CN102875463A - 一种高质量、低成本的双吡啶硫酮的合成方法 - Google Patents
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Abstract
一种高质量、低成本的双吡啶硫酮的合成方法，它涉及双吡啶硫酮的合成方法。它的合成方法为：1、将卤代吡啶与双氧水在催化剂存在的条件下进行温和氧化反应合成卤代吡啶-N-氧化物；2、卤代吡啶-N-氧化物经溶剂萃取提纯；3、提纯的卤代吡啶-N-氧化物再与巯基化试剂在碱性条件下反应制得2-巯基吡啶-N-氧化物钠；4、2-巯基吡啶-N-氧化物钠在酸性条件下反应制得2-巯基吡啶-N-氧化物；5、2-巯基吡啶-N-氧化物再与氧化剂反应制得目标产物双吡啶硫酮；本发明可使产品质量稳定可达99.5％以上，反应条件温和，成本低廉。
Description
技术领域：
本发明涉及双吡啶硫酮的合成方法，特别是一种高质量低金属离子敏感度的的双吡啶硫酮的合成方法。
背景技术：
双吡啶硫酮(BPT)是一种优良的去屑、止痒剂，具备广谱抗菌性能，广泛应用于透明塑料、医药中间体等领域，其在水中具有一定的溶解度可应用于透明香波体系中，而不影响香波体系的珠光效果。双吡啶硫酮由于其独特的分子结构(结构式如下：)相比传统去屑剂吡啶硫酮锌(ZPT)大幅降低了其对金属离子的敏感度，更稳定存在于香波体系中。
目前未见国内外关于从卤代吡啶开始合成双吡啶硫酮的路线报道，国内主要生产厂家基本以直接购买2-巯基毗啶-N-氧化物固体，经过一步氧化反应制得双吡啶硫酮钠为主。由于工业生产中2-巯基吡啶-N-氧化物属于含水固体，通常物料混合不均无法检测其准确含量，导致下步反应摩尔配比失衡，严重影响目标产物质量。
Mahieu和Jean Pierre et al在Synthetic Communications，16(13)，1709-22；1986报道以2-巯基吡啶-N-氧化物、苯磺酰氯为原料在2-氯甲烷体系中经一步反应制得双吡啶硫酮，Hartung和Jens在Synlett，(12)，1206-1208；1996报道了以2-巯基吡啶-N-氧化物与双氧水为原料经一步反应制得双吡啶硫酮。上述已经公开报道的两种合成方法单步收率都超过了90％，但是对于目标产物的质量未见报道。而且如需在有机溶剂中进行反应需对2-巯基吡啶-N-氧化物进行无水处理，2-巯基吡啶-N-氧化物遇高温，光照即分解变性，严重制约了此工业操作的可行性，在导致生产成本迅速提升的同时也制约了产品质量。
发明内容：
本发明的目的是提供一种高质量、低成本的双吡啶硫酮的合成方法，它产品质量稳定可达99.5％以上，反应条件温和，成本低廉。
为了解决背景技术所存在的问题，本发明是采用以下技术方案：它的合成方法为：1)、将卤代吡啶与氧化剂按照摩尔比1∶1～2在1％～10％催化剂存在的条件下升温10～80℃，反应8～24小时制备卤代吡啶-N-氧化物；2)、用溶剂萃取卤代吡啶-N-氧化物1～5次，合并萃取相浓缩结晶，得纯品卤代吡啶-N-氧化物；3)、提纯的卤代吡啶-N-氧化物与巯基化试剂按照摩尔比：1∶1～2在PH＝7～10环境下，升温至20～120℃，反应3～6小时得2-巯基吡啶-N-氧化物钠；4)、用适量酸性介质调整2-巯基吡啶-N-氧化物钠的PH＝1～4，得2-巯基吡啶-N-氧化物；5)、2-巯基吡啶-N-氧化物再与氧化及按照摩尔比：1∶1～1.5在10～100℃水相环境下搅拌反应1～8小时得目标产物双吡啶硫酮。
