CN101712641B - 一种甲硫基苯甲酸的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种甲硫基苯甲酸的制备方法，属于有机合成领域。按照下述步骤进行：(1)在三相相转移催化剂存在条件下，将氯苯甲腈加入到有机溶剂中，升温到70℃，在快速搅拌下，慢慢滴加入甲硫醇钠溶液；氯苯甲腈与甲硫醇钠摩尔比为1∶1～1∶10，滴加完毕后加热到80℃，继续搅拌反应到完全；然后加入固体碱；固碱与氯苯甲氰摩尔比为1∶1～2∶1；加热到110℃，继续搅拌反应直到尾气中不含氨气为止；其中所述的三相相转移催化剂为树脂固载化季铵盐或者树脂固载化季鏻盐；(2)冷却后倒入分液漏斗，分去有机层，水层用重量百分比浓度为20％盐酸调pH值到1～2，冷却静置后过滤得甲硫基苯甲酸粗品；(3)将上述粗品放入烧瓶中，收集不锈钢冷却管入口处不同温度的馏分即可。
Description
技术领域
本发明属于有机合成领域，涉及一种化合物甲硫基苯甲酸的制备方法，主要涉及一种用氯苯甲腈、甲硫醇钠、有机溶剂和三相相转移催化剂存在条件下制备化合物甲硫基苯甲酸的方法。
背景技术
甲硫基苯甲酸是重要的有机合成中间体，可用于制备农药和医药产品，目前据国外文献报道都是由巯基苯甲酸为原料制备得到。Chemical communication(2006，36，3833-3835)；Journal of chemical research(1996，4，176-177)报道了用巯基苯甲酸与碘甲烷在甲醇溶液中制备甲硫基苯甲酸的方法，但这种方法原料价格昂贵，且反应收率低；Journal of organicchemistry(2006，71(4)，1464-1479)披露了用巯基苯甲酸与碳酸二甲酯在高温长时间反应条件下制备甲硫基苯甲酸的方法，此方法不仅反应温度高，反应时间长，而且产物中有甲硫基苯甲酸甲酯，收率不高。因而甲硫基苯甲酸市面上价高量少。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工艺流程简单、合理、物耗低、原料易得，反应易于控制，收率大产品纯度高的甲硫基苯甲酸的制备方法。
本发明的化学反应通式如下：
其中反应通式中的PTC表示三相相转移催化剂。
为达到上述目的，本发明所述的甲硫基苯甲酸的制备方法如下：
(1)在三相相转移催化剂存在条件下，将氯苯甲腈加入到有机溶剂中，升温到70℃，在快速搅拌下，慢慢滴加质量浓度为20％甲硫醇钠溶液，滴加完毕后加热到80℃，继续搅拌反应到完全；然后加入固体碱，其中固碱与氯苯甲氰摩尔比为1∶1～2∶1；加热到110℃，继续搅拌反应直到尾气中不含氨气为止；其中氯苯甲腈与甲硫醇钠摩尔比为1∶1～1∶10；
(2)冷却后倒入分液漏斗，分去有机层；水层用重量百分比浓度为20％盐酸调pH值到1～2，冷却静置后过滤得甲硫基苯甲酸粗品；
(3)将甲硫基苯甲酸粗品放入烧瓶中，烧瓶上连接带有支管的不锈钢冷却管，冷却管上接有冷却水和导热油管，当烧瓶中温度升到120℃左右有回流时，不锈钢冷却管入口处温度为100℃时开始收集前馏份，主要为水份和少量杂质，当烧瓶中温度升到160℃时，此时升温速度变快，不锈钢冷却管中改用热导热油作冷却介质；邻甲硫基苯甲酸蒸馏时收集不锈钢冷却管入口处温度293～298℃的馏份，对甲硫基苯甲酸蒸馏时收集不锈钢冷却管入口处温度307～310℃的馏份，气相色谱分析含量大于97％。
其中所述的三相相转移催化剂为：苯乙烯与二乙烯苯共聚物氯甲基化后与三乙胺反应得的季铵盐(以后称为：树脂固载化季铵盐)、苯乙烯与二乙烯苯共聚物氯甲基化后与三丁基磷反应得的季鏻盐(以后称为：树脂固载化季鏻盐)，其中优选树脂固载化季铵盐。
其中所述有机溶剂为：苯、甲苯、二甲苯、一氯苯、二氯苯、三氯苯；其中优选为一氯苯。
其中所述的碱为：氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾；优选为氢氧化钠。
由于上述技术方案中采用了三相相转移催化技术，所以本发明所述的甲硫基苯甲酸的制备方法反应平稳、易于控制、物耗小、副反应少、收率高；催化剂易与反应体系分离可重复使用。上述技术方案中采用了原料易得的氯苯甲腈，因而可实现甲硫基苯甲酸的大量生产。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
三相催化剂制备方法如下：
在500ml的四口瓶中加入200ml蒸馏水和4滴重量百分比为0.1％的次甲基蓝，加入重量百分比为5％聚乙烯醇水溶液10ml，开动搅拌并慢慢加热，升温到40℃后，将混合均匀的40g苯乙烯、5g二乙烯苯和0.4g过氧化苯甲酰的混合物加入反应瓶中，控制好搅拌速度使油珠分散均匀，慢慢升温到70℃左右，搅拌反应1h.，再升温到85℃左右，继续搅拌反应3h.，当油珠颗粒成型固化后升温到95℃左右继续反应3h，停搅拌，水浴加热反应瓶，100℃煮球3h，热过滤后用热水洗涤二次，抽干后烘干得白球42.3g.
