CN101370795A - 制备噻唑化合物的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种制备噻唑化合物的简单有利方法，该方法适合工业规模实施。在这种方法中，通过产生大量热的2－卤代－烯丙基异硫氰酸酯和硫酰氯之间的反应制备噻唑化合物，可以抑制噻唑化合物的产率降低。具体公开了制备式(1)表示的2－氯－5－氯甲基噻唑的方法，这种方法特征在于加入硫酰氯与式(2)表示的2－卤代－烯丙基异硫氰酸酯反应，其中Hal表示氯或溴，同时将对反应惰性的气体吹入到反应液体内。

Description

制备噻唑化合物的方法
技术领域
本发明涉及制备噻唑化合物的方法。
背景技术
式(1)表示的噻唑化合物：
用作制备药物和农用化学品的中间体(参见例如专利文献1)。一种制备这类噻唑化合物的已知方法包括使2-卤代-烯丙基异硫氰酸酯与氯反应(参见专利文献2)。通过在芳烃或其衍生物存在下使2-卤代-烯丙基异硫氰酸酯与硫酰氯反应制备这类噻唑化合物的方法也是已知的(参见专利文献3)。但是，这些方法不能必然产生令人满意的结果。已知通过使2-卤代-烯丙基异硫氰酸酯与氯化剂反应制备式(1)的噻唑化合物的方法产生大量热。为了克服这个缺陷，提出了连续反应方法(参见专利文献4，段[0008])。但是，连续反应方法要求特殊的反应设备，因此不方便。
专利文献1：JP-A3-157308
专利文献2：JP-A4-234864
专利文献3：JP-A2002-255948
专利文献4：JP-A2004-506725
发明内容
在产生大量热的2-卤代-烯丙基异硫氰酸酯与硫酰氯的反应的工业化实施中，本发明的发明人研究了包括延长硫酰氯的滴加时间以促进所产生热量逐渐冷却的方法等。但是，该方法存在产率下降的趋势，因此不能令人满意。本发明提供了一种简单和工业有利的制备噻唑化合物的方法，其中噻唑化合物的产率下降得到抑制。
本发明提供一种制备下式(1)表示的2-氯-5-氯甲基噻唑的方法：
Figure A200780002281D00041
包括添加硫酰氯到式(2)表示的2-卤代-烯丙基异硫氰酸酯中，
其中Hal表示氯或溴，由此使硫酰氯与2-卤代-烯丙基异硫氰酸酯反应，其中对反应惰性的气体被吹入到反应液相中。
根据本发明，可通过简单和有利的方法制备作为生产药物和农药的中间体的噻唑化合物，该方法适合工业规模实施，同时可抑制噻唑化合物产率下降。
具体实施方式
在2-卤代-烯丙基异硫氰酸酯的式中，Hal表示氯或溴。这类2-卤代-烯丙基异硫氰酸酯的例子包括2-氯-烯丙基异硫氰酸酯和2-溴-烯丙基异硫氰酸酯。
2-卤代-烯丙基异硫氰酸酯为已知的化合物，并可通过已知的方法制备。例如，可在水存在下通过加热2，3-二卤代-1-丙烯和式(3)表示的硫氰酸盐制备2-卤代-烯丙基异硫氰酸酯：
M(SCN)n            (3)
其中M表示碱金属、碱土金属或铵盐，n表示M的原子价(参见JP-A 9-136874)。
相对于每mol2-卤代-烯丙基异硫氰酸酯，硫酰氯的使用量通常为0.8-2mol，优选1.0-1.5mol，更优选1.0-1.2mol，。
