CN100417644C - N，n＇-二烃基-3，3＇-二硫代二丙酰胺的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明介绍了异噻唑啉酮类杀菌防腐防霉剂的合成中间体N，N′-二烃基-3，3′-二硫代二丙酰胺的生产方法。它由3，3′-二硫代二丙酸酯与烃基胺而得到的。N，N′-二烃基-3，3′-二硫代二丙酰胺的制备方法，包括原料3，3′-二硫代二丙酸酯、烃基胺其中烃基胺包含一甲胺、正辛胺、正癸胺、月桂胺在溶剂、催化剂存在下进行化学反应，特征之处是物料的加入顺序按溶剂、烃基胺、二硫代二丙酸酯加入，其中烃基胺是采用滴加的方法。反应体系的溶剂为水、甲醇、乙醇、异丙醇等。反应体系所需溶剂配比按质量之比为w[(SCH2CH2COOCH3)2或RNH2]∶w[水或醇]＝1∶(0.5～5.0)。反应体系所需的物料配比按物质的量之比是n[(SCH2CH2COOCH3)2]∶n[RNH2]＝1∶(0.95～1.5)。催化剂为盐酸。
Description
技术领域：
本发明属于异噻唑啉酮类的合成中间体N，N′-二烃基-3，3′-二硫代二丙酰胺制备方法的领域。
背景技术：
异噻唑啉酮类杀菌防腐防霉剂的化学名称为2-烃基-4-异噻唑啉-3-酮或5-氯-2-烃基-4-异噻唑啉-3-酮或4，5-二氯-2-烃基
-4-异噻唑啉-3-酮，其结构式如下：
通常R1为碳原子数为0～24的氢、烷基、环烷基或芳烷基；R2＝-X，-H或烃基；R3＝-H，-X或烃基，R2和R3可以成环。X为卤素。当R1的碳原子数的碳原子数为0～24，其中尤其是碳原子数为1或正构的8、10、12时生产的N，N′-二甲基-3，3′-二硫代二丙酰胺、N，N′-二正辛基-3，3′-二硫代二丙胺等化合物是作为异噻唑啉酮类杀菌防腐防霉剂的合成中间体。。
异噻唑啉酮的的中间体是一系列N-取代的二硫代酰胺化合物，其通式为(SCH2CH2CONHR)2.合成的化学反应方程式可以表示为：
(SCH2CH2COOCH3)2+RNH2→(SCH2CH2CONHR)2+CH3OH
当R的碳原子数为n＝0时，中国专利申请号为CN85103016A给出实验室的合成路线，R的碳原子数为n＝1时，欧卅专利、中国专利CN88107418.7给出实验室合成路线，EP95907所记载的方法是在化合物3，3′-二硫代二丙酯的甲苯-甲醇溶液中通入一甲胺气体，然后连续搅拌20小时，蒸出的溶剂得到含杂质的粗品，再经异丙醇重结晶，得到N，N′-二烃基-3，3′-二硫代二丙酰胺.这个方法使用了一甲胺气体，工业上不易实现.CN88107418.7，给出的方法是在水溶液中反应，但是由于反应过程中物料在反应器中凝固而无法放料，从而证明该专利对工业化放大无效。以上专利均未给出当R的碳原子数为n≥2时的合成路线，其中CN85103016A理论上仅适用于n＝0的情况。
对于反应体系的溶剂，EP95907所载的方法是甲苯-甲醇溶液，甲苯-甲醇溶液不适用于烃基胺水溶液的情况，而工业上的低相对分子质量的脂肪胺，如一甲胺的形态通常为水溶液，因此该专利不适用于工业化；CN88107418.7使用的是水，而水溶液不适用于难溶于水的固体烃基胺，比如月桂胺、硬脂胺的情况。从以上国际国内关于N，N′-二烃基-3，3′-二硫代二丙酰胺制备方法的现有技木，看来尚未找到一条工业化的制备方法。
发明内容：
本发明的目的，就是寻找出一条可以实现工业化的N，N′-二烃基-3，3′-二硫代二丙酰胺的制备方法。
为了达到本发明的目的，本发明人发明一种可以实现工业化生产的N，N′-二烃基-3，3′-二硫代二丙酰胺的制备方法。
