一種1,2‑苯並異噻唑啉‑3‑酮化合物的合成方法與流程
2023-09-21 00:18:35
本申請為2014年5月26日提交的、申請號為201410225660.x、名稱為「一種1,2-苯並異噻唑啉-3-酮化合物的合成方法」的中國發明專利申請的分案申請。
本發明涉及一種1,2-苯並異噻唑啉-3-酮化合物的合成方法，屬於精細化工領域。
背景技術：
1,2-苯並異噻唑啉-3-酮化合物由於具有顯著的抗黴菌，真菌作用，廣泛應用於水處理，金屬加工液，塗料等領域。傳統工藝採用2,2'-二硫代二苯甲酸化合物為原料，使用氯化亞碸，氨水，氯氣或者氧化劑閉環，得到1,2-苯並異噻唑啉-3-酮化合物。該工藝步驟長，收率低，汙染嚴重，產品質量差。
技術實現要素：
為了克服現有技術的不足，本發明的目的在於提供一種綠色、環保、後處理方便、工藝步驟簡單的1,2-苯並異噻唑-3-酮化合物的合成方法。
本發明提供的一種1,2-苯並異噻唑啉-3-酮化合物(式1)的合成方法，其反應方程式如下所示：
具體步驟如下：
(1)將式(ⅰ)的2-滷代苯腈化合物和硫醇化合物r2sh在鹼的存在下，以均相體系或者非均相體系反應，合成式(ⅱ)所示的2-烷硫基取代苯腈化合物；
式中：r1表示氫原子，c1-c4烷基，c1-c4烷氧基，硝基，羧基，烷氧基羰基或者滷素原子；x表示氯或者溴原子；r2表示c5-c22烷基或者芳烷基；
(2)將式(ⅱ)的2-烷硫基取代苯腈化合物與滷化劑在水/有機溶劑存在下，0-50℃溫度下，反應1-20h；其中：2-烷硫基取代苯腈化合物與滷化劑的摩爾比為1：(0.85～3)，所述滷化劑選自氯氣、液溴、磺醯氯或磺醯溴中的任一種；反應結束後；在反應液中加入水和鹼，在40-100℃溫度下，攪拌0.5-4h，得到1.2-苯並異噻唑啉-3-酮化合物鹼鹽，然後分層，水相中加入酸，在0-40℃下攪拌1-4h，再過濾，烘乾得到式(ⅲ)的1.2-苯並異噻唑啉-3-酮化合物；其中：所述2-滷代苯腈化合物、硫醇化合物和鹼。
上述步驟(1)和步驟(2)中，所述鹼選自氫氧化鈉，氫氧化鉀，碳酸鈉或碳酸鉀中的任一種或者幾種。
上述步驟(1)中，所述硫醇化合物r2sh中的r2為c8-c18烷基。
上述步驟(1)中，所述硫醇化合物r2sh中的r2為芳烷基時，其結構用式(ⅳ)表示：
其中：r3表示氫原子，c1-c8烷基，c1-c4烷氧基，或者滷素原子；r4表示c1-c4烷基。
上述步驟(1)中，反應體系為非均相體系時，其採用有機溶劑/水為溶劑，在催化劑和鹼的共同作用下，30-100℃溫度下反應0.5-25h；優選的，在50-75℃下反應2-12小時；其中：所述催化劑選自季銨鹽、季膦鹽或冠醚中的任一種；所述有機溶劑選自苯，甲苯，二甲苯，氯苯，二氯苯，正己烷，正庚烷，環己烷，甲基環己烷或石油醚中的一種或者幾種；所述2-滷代苯腈化合物、硫醇化合物和鹼的摩爾比為1：(0.8～2):(0.8～1.5)；所述催化劑的用量為2-滷代苯腈化合物、硫醇化合物和鹼總質量的2-40％。
上述步驟(1)中，反應體系為均相體系時，其採用極性非質子溶劑為溶劑，在30-150℃溫度下，反應1-10h；所述極性非質子溶劑選自n-甲基吡咯烷酮，二甲基亞碸，二甲基甲醯胺或二乙基甲醯胺中的任一種或者幾種，所述2-滷代苯腈化合物、硫醇化合物和鹼的摩爾比為1：(0.8～2):(0.8～1.5)。
上述步驟(2)中，所述有機溶劑選自滷代烴，苯，甲苯，二甲苯，氯苯，二氯苯，正己烷，正庚烷，環己烷，甲基環己烷或石油醚中的一種或幾種。
上述步驟(2)中，酸選自鹽酸，硫酸，硝酸，醋酸，甲酸，草酸，檸檬酸或甲磺酸中的一種或者幾種。
