CN102627591B - 一种2-氯-4-甲砜基苯甲酸的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及 一种 2- 氯 -4- 甲砜基苯甲酸的制备方法，其以 4- 甲砜基甲苯为原料，包括（ 1 ）、使 4- 甲砜基甲苯在催化剂铁的存在下，在低极性溶剂中，在温度 85 ～ 95 ℃下，通入氯气进行氯化反应生成 2- 氯 -4- 甲砜基甲苯，其中，所述的低极性溶剂为四氯化碳，二氯甲烷或二者的混合物；（ 2 ）、使 2- 氯 -4- 甲砜基甲苯在温度 175 ～ 195 ℃下与硝酸进行氧化反应生成所述 2- 氯 -4- 甲砜基苯甲酸。本发明以 4- 甲砜基甲苯为原料，先使其进行氯化反应获得 2- 氯 -4- 甲砜基甲苯，再进行氧化获得 2- 氯 -4- 甲砜基苯甲酸，并且还对二步反应的条件进行了优化设计。该方法原料易得， 2- 氯 -4- 甲砜基苯甲酸产品的收率高，成本较低且产品质量好 。

Description

一种2-氯-4-甲砜基苯甲酸的制备方法
技术领域
本发明涉及一种2-氯-4-甲砜基苯甲酸的制备方法。
背景技术
 2-氯-4-甲砜基苯甲酸是一种重要的有机合成中间体，被广泛用于医药和染料行业。目前工业上的生产方法有二种，其中一种是将2-氯-4-磺酰氯基苯甲酰氯滴加到亚硫酸钠和碳酸氢钠的水溶液中，反应温度40℃，保持3小时。然后再在75℃加入少量氯乙酸后，在105℃回流反应21小时，冷却，酸化到pH=1，得到结晶，经过滤，干燥得产品。另一种方法是使2-氯-4-甲基磺酰基甲苯在催化剂钴盐存在下用空气氧化而得。两种方法均存在着较大的不足。第一种方法是原料2-氯-4-甲砜基苯甲酸价格昂貴，另生成的产品含量不高，反应的收率低。第二种方法的反应收率低，且存在着安全隐患。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种原料易得，收率高，成本低的2-氯-4-甲砜基苯甲酸的制备方法。
为解决以上技术问题，本发明采取如下技术方案：
一种2-氯-4-甲砜基苯甲酸的制备方法，该方法以4-甲砜基甲苯为原料，包括如下步骤：
（1）、使4-甲砜基甲苯在催化剂铁的存在下，在低极性溶剂中，在温度85～95℃下，通入氯气进行氯化反应生成2-氯-4-甲砜基甲苯，其中，所述的低极性溶剂为四氯化碳，二氯甲烷或二者的混合物；
（2）、使步骤（1）所得2-氯-4-甲砜基甲苯在温度175～195℃下与硝酸进行氧化反应生成所述2-氯-4-甲砜基苯甲酸。
优选地，步骤（1）的氯化反应还在碘存在下进行。碘的用量为催化量，例如为4-甲砜基甲苯重量的1%。
步骤（1）中，氯气的通入量优选为4-甲砜基甲苯的摩尔量的1.2～2倍。
根据本发明的一个具体和优选方面，步骤（1）中，通过气相色谱跟踪反应进程，当杂质多于原料时，终止反应，加入水，搅拌，回流，然后搅拌下冷却，过滤，干燥得到2-氯-4-甲砜基甲苯的粗品，该粗品直接用于下一步反应。
根据本发明的又一具体和优选方面，步骤（2）的实施过程为：将步骤（1）所得2-氯-4-甲砜基甲苯粗品升温至175～195℃，缓慢滴加硝酸，通过气相色谱跟踪反应进程，当原料量低于2%时，停止滴加硝酸，降温，用氢氧化钠溶液调节至pH大于等于9，搅拌，过滤，向滤液中加如酸，至大量固体析出，过滤，滤饼干燥得淡黄色锋芒状晶体，即为2-氯-4-甲砜基苯甲酸。
优选地，所使用的硝酸的浓度为55 wt %~65wt%，例如为63%。
由于采用以上技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有如下优点：
本发明以4-甲砜基甲苯为原料，先使其进行氯化反应获得2-氯-4-甲砜基甲苯，再进行氧化获得2-氯-4-甲砜基苯甲酸，并且还对二步反应的条件进行了优化设计。该方法原料易得，2-氯-4-甲砜基苯甲酸产品的收率高，成本较低且产品质量好。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供一种2-氯-4-甲砜基苯甲酸的制备方法，其包括如下步骤：                           
