合物可用作抗真菌藥、抗黴劑、低血糖治療藥、人造血漿等,還可用作治療、人造血漿等,還可用作治療滴蟲病及火雞黑頭病的藥物。
咪唑貯存方法
採用木桶或玻璃瓶包裝。儲存於陰涼、通風、乾燥處。防熱、防潮、防曬、防碰撞。按有毒物品規定儲運。