通常通过使用不会影响反应的溶剂在液相中进行反应。这类溶剂的例子包括芳烃溶剂，如苯、甲苯、二甲苯、均三甲基苯、萘满、萘或菲；卤代烃溶剂，如二氯甲烷、二氯乙烷、氯仿、三氯甲烷、三氯乙烯、四氯化碳、1-氯丁烷、氯苯、二氯苯、邻-氯甲苯或对-氯甲苯；脂肪族烃溶剂，如石油醚、己烷或环己烷；醚溶剂，如二甲醚、二乙醚、二丙醚、二异丙醚、二丁醚、甲基叔丁醚、乙二醇二甲醚、二甲氧基二乙醚、四氢呋喃或二氧杂环己烷；酯溶剂，如乙酸乙酯、乙酸甲酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸乙氧基乙酯或乙酸甲氧基乙酯；酮溶剂，如丙酮、甲基乙基酮、甲基异丙基酮或甲基异丁基酮；酰胺溶剂，如N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二乙基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮或六甲替磷酰三胺；腈溶剂，如丙腈(propylnitrile)；亚砜溶剂，如二甲基亚砜；和芳族硝基化合物溶剂，如硝基甲烷、硝基乙烷或硝基苯。所述溶剂可作为单一溶剂或作为溶剂混合物使用。从溶剂回收等角度考虑，优选的溶剂为芳烃，如甲苯。相对于每重量份2-卤代-烯丙基异硫氰酸酯，所述溶剂的使用量通常为0.1-20重量份，优选0.5-5重量份。
本发明的反应通常在-25℃至70℃、优选20℃至50℃下通过在加入硫酰氯到反应液相中的同时吹入惰性气体到反应液相中来进行。优选在尽可能短的时间内加入硫酰氯。但是，在工业规模情况下，通常在超过3小时的时间内加入硫酰氯。具体地说，例如，在将硫酰氯于40℃下滴加到8m3的玻璃衬里反应器内时，产生大量热(相对于2-卤代-烯丙基异硫氰酸酯，产生28kcal/mol)并通过使用-20℃的冷却介质进行冷却，添加硫酰氯到反应器内需要的时间为约6小时。硫酰氯的添加通常连续进行，但也可以间歇进行。反应时间通常为大于3小时到约20小时的范围。反应时间优选4小时或以上，更优选约6小时到约8小时。
被吹入到反应液相内的惰性气体的例子包括氮气、氦气、氖气、氩气、二氧化碳气体等。其中，优选的是氮气。相对于每1kg(净重)2-卤代-烯丙基异硫氰酸酯，被吹入的惰性气体的流速为2L/hr或以上，并且不特别地具有上限，只要惰性气体不影响反应即可。惰性气体的流速优选5L/hr至50L/hr的范围，更优选8L/hr至28L/hr的范围。惰性气体通常被吹入到反应液体的液相中，优选到液相的底部。优选被吹入气体形成细泡。优选吹气进口的尺寸小。通过以增加的速度搅拌来细微地分散被吹入气体的气泡。因此，如果进行良好的搅拌，则能以良好的产率得到所需的产品，与吹气进口的尺寸无关。
在反应过程中，适当调整反应器中气相的压力至不会阻碍吹入对反应惰性的气体的压力范围。可在大气压、减压或加压下进行反应。
优选在添加硫酰氯的过程中继续吹入对反应惰性的气体。此外，在完成硫酰氯的添加后，优选继续吹入对反应惰性的气体约1小时作为反应老化期。
在反应完成后，通过如下面所述的已知方法分离和纯化2-氯-5-氯甲基噻唑。由于反应混合物包含与2-氯-5-氯甲基噻唑等摩尔量的盐酸气体，例如，可用适当量的碱性水洗涤得到分离的油层，然后可通过在减压下浓缩除去溶剂。
或者，在反应老化后在大气压或减压下优选在减压下逐渐加热反应混合物，蒸馏出反应混合物中残留的盐酸气体和亚硫酸气体，然后可通过在减压下浓缩除去溶剂。
可通过减压蒸馏或柱色谱法进一步分离和纯化这样得到的2-氯-5-氯甲基噻唑。