在干燥的装有无水氯化钙干燥管的250ml四口反应瓶中加入白球30g.，加入氯甲醚90g，在室温下溶涨2h，搅拌下加入无水氯化锌7g，反应0.5h.后再加入无水氯化锌7g，加完后慢慢升温到40℃，继续搅拌反应12h后过滤出反应产物氯球，氯球依次用50g甲醇洗涤、60g重量百分比浓度为5％的盐酸洗、100g蒸馏水洗涤，抽干后烘干得氯球34.5g..
(1)树脂固载化季铵盐的制备方法：在四口反应瓶中加入氯球30g.，用30g二氯乙烷溶胀2h后加入20g重量百分浓度为95％的乙醇溶液，搅拌下加入10g三乙胺，加热回流反应15h，反应完后冷到40℃，然后加入50g蒸馏水，产物过滤后，用1mol/l盐酸洗涤，再用蒸馏水洗到流出洗液中性为止，抽干后烘干得季铵树脂30.8g..
(2)树脂固载化季鏻盐的制备方法：在四口反应瓶中加入氯球30g.，用30g二氯乙烷溶胀2h后加入20g重量百分浓度为95％的乙醇溶液，在氮气保护下，搅拌下加热到60℃，在1h内滴加入20g三丁基磷，在60℃继续搅拌反应14h，冷却到40℃，然后加入50g蒸馏水，产物过滤后，用1mol/l盐酸洗涤，再用蒸馏水洗到流出洗液中性为止，抽干后烘干得季鏻树脂31.9g.
实施例一
将200g二甲苯加入500ml的四口瓶中，加入三相相转移催化剂树脂固载化季铵盐2g，加入68.7g邻氯苯甲腈，在快速搅拌下加热到70℃，慢慢滴加入20％的甲硫醇溶液200g，3小时滴完，滴完后升温到80℃继续反应3小时，检测反应完全后加入25g固体氢氧化钠，升温到110℃反应7小时，直到没有氨气放出为止，过滤回收催化剂。冷却反应液后倒入分液漏斗中，静置1小时后分去有机层，水层用20％的盐酸调pH值到1～2，静置后析出固体，过滤得粗品邻甲硫基苯甲酸，粗品蒸馏收集293～298℃馏份，得邻甲硫基苯甲酸75.7g，气相色谱分析含量为98.3％。
实施例二
将200g一氯苯加入500ml的四口瓶中，加入三相相转移催化剂树脂固载化季铵盐2g，加入68.7g邻氯苯甲腈，在快速搅拌下加热到70℃，慢慢滴加入20％的甲硫醇溶液200g，3小时滴完，滴完后升温到80℃继续反应3小时，检测反应完全后加入25g固体氢氧化钠，升温到110℃反应7小时，直到没有氨气放出为止，过滤回收催化剂。冷却反应液后倒入分液漏斗中，静置1小时后分去有机层，水层用20％的盐酸调pH值到1～2，静置后析出固体，过滤得粗品邻甲硫基苯甲酸，粗品蒸馏收集293～298℃馏份，得邻甲硫基苯甲酸78.3g，气相色谱分析含量为98.7％。
实施例三
将200g二氯苯加入500ml的四口瓶中，加入三相相转移催化剂树脂固载化季铵盐4g，加入68.7g邻氯苯甲腈，在快速搅拌下加热到70℃，慢慢滴加入20％的甲硫醇溶液200g，3小时滴完，滴完后升温到80℃继续反应3小时，检测反应完全后加入35g固体氢氧化钾，升温到110℃反应7小时，直到没有氨气放出为止，过滤回收催化剂。冷却反应液后倒入分液漏斗中，静置1小时后分去有机层，水层用20％的盐酸调pH值到1～2，静置后析出固体，过滤得粗品邻甲硫基苯甲酸，粗品蒸馏收集293～298℃馏份，得邻甲硫基苯甲酸76.5g，气相色谱分析含量为97.3％。
实施例四
将200g一氯苯加入500ml的四口瓶中，加入三相相转移催化剂树脂固载化季鏻盐4g，加入68.7g邻氯苯甲腈，在快速搅拌下加热到70℃，慢慢滴加入20％的甲硫醇溶液200g，3小时滴完，滴完后升温到80℃继续反应3小时，检测反应完全后，升温到110℃慢慢滴加入30％氢氧化钠溶液70g，3小时滴加完，滴完后继续反应5小时，直到没有氨气放出为止，过滤回收催化剂。冷却反应液后倒入分液漏斗中，静置1小时后分去有机层，水层用35％的盐酸调pH值到1～2，静置后析出固体过滤得粗品邻甲硫基苯甲酸，粗品蒸馏收集290～298℃馏份，得邻甲硫基苯甲酸77.6g，气相色谱分析含量为98.5％。