所述的卤代吡啶为2-氟吡啶、2-氯吡啶、2-溴吡啶或2-碘吡啶。
所述的氧化剂为过氧化氢、过氧乙酸，冰醋酸中一种或几种的混合物。
所述的催化剂为钨酸、钨酸钠、三氧化二钨、顺丁烯二酸酐、邻苯二甲酸酐中一种或几种的混合物。
所述的溶剂为乙酸乙酯、丙酮、2-氯甲烷、3-氯甲烷、1，2-二氯乙烷中一种或几种的混合物；
所述的巯基化试剂为硫化钠、硫氢化钠、过硫化钠、硫脲中一种或几种的混合物；提供碱性条件的试剂为：氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠，碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾中一种或几种的混合物。
所述的酸性试剂为盐酸或硫酸。
所述的氧化剂为双氧水、次氯酸、次碘酸、苯磺酰氯中一种或几种的混合物。
本发明具有以下有益效果：
1、中间体卤代吡啶-N-氧化物采用精制工艺，最终产品双吡啶硫酮含量≥99.5％且质量稳定可靠，优于市场同类产品。
2、2-巯基吡啶-N-氧化物与氧化剂的反应在水相介质中完成，绿色环保，安全可控，免去了不必要的原材料除水过程，节约成本，减少三废排放。
3、自制2-巯基吡啶-N-氧化物代替商业品，成品成本大幅下降≥30％。
具体实施方式：
本具体实施方式采用以下技术方案：它的合成方法为：1)、将卤代吡啶与氧化剂按照摩尔比1：1～2在1％～10％催化剂存在的条件下升温10～80℃，反应8～24小时制备卤代吡啶-N-氧化物；2)、用溶剂萃取卤代吡啶-N-氧化物1～5次，合并萃取相浓缩结晶，得纯品卤代吡啶-N-氧化物；3)、提纯的卤代吡啶-N-氧化物与巯基化试剂按照摩尔比：1∶1～2在PH＝7～10环境下，升温至20～120℃，反应3～6小时得2-巯基吡啶-N-氧化物钠；4)、用适量酸性介质调整2-巯基吡啶-N-氧化物钠的PH＝1～4，得2-巯基吡啶-N-氧化物；5)、2-巯基吡啶-N-氧化物再与氧化及按照摩尔比：1∶1～1.5在10～100℃水相环境下搅拌反应1～8小时得目标产物双吡啶硫酮。
实施例1：
1、往5000ml四口烧瓶内依次投入600g2-氯吡啶，100g顺丁烯而酸酐，600g双氧水(35％)开启搅拌升温到60℃连续反应12小时，制得2-氯吡啶-N-氧化物水溶液。
2、使用4000g2-氯甲烷分四次萃取制得的2-氯吡啶-N-氧化物水溶液，合并萃取相，浓缩结晶，制得纯品2-氯吡啶-N-氧化物。
3、将提纯得到的2-氯吡啶-N-氧化物，430g硫化钠，2000g高纯水，依次投入5000ml四口烧瓶内，开启搅拌，升温至70℃，随着反应的进行适时补加一部分碳酸钠，调整体系的PH稳定在9～10，反应结束70℃保温2小时，保温结束冷却降温。制得2-巯基吡啶-N-氧化物钠水溶液。
4、使用适量稀硫酸调整2-巯基吡啶-N-氧化物钠水溶液体系的PH至2，析出大量白色结晶。过滤母液清洗固体，即得2-巯基吡啶-N-氧化物。
5、将上步反应得到的2-巯基吡啶-N-氧化物，1000g超纯水投入塑料杯中，开启搅拌分散均匀，然后缓慢滴入220g双氧水(35％)，在50℃左右反应1小时，制得成品双吡啶硫酮497g(含量99.72％，五步反应总收率：74.6％)。
实施例2：
1、往5000ml四口烧瓶内依次投入835g2-溴吡啶，30g钨酸钠，600g双氧水(35％)开启搅拌升温到80℃连续反应10小时，制得2-氯吡啶-N-氧化物水溶液。