下文中，将参考实施例更详细地描述本发明，但本发明不限于实施例。使用内标气相色谱法(GC-IS)分析。
实施例1
将185.0重量份2-氯-烯丙基异硫氰酸酯(含量：91.5％)和197重量份甲苯装入装备有搅拌器、温度计、冷凝器和氮吹入口的反应器中。在40℃下用8小时向其中滴加190.0重量份硫酰氯，同时以每1kg(净重)2-氯-烯丙基异硫氰酸酯13.8L/hr的速度在搅拌下将氮吹入到反应液中。在添加完成后，在40℃下保持反应混合物1小时。通过GC分析证实2-氯-烯丙基异硫氰酸酯的消失和反应的结束。然后，在40℃下向反应混合物中滴加60重量份水。另外，滴加155重量份38％的碳酸钾水溶液调整水层到pH5。然后，使反应混合物静置以分离得到435.9重量份的2-氯-5-氯甲基噻唑在甲苯中的溶液(含量：42.0％；产率：86.0％，基于2-氯-烯丙基异硫氰酸酯)。
实施例2
将403重量份2-氯-烯丙基异硫氰酸酯(含量：91.5％)和429重量份甲苯装入装备有搅拌器、温度计、冷凝器和氮吹入口的反应器中。在40℃下用8小时向其中滴加426重量份硫酰氯，同时以每1kg(净重)2-氯-烯丙基异硫氰酸酯13.8L/hr的速度在搅拌下将氮吹入到反应液中。在添加完成后，在40℃下保持反应混合物1小时。通过GC分析证实2-氯-烯丙基异硫氰酸酯的消失和反应的结束。然后，调整压力到66.5kPa，并用1小时升高内部温度到80℃，然后保持30分钟以除去反应液中残留的酸性气体。然后，冷却反应液体到室温得到898重量份的2-氯-5-氯甲基噻唑在甲苯中的溶液(含量：43.7％；产率：84.5％，基于2-氯-烯丙基异硫氰酸酯)。
比较例1
将403重量份2-氯-烯丙基异硫氰酸酯(含量：91.5％)和429重量份甲苯装入装备有搅拌器、温度计和冷凝器的反应器中。在40℃下用8小时向其中滴加426重量份硫酰氯。在添加完成后，在40℃下保持反应混合物1小时。通过GC分析证实2-氯-烯丙基异硫氰酸酯的消失和反应的结束。然后，调整压力到66.5kPa，并用1小时升高内部温度到80℃，然后保持30分钟以除去反应液体中残留的酸性气体。然后，冷却反应液体到室温得到934重量份的2-氯-5-氯甲基噻唑在甲苯中的溶液(含量：33.9％；产率：68.3％，基于2-氯-烯丙基异硫氰酸酯)。
比较例2
将403重量份2-氯-烯丙基异硫氰酸酯(含量：91.5％)和429重量份甲苯装入装备有搅拌器、温度计和冷凝器的反应器中。在40℃下用3小时向其中滴加426重量份硫酰氯。在添加完成后，在40℃下保持反应混合物3小时。然后，调整压力到66.5kPa，并用1小时升高内部温度到80℃，然后保持30分钟。然后，冷却反应液体到室温得到934重量份的2-氯-5-氯甲基噻唑在甲苯中的溶液(含量：44.6％；产率：86.0％，基于2-氯-烯丙基异硫氰酸酯)。
实施例3
将10.1重量份2-氯-烯丙基异硫氰酸酯(含量：91.2％)和10.7重量份甲苯装入装备有搅拌器、温度计、冷凝器和氮吹入口的反应器中。在40℃下用7小时向其中滴加10.7重量份硫酰氯，同时以每1kg(净重)2-氯-烯丙基异硫氰酸酯13.8L/hr的速度在搅拌下将氮吹入到反应液中。在添加完成后，在40℃下保持反应混合物2小时。通过GC分析证实2-氯-烯丙基异硫氰酸酯的消失和反应的结束。然后，调整反应器内的压力到66.5kPa，并用2小时升高内部温度到80℃，然后保持30分钟以除去反应液体中残留的酸性气体。冷却反应液体到室温，然后在减压下除去甲苯得到13.2重量份2-氯-5-氯甲基噻唑(含量：76.4％；产率：86.5％，基于2-氯-烯丙基异硫氰酸酯)。
