CN103992251A - 一种氯烷基磺酰氯的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种氯烷基磺酰氯的制备方法,以亚硫酸钠和氯代烷烃为原料,在压力,催化剂I和温度条件下,在溶剂中制备出产物I氯烷基磺酸钠,经过处理后,在催化剂II和温度条件下,于溶剂中进一步反应制备出磺酰氯,经过精制,提纯,得产品。本发明的目的在于提供一种氯烷基磺酰氯的制备方法,该方法所制备的氯烷基磺酰氯工艺简单,原材料易得,成本低,产物纯度高,易于分离,同时产生的三废少。利于工业化生产的顺利进行。
Description
技术领域
本发明涉及一种磺酰氯的制备方法,尤其是涉及氯烷基磺酰氯的制备方法,属于有机合成技术领域。
背景技术
氯烷基磺酰氯作为一种重要的药物中间体,用于医药、农药的酯化改性,国外已有专利,国内尚未见相关文献报道。
有文献报道,以1,3,5-三硫杂环己烷为原料合成氯甲基磺酰氯,该方法原材料昂贵,不易取得。且该合成工艺线路在合成过程中会产中一种双氯甲酯(BCM)的物质,该物质是一种致癌物质,被欧美和日本等多国政府严禁使用。
US629170B1以亚硫酸钠和三光气为原料制备氯甲基磺酰氯,该合成工艺线路所用原材料三光气毒性大,但是后处理复杂,成本高,产物纯度低。能耗高,三废多,对环境产生较大影响,不利于工业化生产。
本发明的目的在于提供一种氯烷基磺酰氯的制备方法,该方法所制备的氯烷基磺酰氯工艺简单,原材料易得,成本低,产物纯度高,易于分离,同时产生的三废少。利于工业化生产的顺利进行。
发明内容
本发明旨在提出一种氯烷基磺酰氯的制备方法,该制备线路工艺简单,收率高,成本低,产物纯度高。
本发明所制备的氯烷基磺酰氯的结构式如下:
其中R为:
具体合成方法如下:
向压力反应容器中加入水,亚硫酸钠,氯代烷烃及催化剂I,升温至压力0.2-1.5MPa时,保温保压反应3-15小时。蒸馏,烘干,得产物I。
向带有干燥及蒸馏装置的反应器中加入溶剂,氯化试剂,催化剂II及上述合成所得产物I,升温至T=40-80℃,保温反应3-12小时。停止反应,蒸馏除去溶剂。剩余产物在温度T=70-80℃,真空度0.09MPa减压蒸馏,得产物II。收率约为60-85%。
所述的产物I的合成过程中,亚硫酸钠与水的质量比为1:0.5-1:10,亚硫酸钠与氯代烃的质量比为1:2-1:10,催化剂的用量为体系总质量的0.1%-3%。
作为优选,上述产物I的合成过程中所采用氯代烷烃为二氯甲烷,二氯乙烷,1,2-二氯丙烷和1,3-二氯丙烷中的一种。
作为优选,本发明所采用的催化剂I为四丁基溴化铵,四丁基氯化铵,苄基三乙基溴化铵,苄基三乙基氯化铵,十六烷基苄基二甲基氯化铵,十六烷基三甲基溴化铵,十六烷基三甲基氯化铵中的一种或两种或两种以上的混合物。
作为优选,上述产物I的合成过程中,反应压力保持在0.2-1.5MPa。
作为优选,上述产物I的合成过程中,反应时间保持在3-15小时。
所述的产物II的合成过程中,产物I与溶剂的质量比为1:0.5-1:15,氯化试剂与产物I的摩尔比为1:1-1:15,催化剂的用量为体系总重量的0.1%-5%。
作为优选,本发明所采用的溶剂为甲醇,乙醇,乙二醇丁醚,丙二醇甲醚,三缩二乙二醇二甲醚,甲苯,环己烷,二氧六环中的一种或两种或两种以上的混合物。
作为优选,本发明所采用的氯化试剂为氯气,三氯氧磷,五氯化磷,氯化亚砜,草酰氯,次氯酸中的一种或两种或两种以上的混合物。