2、使用6000gl，2-二氯乙烷分四次萃取制得的2-氯吡啶-N-氧化物水溶液，合并萃取相，浓缩结晶，制得纯品2-氯吡啶-N-氧化物。
3、将提纯得到的2-溴吡啶-N-氧化物，1200g硫氢化钠(38％)，1500g高纯水，依次投入5000ml四口烧瓶内，开启搅拌，升温至80℃，随着反应的进行适时补加一部分氢氧化钠，调整体系的PH稳定在9～10，反应结束80℃保温2小时，保温结束冷却降温。制得2-巯基吡啶-N-氧化物钠水溶液。
4、使用适量稀盐酸调整2-巯基吡啶-N-氧化物钠水溶液体系的PH至2，析出大量白色结晶。过滤母液清洗固体，即得2-巯基吡啶-N-氧化物。
5、将上步反应得到的2-巯基吡啶-N-氧化物，1000g超纯水投入塑料杯中，开启搅拌分散均匀，然后缓慢滴入适量次氯酸，在65℃左右反应1小时，制得成品双毗啶硫酮512g(含量99.61％，五步反应总收率：76.89％)。
Claims (8)
1.一种高质量、低成本的双吡啶硫酮的合成方法，其特征在于它的合成方法为：1)、将卤代吡啶与氧化剂按照摩尔比1∶1～2在1％～10％催化剂存在的条件下升温10～80℃，反应8～24小时制备卤代吡啶-N-氧化物；2)、用溶剂萃取卤代毗啶-N-氧化物1～5次，合并萃取相浓缩结晶，得纯品卤代吡啶-N-氧化物；3)、提纯的卤代吡啶-N-氧化物与巯基化试剂按照摩尔比∶1∶1～2在PH＝7～10环境下，升温至20～120。C，反应3～6小时得2-巯基吡啶-N-氧化物钠；4)、用适量酸性介质调整2-巯基毗啶-N-氧化物钠的PH＝1～4，得2-巯基吡啶-N-氧化物；5)、2-巯基吡啶-N-氧化物再与氧化及按照摩尔比∶1∶1～1.5在10～100℃水相环境下搅拌反应1～8小时得目标产物双吡啶硫酮。
2.根据权利要求1所述的一种高质量、低成本的双吡啶硫酮的合成方法，其特征在于所述的卤代毗啶为2-氟吡啶、2-氯吡啶、2-溴吡啶或2-碘吡啶。
3.根据权利要求1所述的一种高质量、低成本的双吡啶硫酮的合成方法，其特征在于所述的氧化剂为过氧化氢、过氧乙酸，冰醋酸中一种或几种的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种高质量、低成本的双吡啶硫酮的合成方法，其特征在于所述的催化剂为钨酸、钨酸钠、三氧化二钨、顺丁烯二酸酐、邻苯二甲酸酐中一种或几种的混合物。
5.根据权利要求1所述的一种高质量、低成本的双吡啶硫酮的 合成方法，其特征在于所述的溶剂为乙酸乙酯、丙酮、2-氯甲烷、3-氯甲烷、1，2-二氯乙烷中一种或几种的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种高质量、低成本的双吡啶硫酮的合成方法，其特征在于所述的巯基化试剂为硫化钠、硫氢化钠、过硫化钠、硫脲中一种或几种的混合物；提供碱性条件的试剂为：氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠，碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾中一种或几种的混合物。
7.根据权利要求1所述的一种高质量、低成本的双吡啶硫酮的合成方法，其特征在于所述的酸性试剂为盐酸或硫酸。
8.根据权利要求1所述的一种高质量、低成本的双毗啶硫酮的合成方法，其特征在于所述的氧化剂为双氧水、次氯酸、次碘酸、苯磺酰氯中一种或几种的混合物。
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