中文名称:1,3 - 二氢咪唑 - 2 - 酮
英文名称:1,3-Dihydroimidazol-2-one
别名:乙内酰脲(Hydantoin)、2,4 - 咪唑啉二酮
CAS 号:5918-93-4
分子式:\(C_3H_4N_2O_2\)
分子量:100.08
外观:白色至类白色结晶粉末,无臭,味苦
熔点:218-220℃(分解)
沸点:412℃(常压)
密度:1.41 g/cm³
溶解性:微溶于冷水(25℃时溶解度约 1.2g/100mL),易溶于热水、甲醇、乙醇及稀碱溶液,不溶于乙醚、苯等非极性溶剂。
化学特性:
1,3 位氮原子易发生烷基化、酰化反应,生成 N - 取代乙内酰脲;
2 位羰基可参与亲核加成,是构建杂环衍生物的关键位点;
酸碱性:分子中酰胺键显弱酸性(pKa≈7.8),可与强碱成盐(如乙内酰脲钠);
反应活性:
稳定性:常温下稳定,高温或强酸性条件下易水解开环。
核心原料:
尿素(CAS: 57-13-6)
乙二醇(CAS: 107-21-1)/ 乙醇酸(CAS: 79-14-1)
主流合成路线:环合法: 尿素与乙二醇在酸性催化剂(如盐酸)作用下,于 150-180℃脱水环合,生成 1,3 - 二氢咪唑 - 2 - 酮粗品,经碱溶酸化、重结晶(水 / 乙醇体系)得到纯度≥99% 的精品,收率 75-80%。反应方程式:\(NH_2CONH_2 + HOCH_2CH_2OH \xrightarrow[△]{H^+} C_3H_4N_2O_2 + 2H_2O\)
医药中间体:
合成抗癫痫药物(如苯妥英钠、乙内酰脲类衍生物)、抗病毒药物(如阿昔洛韦中间体);
制备新型免疫调节剂(如 JAK 激酶抑制剂中间体)。
农药中间体:
合成咪唑啉酮类除草剂(如甲氧咪草烟、咪唑乙烟酸中间体);
开发昆虫生长调节剂(如几丁质合成抑制剂中间体)。
材料与精细化工:
作为配体制备金属有机框架(MOFs)材料;
合成缓释药物载体及生物可降解高分子材料。
抗癫痫药物核心中间体: 1,3 - 二氢咪唑 - 2 - 酮与苯甲醛缩合生成 5 - 苯基乙内酰脲,进一步合成苯妥英钠(Phenytoin Sodium),通过抑制神经元钠通道,稳定细胞膜电位,是治疗癫痫强直 - 阵挛发作的一线药物,临床应用超过 70 年。
抗病毒药物前体: 与核糖核苷反应制备核苷类似物(如阿昔洛韦中间体),通过抑制病毒 DNA 聚合酶,阻断疱疹病毒复制,是治疗单纯疱疹、水痘 - 带状疱疹的首选药物。
抗癌药物合成: 作为杂环骨架,参与合成组蛋白去乙酰化酶(HDAC)抑制剂,通过调节基因表达抑制肿瘤细胞增殖,适用于白血病、淋巴瘤等治疗。
高效除草剂中间体: 与氯代吡啶缩合生成甲氧咪草烟(Metamifop)关键中间体,选择性防除大豆、玉米田一年生禾本科及阔叶杂草,用量仅 20-30g / 公顷,对后茬作物安全,符合低残留农药发展趋势。
新型杀虫剂开发: 引入甲氧基合成咪唑啉酮类昆虫生长调节剂,通过抑制几丁质合成,阻碍害虫蜕皮,对鳞翅目幼虫防效达 90% 以上,环境相容性好。
金属有机框架(MOFs)配体: 与 Zn²⁺、Cu²⁺配位构建高比表面积 MOFs 材料,用于 CO₂吸附分离(吸附容量 1.5mmol/g)和药物控释,实现抗癌药物的靶向递送。
生物可降解材料: 与乳酸共聚制备乙内酰脲改性聚乳酸(PLA),提升材料力学性能和降解速率,可用于手术缝合线、组织工程支架。
技术壁垒: 环合反应需精准控制原料配比和温度,采用微波辅助合成技术可将反应时间缩短至 2 小时,收率提升至 85%,杂质含量<0.1%。
产能分布: 全球年产能约 200 吨,中国占比 65%,主要生产企业包括山东新华制药、江苏联化科技等,工艺以尿素 - 乙二醇环合法为主,部分企业探索绿色溶剂(如离子液体)替代传统酸催化体系。
市场需求: 受抗癫痫药、新型农药及生物材料需求驱动,2024 年市场需求同比增长 16%,预计 2025 年市场规模突破 4000 万元,医药领域占比达 70%。
危险性: 粉尘对眼睛和呼吸道有刺激性,大鼠经口 LD50>2000mg/kg,属低毒类;操作时需佩戴防尘口罩及手套,避免吸入或接触皮肤。
储存条件: 密封储存于阴凉干燥处(≤25℃),使用防潮包装(如铝箔袋或内衬塑料袋的纸板桶),远离强氧化剂及强酸,储存期可达 2 年。
核心关键词:1,3 - 二氢咪唑 - 2 - 酮、5918-93-4、乙内酰脲、抗癫痫药中间体、咪唑啉酮除草剂
长尾关键词:乙内酰脲合成工艺、苯妥英钠原料、生物可降解材料中间体
中英文组合:1,3-Dihydroimidazol-2-one, Hydantoin, CAS 5918-93-4
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朱经理