（1）合成2-氯-4-甲砜基甲苯：250ml反应器中加入39g 4-甲砜基甲苯、40g四氯化碳及3g铁粉，升温，水浴保温在87～91℃之间，通入氯气，气相跟踪反应进程，当杂质多于原料时，停止通氯气（约5小时，约通入氯气0.318摩尔，为4-甲砜基甲苯的1.39倍），终止反应。加水搅拌，稍回流，然后搅拌下冷却，过滤，干燥，得43.8g 2-氯-4-甲砜基甲苯粗品（不包括8次取样等损耗，气相分析：8.412 0.44％；9.773 96.41%;10.807 1.65%;11.065 1.05%;11.524 0.45%），计算2-氯-4-甲砜基甲苯的摩尔收率为93.4%。
  （2）合成2-氯-4-甲砜基苯甲酸：250ml反应器中加入步骤（1）所得2-氯-4-甲砜基甲苯粗品43.8g，升温，控制内温在176～194℃，缓慢滴加硝酸，气相跟踪反应进程，当原料很少时，停止滴加浓度为63wt%的硝酸（约4小时，硝酸滴加60ml），降温，加NaOH稀溶液至强碱性，搅拌，过滤。滤饼干燥得1.9g，且大部分不溶于甲醇。滤液加酸，析出大量固体，过滤，滤饼干燥得42.7g淡黄色锋芒状晶体，即为2-氯-4-甲砜基苯甲酸，计算摩尔收率为85％（不包括取样等损耗）。
实施例2
本实施例提供一种2-氯-4-甲砜基苯甲酸的制备方法，其包括如下步骤：                           
（1）合成2-氯-4-甲砜基甲苯：250ml反应器中加入39g 4-甲砜基甲苯、40g四氯化碳及0.4g碘，升温，水浴保温在87～91℃之间，通入氯气，气相跟踪反应进程，当杂质多于原料时，停止通氯气（约5小时，约通入氯气0.318摩尔，是4-甲砜基甲苯的1.39倍），终止反应。加水搅拌，稍回流，然后搅拌下冷却，过滤，干燥，得44.2g 2-氯-4-甲砜基甲苯粗品（不包括8次取样等损耗，气相分析：8.412 0.44％；9.773 96.00%;10.807 1.65%;11.065 1.05%;11.524 0.45%），计算2-氯-4-甲砜基甲苯的摩尔收率为 94.2%。
（2）合成2-氯-4-甲砜基苯甲酸：250ml反应器中加入步骤（1）所得2-氯-4-甲砜基甲苯粗品44.2g，升温，控制内温在176～194℃，缓慢滴加浓度为63wt%的硝酸，气相跟踪反应进程，当原料很少时，停止滴加硝酸（约4小时，硝酸滴加60ml），降温，加NaOH稀溶液至强碱性，搅拌，过滤。滤饼干燥得2.0g，且大部分不溶于甲醇。滤液加酸，析出大量固体，过滤，滤饼干燥得43.1g淡黄色锋芒状晶体，计算2-氯-4-甲砜基苯甲酸的摩尔收率为85％（不包括取样等损耗）。
实施例3
本实施例提供一种2-氯-4-甲砜基苯甲酸的制备方法，其包括如下步骤：                           
（1）合成2-氯-4-甲砜基甲苯：250ml反应器中加入39g 4-甲砜基甲苯、40g四氯化碳、3g铁粉及0.4g碘，升温，水浴保温在87～91℃之间。通入氯气，气相跟踪反应进程，当杂质多于原料时，停止通氯气（约5小时，约通入氯气0.318摩尔，是4-甲砜基甲苯的1.39倍），终止反应。加水搅拌，稍回流，然后搅拌下冷却，过滤，干燥，得45.5g 2-氯-4-甲砜基甲苯粗品（不包括8次取样等损耗，气相分析：8.412 0.44％；9.773 96.00%;10.807 1.65%;11.065 1.05%;11.524 0.45%），计算2-氯-4-甲砜基甲苯的摩尔收率为97%。
  （2）合成2-氯-4-甲砜基苯甲酸：250ml反应器中加入步骤（1）所得2-氯-4-甲砜基甲苯粗品45.5g，升温，控制内温在176～194℃，缓慢滴加浓度为63wt%的硝酸，气相跟踪反应进程，当原料很少时，停止滴加硝酸（约4小时，硝酸滴加60ml）。降温，加NaOH稀溶液至强碱性，搅拌，过滤。滤饼干燥得1.9g，且大部分不溶于甲醇。滤液加酸，析出大量固体，过滤，滤饼干燥得44.9g淡黄色锋芒状晶体。摩尔收率约86％（不包括取样等损耗）。2-氯-4-甲砜基苯甲酸的摩尔总收率为  83.42%。
