CN104151217A - N，n-二正辛基-3，3二硫代二丙酰胺的制备方法 - Google Patents
N，n-二正辛基-3，3二硫代二丙酰胺的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种N，N-二正辛基-3，3二硫代二丙酰胺的制备方法，主要解决现有技术中反应时间较长、产品收率较低、催化剂难以回收的问题。本发明通过采用一种N，N-二正辛基-3，3二硫代二丙酰胺的制备方法，3,3-二硫代二丙酸二甲酯和正辛胺在溶剂、无机盐型的Lewis酸催化剂的作用下发生酰基化反应，得到包括N，N-二正辛基-3，3二硫代二丙酰胺的混合物，从所述混合物中分离出N，N-二正辛基-3，3二硫代二丙酰胺产品的技术方案较好地解决了上述问题，可用于N，N-二正辛基-3，3二硫代二丙酰胺的制备中。
Description
技术领域
本发明涉及一种N，N-二正辛基-3，3二硫代二丙酰胺的制备方法。
背景技术
异噻唑啉酮类化合物对细菌、酵母菌、霉菌等具有广谱抗菌作用，因其抗菌力强，现已成为尼泊金、苯甲酸类杀菌防腐剂的更新换代产品。其中，具有代表性的商品化品种有：卡松，其主要成分为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；DCOIT，其主要成分为4,5-二氯-N-正辛基-异噻唑啉酮，目前由DOW化学工业化生产，能杀死藻类、真菌、细菌，国外广泛应用于海洋防污涂料中。
异噻唑啉酮类化合物的中间体是一系列N-取代的二硫代酰胺化合物，其通式为(SCH2CH2CONHR)2，目前主要合成路线是由3,3-二硫代二丙酸二甲酯与正辛胺发生酯氨交换反应获得。
当R的碳原子数n＝1时，专利CN88107418.7以水为溶剂进行反应，但由于反应过程中物料在反应器中凝固无法放料，因而该法对于工业放大无效；当R的碳原子数n＝8时，产物为N，N-二正辛基-3，3二硫代二丙酰胺(简称为OPD)，罗门哈斯公开的系列专利US3849430、US6740759中对于OPD的合成仅略微带过，具体合成方法及合成条件均未详细描述，也无具体收率和纯度数据。专利CN1907976A中，以水为溶剂，在25±5℃下搅拌20±5小时获得OPD。但在实验中发现，当以水为溶剂时，反应5小时后，反应体系成固态，普通机械搅拌器难以搅拌分散，因而此工艺对搅拌器有苛刻的要求，不适合放大生产；专利WO2007/112613A1中，以甲醇为溶剂，在5℃反应5天，最终产品纯度>95％，但收率仅为76％，存在反应时间过长、收率较低的问题；专利CN101668752涉及了一种连续化生产方式，实现了溶剂甲醇的循环使用，但反应25h后体系中主产物含量仅为74％，仍存在收率较低的问题。为了改善搅拌状态、提高收率，专利CN1837190A中采用了盐酸催化该反应的方法，虽然该反应体系易于搅拌，但催化剂盐酸很难实现回收，易于造成废酸对环境的污染。
本发明有针对性的解决了上述问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有技术中反应时间较长、产品收率较低、催化剂难以回收的问题，提供一种新的N，N-二正辛基-3，3二硫代二丙酰胺的制备方法。该方法用于OPD的制备中，具有反应时间较短、产品收率较高、催化剂易于回收的优点。
为解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：一种N，N-二正辛基-3，3二硫代二丙酰胺的制备方法，3,3-二硫代二丙酸二甲酯和正辛胺在溶剂、无机盐型的Lewis酸催化剂的作用下发生酰基化反应，得到包括N，N-二正辛基-3，3二硫代二丙酰胺(OPD)的混合物，从所述混合物中分离出OPD产品。
