CN102786491B - 2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的制备方法 - Google Patents

2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种制备2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的方法，该方法包括以下步骤：N’-二甲基-3，3’-二硫代二丙酰胺或N-甲基-3-巯基丙酰胺与有机溶剂、碱金属碘化物催化剂按重量比配制成混合液，然后加入卤化剂，得到2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮盐酸盐，用碱中和后得产物2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮。本发明的特点是：通过加入催化剂，可得到高纯度的2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮，纯度达到99.9％以上，收率高，具有很高的工业化价值。

Description

2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的制备方法
技术领域
本发明涉及一种杀菌剂的制备方法，特别是2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的制备方法。
背景技术
2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮是一种新型的广谱杀菌剂，具有高效、广谱、低毒、在环境中能自然降解等优点，应用范围非常广泛。
3-异噻唑琳酮类化合物的主要成分为5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮和2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的混合物。近来3-异噻唑啉酮类化合物在日化及化妆品中的应用越来越广泛，但由于5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮具有较强的刺激性和诱变性，使用受到一定的限制。目前，对2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮单组分的需求日益增加，并要求5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的含量尽可能低。
美国专利US3849430公开了一种2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的制备方法，它是以N，N’-二甲基-3，3’-二硫代二丙酰胺或N-甲基-3-巯基丙酰胺为原料，在溶剂存在的条件下和氯气反应，得到5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮和2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的混合物，方程式为：
其中5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的的含量占61％。
美国专利US5466818公开了一种3-异噻唑啉酮杀生剂的制备方法，提到了用N-甲基-3-巯基丙酰胺，氯气，乙酸乙酯合成5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮和2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮混合物(CIT/MIT)，制备过程中，在盐酸盐阶段，经过加热选择性的解离盐酸盐，使CIT解离，溶在溶剂中，MIT做为盐酸盐单独分离出，从而实现CIT和MIT的分离。用此方法可以得到纯度为99.6％的MIT盐酸盐，CIT含量为0.4％。这种分离方法存在的缺陷是：混合物中5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的含量依然偏高；加热解离过程中主产物2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的损失较大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制备2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的方法，利用该方法可以获得高纯度的2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮，并能有效抑制5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮生成。
本发明的技术解决方案是：一种制备2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
(a)N，N’-二甲基-3，3’-二硫代二丙酰胺或N-甲基-3-巯基丙酰胺与有机溶剂按重量比1∶2～5配制，形成二种成分的混合液；
(b)在混合液中加入碱金属碘化物催化剂，催化剂与N，N’-二甲基-3，3’-二硫代二丙酰胺或N-甲基-3-巯基丙酰胺按重量比0.1-1∶1配制，形成三种成分的混合液；
(c)将三种成分的混合液冷却，使混合液温度保持在0-20℃，加入卤化剂，卤化剂与N，N’-二甲基-3，3’-二硫代二丙酰胺和N-甲基-3-巯基丙酰胺的摩尔比为2-3∶1；
(d)保温搅拌1-2小时，经过滤、洗涤得到2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮盐酸盐；
(e)中和反应，将2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮盐酸盐用碱中和，pH＝5.0～7.0，得产物2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮。
反应方程式：
Figure BSA00000499122300031
所述的有机溶剂为乙酸乙酯或者乙酸丁酯或者甲苯或者苯或者二甲苯或者二氯甲烷或者三氯甲烷或者1，2-二氯乙烷。不限于上述溶剂。
所述的碱金属碘化物催化剂为碘化钠或者碘化钾或者碘化锂。不限于上述催化剂。
所述的卤化剂为氯气或者溴素或者硫酰氯或者硫酰溴或者N-氯代丁二酰亚胺或者N-氯溴代丁二酰亚胺。不限于上述卤化剂。优选氯气。
步骤(e)中所用碱为碳酸钠或碳酸氢钠或碳酸钾或碳酸氢钾。不限于上述中和剂。
本发明的特点是：通过加入催化剂，可以有效地抑制5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的形成，从而得到高纯度的2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮，纯度达到99.9％以上，5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的含量控制在0.01％以下；过滤洗涤后处理过程中，产品以2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮盐酸盐形式存在，在有机溶剂中溶解度非常小，过滤过程盐酸盐基本不损失，收率高，具有很高的工业化价值。
具体实施方式
实施例1：在配备有机械搅拌，温度计，通气管的1L四口烧瓶中，加入N，N’-二甲基-3，3’-二硫代二丙酰胺(PMA)100g，二氯甲烷500g，碘化钾0.2g。冷却此悬浮液至5-15℃，在此温度下用2.5小时通入氯气135g，通完氯气后继续保温反应1h，过滤出产物。滤饼用300g二氯甲烷洗涤后干燥，得2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮盐酸盐固体，再经与10％碳酸氢钠水溶液中和至pH＝5.0～7.0，得到50％含量2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮水溶液，其中5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(CIT)含量50ppm，合成收率Y＝80％。
以下实施例2-6操作条件同例1，不过所用溶剂和催化剂以及催化剂用量有所不同，结果如下：
实施例7：在配备有机械搅拌，温度计，通气管的1L四口烧瓶中，加入二氯甲烷500g，N-甲基-3-巯基丙酰胺150g，碘化钾0.2g。冷却此悬浮液至10-20℃，在此温度下用2小时通入氯气179g，通完氯气后继续保温反应1h，过滤出产物，滤饼用300g二氯甲烷洗涤后干燥，得2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮盐酸盐固体，再经与10％碳酸氢钠水溶液中和至pH＝5.0～7.0，得到50％含量2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮水溶液，其中5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮含量50ppm，合成收率Y＝81％。
以下实施例8-12操作条件同例1，不过所用溶剂和催化剂以及催化剂用量有所不同，结果如下：
Figure BSA00000499122300052
Figure BSA00000499122300061
有机溶剂可选择乙酸乙酯或者乙酸丁酯或者甲苯或者苯或者二甲苯或者二氯甲烷或者三氯甲烷或者1，2-二氯乙烷，但不限于这几种有机溶剂。卤化剂可选择氯气或者溴素或者硫酰氯或者硫酰溴或者N-氯代丁二酰亚胺或者N-氯溴代丁二酰亚胺，但不限于这些卤化剂。碱金属碘化物催化剂可选择碘化钠或者碘化钾或者碘化锂，但不限于这些催化剂。中和剂碱为碳酸钠或碳酸氢钠或碳酸钾或碳酸氢钾，不限于这几种中和剂。实施例中的N，N’-二甲基-3，3’-二硫代二丙酰胺或者N-甲基-3-巯基丙酰胺与有机溶剂可以在1∶2～5的范围内按重量比配制；催化剂与N，N’-二甲基-3，3’-二硫代二丙酰胺或N-甲基-3-巯基丙酰胺可以在0.1-1∶1的范围内按重量比配制；卤化剂与N，N’-二甲基-3，3’-二硫代二丙酰胺和N-甲基-3-巯基丙酰胺的可以在2-3∶1的范围内按摩尔比加入。