作为优选,本发明所采用的催化剂II为三乙胺,乙二胺,吡啶,4-氨基吡啶,二甲基甲酰胺中的一种或两种或两种以上的混合物。
作为优选,在上述产物II的合成过程中,反应温度为40-80℃。
作为优选,在上述产物II的合成过程中,反应时间为3-12小时。
作为优选,在上述产物II的精制过程中,温度T=70-80℃,真空度为0.08-0.1MPa。
通过本发明制备的氯烷基磺酰氯的技术指标如下:
外观:无色或淡黄透明液体
纯度:≥95%
收率:60%-96%
本发明以亚硫酸钠为原料,通过烷基化反应,氯化反应,产物经过精制提纯,制备出氯烷基磺酰氯,避免了其它合成工艺原料毒性大,不易取得,反应副产物多,难与分离与提纯,总收率低,制备过程中所产生的三废多,对环境产生极大的污染等问题。本发明制备工艺简单,产物纯度高,易于分离,成本低,同时产生的三废少。利于进行工业化生产的顺利进行。
具体实施方式
下面通过实施例进一步说明本发明,但本发明决不仅局限于这些实施例。
实施例1
氯甲基磺酰氯的合成
向2000ml的带有压力和温度检测装置及的反应器中加入Na2SO3252g,水500g,二氯甲烷504g,十六烷基三甲基氯化铵I1.25g,升温至反应器内压力为0.2MPa时,保压反应3hr,停止反应,降温,缷压,蒸馏除去反应水和未反应的溶剂,烘干,得产物I260g。产率:95%。
将上述合成的产物I加入2000ml的带有温度计,干燥及蒸馏装置的反应瓶中,加入甲醇260g,三乙胺1.04g,缓慢升温至T=40℃时,维持该温度,在30min内,通氯气13g,保温反应3.5hr,结束反应。蒸馏除去溶剂。得粗品,在温度T=70-80℃,真空度为0.08-0.1MPa的条件下,蒸馏,得产品240g。收率85%。
氯甲基磺酰氯技术指标:
外观:淡黄透明液体
纯度:95.3%
收率:80%
实施例2
氯甲基磺酰氯的合成
向5000ml的带有压力和温度检测装置及的反应器中加入Na2SO3189g,水945g,二氯甲烷1890g,四丁基溴化铵60.48g,升温至反应器内压力为1.2MPa时,保压反应6hr,停止反应,降温,缷压,蒸馏除去反应水和未反应的溶剂,烘干,得产物I200.4g。产率:97.5%。
将上述合成的产物I加入2000ml的带有温度计,干燥及蒸馏装置的反应瓶中,加入甲醇200g,三缩二乙二醇二甲醚125g,4-氨基吡啶26.25g,三氯氧磷223.3g,五氯化磷303.6g,缓慢升温至T=60℃时,保温反应7hr,结束反应。蒸馏除去溶剂。得粗品,在温度T=70-80℃,真空度为0.08-0.1MPa的条件下,蒸馏,得产品213.5g。收率98.1%。
氯甲基磺酰氯技术指标:
外观:无色透明液体
纯度:96.2%
收率:95.7%
实施例3
氯乙基磺酰氯的合成
向2000ml的带有压力和温度检测装置及的反应器中加入Na2SO3252g,水378g,二氯乙烷1056g,四丁基氯化铵6.72g,苄基三乙基溴化铵2.52g,升温至反应器内压力为0.5MPa时,保压反应9hr,停止反应,降温,缷压,蒸馏除去反应水和未反应的溶剂,烘干,得产物I281g。产率:93%。
将上述合成的产物I加入2000ml的带有温度计,干燥及蒸馏装置的反应瓶中,加入乙醇281g,乙二胺3.84g,草酰氯24g,缓慢升温至T=60℃时,保温反应5hr,结束反应。蒸馏除去溶剂。得粗品,在温度T=70-80℃,真空度为0.08-0.1MPa的条件下,蒸馏,得产品244g。收率81%。