上述技术方案中，优选地，所述正辛胺与3,3-二硫代二丙酸二甲酯的摩尔比为1.8～3:1，3,3-二硫代二丙酸二甲酯与溶剂的重量比为1：1～3，催化剂与3,3-二硫代二丙酸二甲酯的质量比为0.004～0.02:1，反应温度为-5～10℃，反应时间为5～20小时。
上述技术方案中，优选地，所述无机盐型的Lewis酸催化剂选自无水AlCl3、ZnCl2或FeCl3。
上述技术方案中，优选地，所述溶剂选自甲醇、乙醇、乙腈、丙酮、二氯甲烷、氯仿中的至少一种。
上述技术方案中，优选地，从所述混合物中分离出N，N-二正辛基-3，3二硫代二丙酰胺产品后，在剩余的滤液中加入弱极性溶剂，温度为0～-5℃，使得所述混合物中含有的催化剂结晶析出，并回收析出的催化剂。
上述技术方案中，优选地，所述混合物经离心、过滤等方式分离出OPD产品，得到的滤液中包含的溶剂、未反应原料通过减压蒸馏或常压蒸馏回收。
上述技术方案中，优选地，弱极性溶剂选自环己烷、正己烷或石油醚。
上述技术方案中，优选地，弱极性溶剂的用量为无机盐型Lewis酸催化剂质量的50～100倍。
本发明中，从所述混合物中分离出OPD固体产品采用所述溶剂洗涤2～3次，烘干后即得高纯度OPD产品。
本发明采用Lewis酸催化剂，催化3,3-二硫代二丙酸二甲酯与正辛胺间的酰胺化反应。所述的方法在缩短反应时间、提高产品收率的基础上，解决传统盐酸催化剂难以回收的问题。Lewis酸催化剂可通过加入弱极性溶剂低温结晶出来，与使用盐酸相比，催化剂的回收更加简便快速，可有效减少由于盐酸催化剂难以回收而造成的环境污染，取得了较好的技术效果。
下面通过实施例对本发明作进一步的阐述，但不仅限于本实施例。
具体实施方式
【实施例1】
在配有搅拌棒的1L四口烧瓶中，加入109.4g3,3-二硫代二丙酸二甲酯、312g甲醇，充分溶解后，加入8.7g ZnCl2质量分数为5％的甲醇溶液，控制内温为-5℃，缓慢滴加311.4g正辛胺。待加料完毕后，5℃保温20h，得到淡黄色浆状流体，机械搅拌可使之分散均匀。抽滤分离固体产物和反应母液。固体产物用无水甲醇洗涤3次后烘干，得到白色粉末状OPD，产品收率为80％，纯度99％。
向分离出的的淡黄色反应母液中，重新加入109.4g3,3-二硫代二丙酸二甲酯，124.6g正辛胺，控制反应温度为-5℃，继续反应20h，进行滤液的套用。反应后，过滤淡黄色浆状流体。抽滤得到固体产品按照上述后处理方式处理；滤液进行下一轮套用。经过滤液套用，OPD平均称重收率为82％，HPLC检测纯度>98％。滤液至少可以循环使用四次。
套用四次后，滤液旋蒸浓缩至10ml，加入50ml石油醚后，降温至-5℃，即有白色固体析出，过滤，称重，ZnCl2的回收率为95％。
【实施例2】
在配有搅拌棒的1L四口烧瓶中，加入109.4g3,3-二硫代二丙酸二甲酯、312g乙腈，充分溶解后，加入21.9g AlCl3质量分数为5％的甲醇溶液，控制内温为0℃，缓慢滴加124.6g正辛胺。待加料完毕后，0℃保温20h，得到淡黄色浆状流体，机械搅拌可使之分散均匀。抽滤分离固体产物和反应母液。固体产物用无水甲醇洗涤3次后烘干，得到白色粉末状OPD，产品收率为78％，纯度99％。
向分离出的的淡黄色反应母液中，重新加入109.4g3,3-二硫代二丙酸二甲酯，124.6g正辛胺，控制反应温度为0℃，继续反应20h，进行滤液的套用。反应后，过滤淡黄色浆状流体。抽滤得到固体产品按照上述后处理方式处理；滤液进行下一轮套用。经过滤液套用，OPD平均称重收率为77％，HPLC检测纯度>98％。滤液至少可以循环使用四次。
套用四次后，滤液旋蒸浓缩至10ml，加入80ml正己烷后，降温至0℃，即有白色固体析出，过滤，称重，AlCl3的回收率为90％。
【实施例3】
在配有搅拌棒的1L四口烧瓶中，加入109.4g3,3-二硫代二丙酸二甲酯、218.8g氯仿，充分溶解后，加入10.9g ZnCl2质量分数为5％的甲醇溶液，控制内温为5℃，缓慢滴加373.7g正辛胺。待加料完毕后，5℃保温20h，得到淡黄色浆状流体，机械搅拌可使之分散均匀。抽滤分离固体产物和反应母液。固体产物用无水甲醇洗涤3次后烘干，得到白色粉末状OPD，产品收率为85％，纯度99％。