实施例五
将200g二氯苯加入500ml的四口瓶中，加入三相相转移催化剂树脂固载化季鏻盐盐4g，加入68.7g邻氯苯甲腈，在快速搅拌下加热到80℃，慢慢滴加入20％的甲硫醇溶液200g，3小时滴完，滴完后升温到80℃继续反应3小时，检测反应完全后加入25g固体氢氧化钠，升温到110℃反应7小时，直到没有氨所放出为止，过滤回收催化剂。冷却反应液后倒入分液漏斗中，静置1小时后分去有机层，水层用20％的盐酸调pH值到1～2，静置后析出固体，过滤得粗品邻甲硫基苯甲酸，粗品蒸馏收集290～298℃馏份，得邻甲硫基苯甲酸75.2g，气相色谱分析含量为98.2％。
实施例六
将150g一氯苯加入500ml的四口瓶中，加入三相相转移催化剂树脂固载化季铵盐4g，加入68.7g对氯苯甲腈，在快速搅拌下加热到80℃，慢慢滴加入20％的甲硫醇溶液200g，3小时滴完，滴完后继续反应4小时，检测反应完全后冷却，静置分出有机层，水洗后分去水层，有机层倒入500ml的四口瓶中，搅拌加热到110℃，慢慢滴加入50％氢氧化钠溶液45g，3小时滴完，滴完后继续反应3小时，直到没有氨气放出为止，过滤回收催化剂。冷却反应液后倒入分液漏斗中，静置1小时后分去有机层，水层用20％的盐酸调pH值到1～2，静置后析出固体，过滤得粗品对甲硫基苯甲酸，粗品蒸馏收集307～319℃馏份，得对甲硫基苯甲酸77.1g，气相色谱分析含量为97.8％。
Claims (4)
1.一种甲硫基苯甲酸的制备方法，其特征在于按照下述步骤进行：
(1)在三相相转移催化剂存在条件下，将氯苯甲腈加入到有机溶剂中，升温到70℃，在快速搅拌下，慢慢滴加质量浓度为20％甲硫醇钠溶液，滴加完毕后加热到80℃，继续搅拌反应到完全；然后加入固体碱，其中固体碱与氯苯甲氰摩尔比为1∶1～2∶1；加热到110℃，继续搅拌反应直到尾气中不含氨气为止；其中氯苯甲腈与甲硫醇钠摩尔比为1∶1～1∶10；其中所述的三相相转移催化剂为树脂固载化季铵盐或者树脂固载化季鏻盐；所述有机溶剂为苯、甲苯、二甲苯、一氯苯、二氯苯或三氯苯；所述的碱为：氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾；
(2)冷却后倒入分液漏斗，分去有机层，水层用重量百分比浓度为20％盐酸调pH值到1～2，冷却静置后过滤得甲硫基苯甲酸粗品；
(3)将甲硫基苯甲酸粗品放入烧瓶中，烧瓶上连接带有支管的不锈钢冷却管，冷却管上接有冷却水和导热油管，当烧瓶中温度升到120℃有回流时，不锈钢冷却管入口处温度为100℃时开始收集前馏份，主要为水份和少量杂质，当烧瓶中温度升到160℃时，此时升温速度变快，不锈钢冷却管中改用热导热油作冷却介质；邻甲硫基苯甲酸蒸馏时收集不锈钢冷却管入口处温度293～298℃的馏份，对甲硫基苯甲酸蒸馏时收集不锈钢冷却管入口处温度307～310℃的馏份，气相色谱分析含量大于97％；
其中所述的甲硫基苯甲酸为邻甲硫基苯甲酸或对甲硫基苯甲酸。
2.根据权利要求1所述的一种甲硫基苯甲酸的制备方法，其特征在于所述的三相相转移催化剂为树脂固载化季铵盐。
3.根据权利要求1所述的一种甲硫基苯甲酸的制备方法，其特征在于所述的碱为氢氧化钠。
4.根据权利要求1所述的一种甲硫基苯甲酸的制备方法，其特征在于所述的有机溶剂为一氯苯。
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