Claims (3)

1.一种制备2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的方法，其特征在于该方法包括以下步骤： 
(a)N,N'-二甲基-3,3'-二硫代二丙酰胺或 N-甲基-3-巯基丙酰胺与有机溶剂按重量比1：2～5配制，形成二种成分的混合液； 
(b)在混合液中加入碘化钠或碘化钾催化剂，催化剂与N,N'-二甲基-3,3'-二硫代二丙酰胺或N-甲基-3-巯基丙酰胺按重量比0.1-1：1配制，形成三种成分的混合液；
(c)将三种成分的混合液冷却，使混合液温度保持在0-20℃，通入氯气，氯气与N,N'-二甲基-3,3'-二硫代二丙酰胺和N-甲基-3-巯基丙酰胺的摩尔比为2-3：1； 
(d)保温搅拌1-2小时，经过滤、洗涤得到2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮盐酸盐；
(e)中和反应，将2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮盐酸盐用碱中和，pH=5.0～7.0，得产物2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮。
2.根据权利要求1所述的制备2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的方法，其特征在于所述的有机溶剂为乙酸乙酯或者乙酸丁酯或者甲苯或者苯或者二甲苯或者二氯甲烷或者三氯甲烷或者1，2-二氯乙烷。
3. 根据权利要求1所述的制备2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的方法，其特征在于步骤(e)中所用碱为碳酸钠或碳酸氢钠或碳酸钾或碳酸氢钾。
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