实施例4
本实施例提供一种2-氯-4-甲砜基苯甲酸的制备方法，其包括如下步骤：            
（1）合成2-氯-4-甲砜基甲苯：250ml反应器中加入39g 4-甲砜基甲苯、40g二氯甲烷、3g铁粉及0.4g碘，升温，水浴保温在87～91℃之间，通入氯气，气相跟踪反应进程，当杂质多于原料时，停止通氯气（约5小时，约通入氯气0.318摩尔，是4-甲砜基甲苯的1.39倍），终止反应，加水搅拌，稍回流，然后搅拌下冷却，过滤，干燥，得44.5g 2-氯-4-甲砜基甲苯粗品（不包括8次取样等损耗，气相分析：8.412 0.44％；9.773 96.00%;10.807 1.65%;11.065 1.05%;11.524 0.45%），计算2-氯-4-甲砜基甲苯的摩尔收率为94.8%。
  （2）合成2-氯-4-甲砜基苯甲酸：250ml反应器中加入步骤（1）所得2-氯-4-甲砜基甲苯粗品44.5g，升温，控制内温在176～194℃，缓慢滴加浓度为63wt%的硝酸，气相跟踪反应进程，当原料很少时，停止滴加硝酸（约4小时，硝酸滴加60ml）。降温，加NaOH稀溶液至强碱性，搅拌，过滤。滤饼干燥得1.9g，且大部分不溶于甲醇。滤液加酸，析出大量固体，过滤，滤饼干燥得43.4g淡黄色锋芒状晶体，计算2-氯-4-甲砜基苯甲酸摩尔收率约85％（不包括取样等损耗）。
  比较例
本例提供一种传统工业制备2-氯-4-甲砜基苯甲酸的方法，具体为：将39g 2-氯-4-磺酰氯基苯甲酰氯滴加到亚硫酸钠和碳酸氢钠的水溶液中，反应温度40℃，保持3小时。然后再在75℃加入少量氯乙酸后，在105℃回流反应21小时，冷却，酸化到pH=1，得到结晶，经过滤，干燥得产品2-氯-4-甲砜基苯甲酸26g。
比较比较例与实施例1~4，比较例所得产品收率比实施例1~4显著降低，成本高，并且比较例的原料不易购到。
  以上对本发明做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种2-氯-4-甲砜基苯甲酸的制备方法，其特征在于：以4-甲砜基甲苯为原料，包括如下步骤：
（1）、使4-甲砜基甲苯在催化剂铁的存在下，在低极性溶剂中，在温度85～95℃下，通入氯气进行氯化反应生成2-氯-4-甲砜基甲苯，其中，所述的低极性溶剂为四氯化碳，二氯甲烷或二者的混合物；
（2）、使步骤（1）所得2-氯-4-甲砜基甲苯在温度175～195℃下与硝酸进行氧化反应生成所述2-氯-4-甲砜基苯甲酸；
步骤（1）的氯化反应还在碘存在下进行，其中，通过气相色谱跟踪反应进程，当杂质多于原料时，终止反应，加入水，搅拌，回流，然后在搅拌下冷却，过滤，干燥得到2-氯-4-甲砜基甲苯的粗品，该粗品直接用于下一步反应；
步骤（2）的实施过程为：将步骤（1）所得2-氯-4-甲砜基甲苯的粗品升温至175～195℃，缓慢滴加硝酸，通过气相色谱跟踪反应进程，当原料量低于2%时，停止滴加硝酸，降温，用氢氧化钠溶液调节至pH大于等于9，搅拌，过滤，向滤液中加入酸，至大量固体析出，过滤，滤饼干燥得淡黄色锋芒状晶体，即为2-氯-4-甲砜基苯甲酸。
2.根据权利要求1所述的2-氯-4-甲砜基苯甲酸的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，氯气的通入量为4-甲砜基甲苯的摩尔量的1.2～2倍。
3.根据权利要求1所述的2-氯-4-甲砜基苯甲酸的制备方法，其特征在于：所使用的硝酸的浓度为55wt%～65wt%。
4.根据权利要求3所述的2-氯-4-甲砜基苯甲酸的制备方法，其特征在于：所使用的硝酸的浓度为63wt%。
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