N，N′-二烃基-3，3′-二硫代二丙酰胺的制备方法，包括原料3，3′-二硫代二丙酸酯、烃基胺，其中烃基胺包含一甲胺、正辛胺、正癸胺、月桂胺在溶剂、催化剂存在下进行化学反应，产品经结晶、过滤、重结晶工序，特征之处是物料的加入顺序按溶剂、烃基胺、二硫代二丙酸酯加入，其中烃基胺是采用滴加的方法，物料的加入顺序按溶剂、二硫代二丙酸酯、烃基胺加入，其中二硫代二丙酸酯是采用滴加的方法，反应体系的溶剂为水、甲醇、乙醇、异丙醇等。反应体系所需溶剂配比按质量之比为w[(SCH2CH2COOCH3)2或RNH2]∶w[水或醇]＝1∶0.5～5.0，其中最佳的比例为1∶1.0～1.5。反应体系所需的物料配比按物质的量之比是n[(SCH2CH2COOCH3)2]∶n[RNH2]＝1∶0.95～1.5，其中最佳的比例为1∶1.05～1.15。反应体系所需的催化剂为盐酸。滴加的时间为x1h，滴加后，物料需要继续反应x2h，然后静置结晶x3h。此处x1、x2和x3的数值与胺基的碳原子数有关。滴加时的反应温度为-5～35℃，最佳的反应温度是5～10℃；继续反应及结晶的所需的温度为10～25℃，最佳的温度是15～20℃。
本发明的优点是：
对于反应体系的溶剂，EP95907所记载的方法是甲苯-甲醇溶液，甲苯-甲醇溶液不适用于烃基胺水溶液的情况，而工业上的相对低分子质量的脂肪胺，比如一甲胺的形态通常为水溶液，因此不适用于工业化；CN88107418.7使用的是水，而水溶液不适用于难溶于水的固体烃基胺，比如月桂胺、硬脂胺等的情况。对于反应体系的催化剂，CN88107418.7给出的范围是n[(SCH2CH2COOCH3)2]∶n[H+]＝1∶0.8～1.3，但是这个范围并不能得到最佳的质量和最高的收率。
对于反应体系的加料顺序，从来的专利均未给出必需的做法，但是事实上，加料顺序不同有可能严重影响产物的质量和收率。
对于反应体系的反应时间，CN88107418.7给出的范围是0.5-72小时这个时间内，物料有可能凝固在反应器内无法出料。
本发明解决了N，N′-二烃基-3，3′-二硫代二丙酰胺的工业生产方法。使用本发明，可以生产碳原子数为1～24的N，N′-二烃基-3，3′-二硫代二丙酰胺。
本发明反应体系的溶剂是水、甲醇、乙醇或异丙醇，分别适用于碳原子为1～24的烃基胺。
本发明的催化剂盐酸使用量，比以往的专利用量下限还要小的用量。在这个范围的n[(SCH2CH2COOCH3)2]∶n[H+]可以生产出质量稳定、收率高的标题化合物。
本发明的反应时间结合反应器类型以及相关的配套设备分为三个阶段，每个阶段的数值根据烃基胺的碳原子数、加料顺序和操作方式决定。
本发明完整的工艺过程可以这样表述：在反应器中加入3，3′-二硫代二丙酸酯、水或低级醇，搅拌，滴加烃基胺，滴加时的温度控制在30℃以下，，然后迅速将物料转移到出料方便的结晶器，物料冷却到20℃以下，物料在结晶器中结晶，用抽滤或离心的办法得到粗品N，N′-二烃基-3，3′-二硫代二丙酰胺化合物，再用水或低级醇重结晶即得化合物N，N-二烃基-3，3′-二硫代二丙酰胺化合物。
利用本发明可以生产一系列从水溶到油溶的质量好、收率高的产品，该产品可以用于合成相应的异噻唑啉酮化合物。
具体实施方式：
例1：称取化合物3，3′-二硫代二丙酸二甲酯688kg，打入2000L搪玻璃反应罐中；计量688kg自来水，加入224L盐酸，搅匀，抽入反应罐中；计量一甲胺817kg，打入一甲胺高位槽中。开启反应罐搅拌，夹套通冷冻盐水，在罐内物料温度降至0℃时开始滴加一甲胺溶液，滴加过程中，温度不高于10℃，约0.5h加完，保温搅拌15～30min，立即放入桶中，离心甩干。滤饼转入干燥机干燥，得粗品约500kg。此粗品外观为白色粉末，熔点范围为104～107℃。
打开2000L搪玻璃溶解罐手孔，加入z1kg粗品，关闭手孔，抽入同等重量无水乙醇于该罐中，搅拌，通蒸汽，加热至全溶，有回流时，用压缩空气压料，经热过滤机至2000L搪玻璃结晶罐中。结晶罐夹套通盐水，搅拌，冷却至10℃以下，放入离心机中，离心甩干，转入干燥机干燥，得精制品酰胺。此化合物外观为白色片状结晶，熔点范围为114.5～115.5℃，水分0.06％，含量为98.5％。IRcm-1：3294，1540，1640，1194，666，510。收率为70.5％。
