Page 183 - 《精细化工》2020年第11期

第 11 期 耿真真，等: 磺酸型离子液体催化芳甲胺与邻苯二胺“一锅”合成苯并咪唑 ·2329·

由图 2 可知，随着 n(苄胺)∶n(邻苯二胺)增加，
2-苯基苯并咪唑的分离收率逐渐增高，当 n(苄胺)∶
n(邻苯二胺)=2.5∶1.0 时，2-苯基苯并咪唑的分离收
率达到最大，为 85.4%。继续增大 n(苄胺)∶n(邻苯
二胺)，产物分离收率开始降低，生成副产物 1-苄基-2-
苯基苯并咪唑的量增多。因此，最佳的 n(苄胺)∶n(邻
苯二胺)=2.5∶1.0。
在 n(苄胺)∶n(邻苯二胺)=2.5∶1.0、DMF 2 mL、
反应温度 110 ℃、反应时间 20 h、0.1 MPa 氧气的

条件下，考察了[MIMPs]Cl 用量对产物分离收率的 图 4 反应温度对分离收率的影响
影响，结果见图 3。 Fig. 4 Effect of reaction temperature on the separation yield

通过上述条件考察，筛选出了苄胺与邻苯二
胺合成 2-苯基苯并咪唑的最优反应条件，即：离
子液体[MIMPs]Cl 为催化剂〔n([MIMPs]Cl)：n(邻
苯二胺)=1∶4〕，DMF 为溶剂，n(苄胺)∶n(邻苯二
胺)=2.5∶1.0，0.1 MPa O 2，在 100 ℃下反应 20 h。在
此反应条件下，2-苯基苯并咪唑的分离收率达 91.3%。
将此条件应用于其他芳甲胺与 1,2-苯二胺的反
应，以考察其底物适用性，结果见表 3。

表 3 芳甲胺和 1,2-苯二胺合成苯并咪唑及其分离收率

图 3 [MIMPs]Cl 用量对分离收率的影响 Table 3 Synthesis of benzimidazoles between arylmethylamines
Fig. 3 Effect of [MIMPs]Cl dosage on the separation yield and 1,2-phenylenediamines and their separation yields

由图 3 可知，[MIMPs]Cl 用量为 10%时，反应

20 h 后 2-苯基苯并咪唑的分离收率仅为 65.2%。可
能是由于离子液体加入量少，反应体系酸性较弱，导
致产物产率较低。随着[MIMPs]Cl 用量的增加，反
应收率逐渐提高。当[MIMPs]Cl 用量为 25%时，2-
苯基苯并咪唑的分离收率为 89.3%，达到了最大值。
[MIMPs]Cl 用量进一步增加到 30%时，产物分离收
率开始降低。由此可见，反应体系的酸性对苄胺与
邻苯二胺的缩合反应有一定影响。所以，最终确定
[MIMPs]Cl 用量为 25%。
温度是影响化学反应的重要因素，在 n(苄胺)∶
n(邻苯二胺)=2.5∶1.0、[MIMPs]Cl 用量 25%、DMF
2 mL、反应时间 20 h、0.1 MPa 氧气的条件下，在
80~120 ℃范围内考察了温度对苄胺和邻苯二胺合
成 2-苯基苯并咪唑反应的影响，结果如图 4 所示。
由图 4 可知，随着反应温度的升高，2-苯基苯
并咪唑的分离收率呈先升高后降低的趋势。在
80~100 ℃下，产物分离收率随着温度的升高逐渐增
加，并在 100 ℃时达到最高分离收率（91.3%）。当

反应温度进一步升高时，2-苯基苯并咪唑的分离收
注：1,2-苯二胺 1.0 mmol，芳甲胺 2.5 mmol，[MIMPs]Cl
率反而降低，而副产物 1-苄基-2-苯基-苯并咪唑生成
用量 25%，DMF 2 mL，反应温度 100 ℃，反应时间 20 h，氧气
量开始增多。 氛围；百分比为分离收率；①反应温度 110 ℃。