向分离出的的淡黄色反应母液中，重新加入109.4g3,3-二硫代二丙酸二甲酯，124.6g正辛胺，控制反应温度为5℃，继续反应20h，进行滤液的套用。反应后，过滤淡黄色浆状流体。抽滤得到固体产品按照上述后处理方式处理；滤液进行下一轮套用。经过滤液套用，OPD平均称重收率为86％，HPLC检测纯度>98％。滤液至少可以循环使用四次。
套用四次后，滤液旋蒸浓缩至10ml，加入50ml环己烷后，降温至-5℃，即有白色固体析出，过滤，称重，ZnCl2的回收率为95％。
【实施例4】
在配有搅拌棒的1L四口烧瓶中，加入109.4g3,3-二硫代二丙酸二甲酯、218.8g丙酮，充分溶解后，加入8.7g AlCl3质量分数为5％的甲醇溶液，控制内温为10℃，缓慢滴加311.4g正辛胺。待加料完毕后，5℃保温20h，得到淡黄色浆状流体，机械搅拌可使之分散均匀。抽滤分离固体产物和反应母液。固体产物用无水甲醇洗涤3次后烘干，得到白色粉末状OPD，产品收率为82％，纯度99％。
向分离出的的淡黄色反应母液中，重新加入109.4g3,3-二硫代二丙酸二甲酯，124.6g正辛胺，控制反应温度为5℃，继续反应20h，进行滤液的套用。反应后，过滤淡黄色浆状流体。抽滤得到固体产品按照上述后处理方式处理；滤液进行下一轮套用。经过滤液套用，OPD平均称重收率为81％，HPLC检测纯度>98％。滤液至少可以循环使用四次。
套用四次后，滤液旋蒸浓缩至10ml，加入80ml石油醚后，降温至0℃，即有白色固体析出，过滤，称重，AlCl3的回收率为90％。
Claims (8)
1.一种N，N-二正辛基-3，3二硫代二丙酰胺的制备方法，3,3-二硫代二丙酸二甲酯和正辛胺在溶剂、无机盐型的Lewis酸催化剂的作用下发生酰基化反应，得到包括N，N-二正辛基-3，3二硫代二丙酰胺的混合物，从所述混合物中分离出N，N-二正辛基-3，3二硫代二丙酰胺产品。
2.根据权利要求1所述N，N-二正辛基-3，3二硫代二丙酰胺的制备方法，其特征在于所述正辛胺与3,3-二硫代二丙酸二甲酯的摩尔比为1.8～3:1，3,3-二硫代二丙酸二甲酯与溶剂的重量比为1：1～3，催化剂与3,3-二硫代二丙酸二甲酯的质量比为0.004～0.02:1，反应温度为-5～10℃，反应时间为5～20小时。
3.根据权利要求1所述N，N-二正辛基-3，3二硫代二丙酰胺的制备方法，其特征在于所述无机盐型的Lewis酸催化剂选自无水AlCl3、ZnCl2或FeCl3。
4.根据权利要求1所述N，N-二正辛基-3，3二硫代二丙酰胺的制备方法，其特征在于所述溶剂选自甲醇、乙醇、乙腈、丙酮、二氯甲烷、氯仿中的至少一种。
5.根据权利要求1所述N，N-二正辛基-3，3二硫代二丙酰胺的制备方法，其特征在于从所述混合物中分离出N，N-二正辛基-3，3二硫代二丙酰胺产品后，在剩余的滤液中加入弱极性溶剂，温度为0～-5℃，使得所述混合物中含有的催化剂结晶析出，并回收析出的催化剂。
6.根据权利要求1所述N，N-二正辛基-3，3二硫代二丙酰胺的制备方法，其特征在于所述混合物经离心、过滤等方式分离出N，N-二正辛基-3，3二硫代二丙酰胺产品，得到的滤液中包含的溶剂、未反应原料通过减压蒸馏或常压蒸馏回收。
7.根据权利要求5所述N，N-二正辛基-3，3二硫代二丙酰胺的制备方法，其特征在于弱极性溶剂选自环己烷、正己烷或石油醚。
8.根据权利要求5所述N，N-二正辛基-3，3二硫代二丙酰胺的制备方法，其特征在于弱极性溶剂的用量为无机盐型Lewis酸催化剂质量的50～100倍。
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