氯乙基磺酰氯技术指标:
外观:淡黄透明液体
纯度:95.2%
收率:75.3%
实施例4
氯乙基磺酰氯的合成
向5000ml的带有压力和温度检测装置及的反应器中加入Na2SO3315g,水1576g,二氯乙烷787.5g,十六烷基苄基二甲基氯化铵8.72g,苄基三乙基溴化铵15.2g,升温至反应器内压力为0.7MPa时,保压反应8hr,停止反应,降温,缷压,蒸馏除去反应水和未反应的溶剂,烘干,得产物I366.1g。产率:97%。
将上述合成的产物I加入2000ml的带有温度计,干燥及蒸馏装置的反应瓶中,加入二氧六环732.3g,吡啶6.4g,缓慢升温至T=65℃时,加入草酰氯28g,氯化亚砜,13g,保温反应5hr,结束反应。蒸馏除去溶剂。得粗品,在温度T=70-80℃,真空度为0.08-0.1MPa的条件下,蒸馏,得产品378g。收率92.8%。
氯乙基磺酰氯技术指标:
外观:淡黄透明液体
纯度:96.1%
收率:90.0%
实施例5
氯丙基磺酰氯的合成
向5000ml的带有压力和温度检测装置及的反应器中加入Na2SO3466.2g,水912g,1,3-二氯丙烷1631.7g,四丁基溴化铵12.2g,苄基三乙基溴化铵9.3g,升温至反应器内压力为0.2MPa时,保压反应15hr,停止反应,降温,缷压,蒸馏除去反应水和未反应的溶剂,烘干,得产物I528.1g。产率:86%。
将上述合成的产物I加入2000ml的带有温度计,干燥及蒸馏装置的反应瓶中,加入甲苯1016g,环己烷508g,三乙胺12g,缓慢升温至T=70℃时,加入三氯氧磷43g,氯化亚砜76g,保温反应12hr,结束反应。蒸馏除去溶剂。得粗品,在温度T=70-80℃,真空度为0.08-0.1MPa的条件下,蒸馏,得产品467g。收率71.4%。
氯丙基磺酰氯技术指标:
外观:淡黄透明液体
纯度:95.6%
收率:61.4%
实施例6
氯异丙基磺酰氯的合成
向5000ml的带有压力和温度检测装置及的反应器中加入Na2SO3466.2g,水1398g,1,2-二氯丙烷1165g,四丁基溴化铵16.7g,苄基三乙基溴化铵12.3g,升温至反应器内压力为1.5MPa时,保压反应15hr,停止反应,降温,缷压,蒸馏除去反应水和未反应的溶剂,烘干,得产物I536.1g。产率:87.2%。
将上述合成的产物I加入2000ml的带有温度计,干燥及蒸馏装置的反应瓶中,加入甲苯1072g,环己烷5368g,三乙胺12g,缓慢升温至T=70℃时,加入三氯氧磷45g,五氯化磷38g,保温反应12hr,结束反应。蒸馏除去溶剂。得粗品,在温度T=70-80℃,真空度为0.08-0.1MPa的条件下,蒸馏,得产品479g。收率82.5%。
氯丙基磺酰氯技术指标:
外观:淡黄透明液体
纯度:95.6%
收率:70.9%
本发明并不局限于实施例中所描述的方法,它的描述是说明性的,并非限制性的,本发明的权限由权利要求所限定,基于本技术领域人员依据本发明所能够变化、重组等方法得到的与本发明相关的技术及产品,都在本发明的保护范围之内。
Claims (14)
1.一种氯烷基磺酰氯的制备方法,其特征在于,以亚硫酸钠和氯代烷烃为原料,在压力,催化剂条件下,在溶剂中制备出产物I氯烷基磺酸钠,经过处理后,在催化剂和温度条件下,于溶剂中进一步反应制备出磺酰氯,经过精制,提纯,得产品。
2.如权利要求1所述氯烷基磺酰氯及其异构体的制备方法,其结构式如下:
其中R为:
3.如权利要求1所述的氯烷基磺酰氯的制备方法,其特征在于,产物I的合成过程中各组分之间的比例为:亚硫酸钠与水的质量比为1:0.5-1:10,亚硫酸钠与氯代烃的质量比为1:2-1:10,催化剂I的用量为体系总质量的0.1%-3%。
4.如权利要求1所述的氯烷基磺酰氯的制备方法,其特征在于,产物I的合成过程中所采用的氯代烷烃为二氯甲烷,二氯乙烷,1,2-二氯丙烷和1,3-二氯丙烷中的一种。
5.如权利要求1所述的氯烷基磺酰氯的制备方法,其特征在于,产物I的合成过程中需用至催化剂I,催化剂I包括:为四丁基溴化铵,四丁基氯化铵,苄基三乙基溴化铵,苄基三乙基氯化铵,十六烷基苄基二甲基氯化铵,十六烷基三甲基溴化铵,十六烷基三甲基氯化铵中的一种或两种或两种以上的混合物。
6.如权利要求1所述的氯烷基磺酰氯的制备方法,其特征在于,产物I的合成过程中反应压力保持在0.2-1.5MPa。
7.如权利要求1所述的氯烷基磺酰氯的制备方法,其特征在于,产物I的合成过程的反应时间3-15小时。
8.如权利要求1所述的氯烷基磺酰氯的制备方法,其特征在于,产物II的合成过程中,各组分的使用比例为:产物I与溶剂的质量比为1:0.5-1:15,氯化试剂与产物I的摩尔比为1:1-1:15,催化剂的用量为体系总重量的0.1%-5%。
9.如权利要求1所述的氯烷基磺酰氯的制备方法,其特征在于,产物II的合成过程中所采用的溶剂包括甲醇,乙醇,乙二醇丁醚,丙二醇甲醚,三缩二乙二醇二甲醚,甲苯,环己烷,二氧六环中的一种或两种或两种以上的混合物。
10.如权利要求1所述的氯烷基磺酰氯的制备方法,其特征在于,产物II的合成过程中,所采用的氯化试剂为氯气,三氯氧磷,五氯化磷,氯化亚砜,草酰氯,次氯酸中的一种或两种或两种以上的混合物。
11.如权利要求1所述的氯烷基磺酰氯的制备方法,其特征在于,产物II的合成过程中需用到催化剂II,包括:三乙胺,乙二胺,吡啶,4-氨基吡啶,二甲基甲酰胺中的一种或两种或两种以上的混合物。
12.如权利要求1所述的氯烷基磺酰氯的制备方法,其特征在于,反应温度为40-80℃。
13.如权利要求1所述的氯烷基磺酰氯的制备方法,其特征在于,产物II的合成过程中反应时间为3-12小时。
14.如权利要求1所述的氯烷基磺酰氯的制备方法,其特征在于,产物II的精制过程中,温度T=70-80℃,真空度为0.08-0.1MPa,
所述的合成方法如下:
向压力反应容器中加入水,亚硫酸钠,氯代烷烃及催化剂I,升温至压力0.2-1.5MPa时,保温保压反应3-15小时,蒸馏,烘干,得产物I;
向带有干燥及蒸馏装置的反应器中加入溶剂,氯化试剂,催化剂II及上述合成所得产物I,升温至T=40-80℃,保温反应3-12小时;停止反应,蒸馏除去溶剂;剩余产物在温度T=70-80℃,真空度0.09MPa减压蒸馏,得产物II。收率约为60-85%;
通过本发明制备的氯烷基磺酰氯的技术指标如下:
外观:无色或淡黄透明液体,
纯度:≥95%,
收率:60%-96%。
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Legal Events
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---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20140820 |