实施例4
将10.1重量份2-氯-烯丙基异硫氰酸酯(含量：91.2％)和10.7重量份甲苯装入装备有搅拌器、温度计、冷凝器和氮吹入口的反应器中。在40℃下用7小时向其中滴加10.7重量份硫酰氯，同时以每1kg(净重)2-氯-烯丙基异硫氰酸酯8.3L/hr的速度在搅拌下将氮气吹入到反应液中。在添加完成后，在40℃下保持反应混合物2小时。通过GC分析证实2-氯-烯丙基异硫氰酸酯的消失和反应的结束。然后，调整压力到66.5kPa，并用2小时升高内部温度到80℃，然后保持30分钟以除去反应液体中残留的酸性气体。冷却反应液体到室温，然后在减压下除去甲苯得到13.1重量份2-氯5-氯甲基噻唑(含量：76.5％；产率：86.3％，基于2-氯-烯丙基异硫氰酸酯)。
比较例3
将10.0重量份2-氯-烯丙基异硫氰酸酯(含量：92.4％)和10.7重量份甲苯装入装备有搅拌器、温度计和冷凝器的反应器中。在40℃下用6小时向其中滴加10.7重量份硫酰氯。在添加完成后，在40℃下保持反应混合物2小时。然后，逐渐降低压力到2.7kPa，并在减压下除去酸性气体和甲苯，得到13.8重量份2-氯-5-氯甲基噻唑(含量：55.9％；产率：66.3％，基于2-氯-烯丙基异硫氰酸酯)。
实施例5
将190重量份2-氯-烯丙基异硫氰酸酯(含量：89.1％)和197重量份甲苯装入装备有搅拌器、温度计、冷凝器和氮吹入口的反应器中。在40℃下用8小时向其中滴加195重量份硫酰氯，同时以每1kg(净重)2-氯-烯丙基异硫氰酸酯20.9L/hr的速度在搅拌下将氮气吹入到反应液中。在添加完成后，在40℃下保持反应混合物1小时。通过GC分析证实2-氯-烯丙基异硫氰酸酯的消失。然后，调整压力到66.5kPa，并用1小时升高内部温度到80℃，然后保持30分钟以除去反应液体中残留的酸性气体。然后，冷却反应液体到室温得到433重量份的2-氯-5-氯甲基噻唑在甲苯中的溶液(含量：43.5％；产率：86.8％，基于2-氯-烯丙基异硫氰酸酯)。
产业实用性
根据本发明，在利用会产生大量热的2-卤代-烯丙基异硫氰酸酯和硫酰氯之间的反应制备噻唑化合物时，可在工业规模上简单和有利地制备噻唑化合物，同时降低噻唑化合物的产率下降。

Claims (3)

1.一种制备下式(1)表示的2-氯-5-氯甲基噻唑的方法：
Figure A200780002281C00021
包括添加硫酰氯到式(2)表示的2-卤代-烯丙基异硫氰酸酯中，
其中Hal表示氯或溴，由此使硫酰氯与2-卤代-烯丙基异硫氰酸酯反应，其中对反应惰性的气体被吹入到反应液相中。
2.根据权利要求1的方法，其中以每1kg式(2)表示的2-卤代-烯丙基异硫氰酸酯5L/hr或以上的流速吹入对反应惰性的气体。
3.根据权利要求1或2的方法，其中对反应惰性的气体为氮。
4.根据权利要求1-3中任何一项的方法，其中式(2)表示的2-卤代-烯丙基异硫氰酸酯为2-氯-烯丙基异硫氰酸酯。
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