本發明中，還進一步包括原料再生的步驟，具體如下：在步驟(2)中分層得到的有機相中，加入水、催化劑和硫化物，在30-90℃溫度下，反應2-25h，得到硫醇化合物r2sh；所述催化劑選自季銨鹽、季膦鹽或冠醚中的任一種；所述硫化物選自硫氫化鈉，硫脲或硫化鈉中任一種。
本發明中，所述季銨鹽選自四丁基溴化銨，四丁基氯化銨，苯甲基三乙基溴化銨，苯甲基三乙基氯化銨，十六烷基三甲基氯化銨，十六烷基三甲基溴化銨，十六烷基三乙基氯化銨，十六烷基三乙基溴化銨，十二烷基三甲基氯化銨，十二烷基三甲基溴化銨或辛基三乙基溴化銨中的任一種或幾種；所述季膦鹽選自四丁基溴化磷，四丁基氯化磷或十六烷基三乙基氯化磷中的任一種或幾種；所述冠醚選自18-冠-6，二苯並-18-冠-6或二環己基並18-冠-6中的一種或者幾種。
本發明的優點在於：一方面該工藝使用的原料氣味和揮發性小，綠色環保，對環境汙染小；另一方面其反應條件溫和，工藝步驟簡單，後處理步驟簡單，可直接得到高純度產物，且副產物可以回收循環使用，反應成本低廉。
附圖說明
圖1是1,2-苯並異噻唑啉-3-酮標準品譜圖。
圖2是十八硫醇合成1,2-苯並異噻唑啉-3-酮譜圖。
圖3是辛硫醇合成1,2-苯並異噻唑啉-3-酮譜圖。
圖4是正十二硫醇合成1,2-苯並異噻唑啉-3-酮譜圖。
具體實施方式
下面結合實施例詳細說明本發明，然而本發明的範圍不限於這些實施例。
實施例1
氮氣氣氛下，在配備有攪拌器，溫度計和冷凝器的1000ml四口燒瓶中加入100g氯苯，100g鄰氯苯腈，219g十八硫醇，4g四丁基溴化銨。在65-70℃下，滴加32％氫氧化鈉溶液98.7g，保溫反應直至合格，分去水相，得到鄰十八硫基苯腈反應液381g。
在配備有攪拌器，溫度計和冷凝器的1000ml四口燒瓶中加入鄰十八硫腈苯腈反應液381g，氯苯100g，水32g。在20-30℃下，通入氯氣53g。升溫至60-65℃，反應1h。
降溫至20-30℃，加入200g水，用32％液鹼調節ph＝9-10，升溫至60-65℃，分去有機相，水相降溫至20-30℃，加入31％鹽酸，調節ph＝3-4。過濾，烘乾，得到102g1.2-苯並異噻唑啉-3-酮，收率93.5％(hplc>99％，圖2)。
原料再生反應如下：有機相約420g，蒸餾回收210g氯代十八烷。在配備有攪拌器，溫度計和冷凝器的1000ml四口燒瓶中加入6g四丁基溴化銨,200g氯苯，210g氯代十八烷，180g32％硫氫化鈉，65-70℃反應16h，分層，得到405g十八硫醇反應液。
實施例2
氮氣氣氛下，在配備有攪拌器，溫度計和冷凝器的500ml四口燒瓶中加入100g氯苯，100g鄰氯苯腈，112g正辛硫醇，4g四丁基溴化銨。在60-65℃下，滴加32％氫氧化鈉溶液98g，保溫反應直至合格，分去水相，得到鄰辛硫基苯腈反應液279g。
在配備有攪拌器，溫度計和冷凝器的1000ml四口燒瓶中加入鄰辛硫腈苯腈反應液279g，氯苯200g，水30g。在20-30℃下，通入氯氣54g。升溫至60-65℃，反應1h。降溫至20-30℃，加入200g水，用32％液鹼調節ph＝9-10，升溫至60-65℃，分去有機相，有機相分離回收溶劑及副產物，水相降溫至20-30℃，加入31％鹽酸，調節ph＝3-4。過濾，烘乾，得到103g1.2-苯並異噻唑啉-3-酮，收率94.5％(hplc>99％，圖3)。
原料再生反應如下：有機相約310g，蒸餾回收100g氯代正辛烷。在配備有攪拌器，溫度計和冷凝器的1000ml四口燒瓶中加入加入4g四丁基溴化銨,100g氯苯，100g氯代正辛烷，167g32％硫氫化鈉，65-70℃反應12h，分層，得到196g正辛硫醇反應液。
實施例3