例2：在500L高速分散机中，加入281kg水、375L 4％盐酸和17.85kg精制3，3′-二硫代二丙酸二甲酯，高速搅拌，降温至5-8℃在1h内滴加正辛胺29kg，然后，升温至30±1℃，继续反应10小时。静置10小时以上，过滤。滤饼用水洗涤三遍，每次用水125L，90℃以下真空干燥，干燥后，用滤饼三倍质量的无水乙醇做重结晶两次，经真空干燥得N，N′-二正辛基-3，3′-二硫代二丙酰胺，此化合物外观为白色固体，熔点范围为126.0～127.8℃，产率为134％，含量为99.3％。IRcm-1：3292，1541，1639，1195，720，665，509。收率为68.6％。
例3；将例2改变加料顺序；在500L高速分散机中，加入281kg水、375L4％盐酸和29kg正辛胺，高速搅拌，降温至5-8℃在1h内滴加17.85kg精制3，3′-二硫代二丙酸二甲酯，然后，升温至30±1℃，继续反应10小时。静置10小时以上，过滤。滤饼用水洗涤三遍，每次用水125L，90℃以下真空于燥。干燥后，用滤饼三倍质量的无水乙醇做重结晶两次，经真空干燥得N，N′-二正辛基-3，3′-二硫代二丙酰胺，此化合物外观为白色固体，熔点范围为124.5～126.5℃，含量为99.7％，收率为60.4％。
例4：将例2改变溶剂为95％乙醇。得N，N′-二正辛基-3，3′-二硫代二丙酰胺，此化合物外观为白色固体，熔点范围为125.2～126.8℃，含量为98.3％，收率为69.5％。
例5：将例2改变溶剂为异丙醇，得N，N′-二正辛基-3，3′-二硫代二丙酰胺，此化合物外观为白色固体，熔点范围为125.0～126.5℃，含量为98.9％，收率为67.9％。
例6：将例2正辛胺换成正癸胺。在500L高速分散机中，加入281kg水、375L4％盐酸和17.85kg精制3，3′-二硫代二丙酸二甲酯，高速搅拌，降温至(5-8)℃在1h内滴加正辛胺35kg。然后，升温至30±1℃，继续反应10小时。静置10小时以上，过滤。滤饼用水洗涤三遍，每次用水125L，90℃以下真空干燥。干燥后，用滤饼三倍质量的无水乙醇做重结晶两次，经真空干燥得N，N′-二正癸基-3，3′-二硫代二丙酰胺，此化合物外观为白色固体。含量为98.5％。收率为66.7％。
例7：将例3正辛胺换成月桂胺。在500L高速分散机中，加入281kg水、375L4％盐酸和41kg月桂胺，高速搅拌，降温至5-8℃在1h内滴加17.85kg精制3，3′-二硫代二丙酸二甲酯，然后，升温至30±1℃，继续反应10小时。静置10小时以上，过滤。滤饼用水每次洗涤三遍，每次用水125L，90℃以下真空干燥，干燥后，用滤饼三倍质量的无水乙醇做重结晶两次，经真空干燥得，N，N′-二正辛基-3，3′-二硫代二丙酰胺，此化合物外观为白色固体，含量为99.7％。收率为66.7％。
例8：将例1改变重结晶溶剂为水来精制酰胺，此化合物外观为白色片状结晶，熔点范围为114.5～115.5℃。含量为98.4％。IRcm-1：3294，1540，1640，1194，666，510。收率为69.9％。
例9：将例1改变重结晶溶剂为异丙醇来精制酰胺，此化合物外观为白色片状结晶，熔点范围为114.5～115.5℃。含量为98.2％。IR(cm-1)：3294，1540，1640，1194，666，510。收率为69.8％。
Claims (1)
1. N，N′-二烃基-3，3′-二硫代二丙酰胺的制备方法，包括原料二硫代二丙酸酯、烃基胺、在溶剂为水或乙醇或甲醇或异丙醇及催化剂为盐酸的存在下进行化学反应，产品经结晶、过滤、重结晶工序，其特征是：
(a)、烃基胺是正辛胺或正癸胺或月桂胺；
(b)、催化剂盐酸的使用量为n[SCH2CH2COOCH3)2]∶n[H+]＝1∶a，其中a＜0.4；
(c)、物料的加入顺序按溶剂、烃基胺、二硫代二丙酸酯加入，其中烃基胺是采用滴加的方法；
(d)、物料滴加完毕后需继续反应0.5-72小时，静止结晶；
组成了N，N′-二烃基-3，3′-二硫代二丙酰胺的制备方法。
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| 新型异噻唑啉酮化合物的合成和抑菌活性研究. 张佩玉，喻秀，陈智勇，王玉良，陈淑华，杨志荣，侯若彤.有机化学，第25卷第9期. 2005 |
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