氮氣氣氛下，在配備有攪拌器，溫度計和冷凝器的500ml四口燒瓶中加入100g氯苯，100g鄰氯苯腈，154g正十二硫醇，4g四丁基溴化銨。在60-65℃下，滴加32％氫氧化鈉溶液98g，保溫反應直至合格，分去水相，得到鄰十二硫基苯腈反應液320g。
在配備有攪拌器，溫度計和冷凝器的1000ml四口燒瓶中加入鄰十二硫腈苯腈反應液320g，氯苯200g，水30g。在20-30℃下，通入氯氣54g。升溫至60-65℃，反應1h。降溫至20-30℃，加入200g水，用32％液鹼調節ph＝9-10，升溫至60-65℃，分去有機相，有機相分離回收溶劑及副產物，水相降溫至20-30℃，加入31％鹽酸，調節ph＝3-4。過濾，烘乾，得到100g1.2-苯並異噻唑啉-3-酮，收率91.7％(hplc>99％，圖4)。
原料再生反應如下：有機相約450g，蒸餾回收145g氯代十二烷。在配備有攪拌器，溫度計和冷凝器的1000ml四口燒瓶中加入4g四丁基溴化銨,100g氯苯，145g氯代十二烷，160g32％硫氫化鈉，65-70℃反應12h，分層，得到240g正十二硫醇反應液。
實施例4
氮氣氣氛下，在配備有攪拌器，溫度計和冷凝器的500ml四口燒瓶中加入100g鄰氯苯腈，240g正十二硫醇反應液及24g正十二硫醇，4g四丁基溴化銨。在50-55℃下，滴加32％氫氧化鈉溶液98g，保溫反應直至合格，分去水相，得到鄰十二硫基苯腈反應液315g。
在配備有攪拌器，溫度計和冷凝器的1000ml四口燒瓶中加入鄰十二硫腈苯腈反應液315g，氯苯200g，水40g。在20-30℃下，通入氯氣54g。升溫至60-65℃，反應1h。降溫至20-30℃，加入200g水，用32％液鹼調節ph＝9-10，升溫至60-65℃，分去有機相，有機相分離回收溶劑及副產物，水相降溫至20-30℃，加入31％鹽酸，調節ph＝3-4。過濾，烘乾，得到101g1.2-苯並異噻唑啉-3-酮，收率92.7％(hplc>99％)。
原料再生反應如下：有機相約450g，蒸餾回收148g氯代十二烷。在配備有攪拌器，溫度計和冷凝器的1000ml四口燒瓶中加入加入4g四丁基溴化銨,100g氯苯，148g氯代十二烷，160g32％硫氫化鈉，65-70℃反應12h，分層，得到241g正十二硫醇反應液。
實施例5
氮氣氣氛下，在配備有攪拌器，溫度計和冷凝器的500ml四口燒瓶中加入100g氯苯，100g鄰氯苯腈，154g正十二硫醇，4g四丁基溴化銨。在60-65℃下，滴加32％氫氧化鈉溶液98g，保溫反應直至合格，分去水相，得到鄰十二硫基苯腈反應液320g。
在配備有攪拌器，溫度計和冷凝器的1000ml四口燒瓶中加入鄰丁硫腈苯腈反應液320g，氯苯200g，水30g。在20-30℃下，通滴加磺醯氯100g。升溫至60-65℃，反應1h。降溫至20-30℃，加入200g水，用32％液鹼調節ph＝9-10，升溫至60-65℃，分去有機相，有機相分離回收溶劑及副產物，水相降溫至20-30℃，加入31％鹽酸，調節ph＝3-4。過濾，烘乾，得到106g1.2-苯並異噻唑啉-3-酮，收率97.2％(hplc>99％)。
原料再生反應如下：有機相約445g，蒸餾回收143g氯代十二烷。在配備有攪拌器，溫度計和冷凝器的1000ml四口燒瓶中加入加入4g四丁基溴化銨,100g氯苯，143g氯代十二烷，180g32％硫氫化鈉，65-70℃反應12h，分層，得到244g正十二硫醇反應液。
當理解的是，本發明的具體實施例僅僅是出於示例性說明的目的，其不以任何方式限定本發明的保護範圍，本領域的技術人員可以根據上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應屬於本發明所附權利要求的保護範圍。