CN105294516A - 一种制备正十二烷基甲基亚砜的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种制备正十二烷基甲基亚砜的方法，其包括正十二烷基甲基亚砜的化学合成和分离纯化两部分；先通过甲基化试剂对正十二硫醇实现单甲基化，然后通过氧化剂对中间产物正十二烷基甲基硫醚进行选择性氧化，得到正十二烷基甲基亚砜；对正十二硫醇进行甲基化反应后，进行初步纯化，先抽滤除去固体碳酸钾，再用乙酸乙酯对滤液进行萃取，调pH至中性，加饱和食盐水洗涤有机相，然后用无水硫酸钠或无水硫酸镁吸水干燥，抽滤除去固体后，蒸馏除去乙酸乙酯，得到正十二烷基甲基硫醚粗品，本发明主要是选择绿色环保、价格低廉、毒性低的甲基化试剂替代碘甲烷，选择绿色环保、对正十二烷基甲基硫醚氧化选择性好的氧化剂替代高碘酸钠，并通过工艺条件控制研究，是一种绿色环保的正十二烷基甲基亚砜生产方法。

Description

一种制备正十二烷基甲基亚砜的方法

【技术领域】

本发明涉及正十二烷基甲基亚砜制备工艺技术领域，尤其涉及一种制备正十二烷基甲基亚砜的方法。

【背景技术】

正十二烷基甲基亚砜是分子量最小的无臭、低毒烷基甲基亚砜，在化学合成、药物制剂及表面活性剂等领域显现出了很高的应用价值。目前已报道的制备方法仅有日本研究者ManabuNode采用碘甲烷作为甲基化试剂，通过对正十二硫醇甲基化后，再用高碘酸钠为氧化剂将其氧化而成目的产物。碘甲烷价格昂贵，且有特殊臭味，对人体有一定毒性；高碘酸钠容易将产物过度氧化成砜类物质，且会给反应体系引入杂质。

硫醚氧化是制备亚砜最直接最常用的方法，正十二烷基甲基亚砜的制备可以从正十二硫醇出发，对其巯基进行单甲基化得到正十二烷基甲基硫醚，然后对正十二烷基甲基硫醚进行选择性氧化来得到。目前公开报道的仅有日本研究者ManabuNode采用碘甲烷作为甲基化试剂，高碘酸钠作为氧化剂，按上述技术路线合成正十二烷基甲基亚砜。碘甲烷对中枢神经和周围神经有损害作用，对皮肤粘膜有刺激作用，属于中等毒性化学品，且价格昂贵，不适合用于产业化；高碘酸钠氧化性强，选择差，作为氧化剂容易使硫醚发生过度氧化，生成砜。上述缺点决定了现有的技术路线不适合应用于产业化。

因此，为克服上述技术的不足而设计一种绿色环保、原材料普通易得价格低廉的用于制备正十二烷基甲基亚砜的方法，正是发明人所要解决的问题。

【发明内容】

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种制备正十二烷基甲基亚砜的方法，制备方法绿色环保，制备所需原材料普通易得价格低廉。

为实现上述目的，本发明可采用如下技术方案：一种制备正十二烷基甲基亚砜的方法，其包括正十二烷基甲基亚砜的化学合成和分离纯化两部分；

（a）正十二烷基甲基亚砜的化学合成方法为：先通过甲基化试剂对正十二硫醇实现单甲基化，然后通过氧化剂对中间产物正十二烷基甲基硫醚进行选择性氧化，得到正十二烷基甲基亚砜。

（b）本发明分离纯化的方法为：对正十二硫醇进行甲基化反应后，进行初步纯化，先抽滤除去固体碳酸钾，再用乙酸乙酯对滤液进行萃取，调pH至中性，加饱和食盐水洗涤有机相，然后用无水硫酸钠或无水硫酸镁吸水干燥，抽滤除去固体后，蒸馏除去乙酸乙酯，得到正十二烷基甲基硫醚粗品。

进一步，本发明对正十二硫醇进行的甲基化反应的反应体系由正十二硫醇、碳酸二甲酯、碳酸钾组成，反应温度为70℃～100℃。

进一步，本发明对正十二硫醇进行甲基化后得到的中间产物正十二烷基甲基硫醚进行选择性氧化，选择双氧水为氧化剂。

进一步，本发明中，对反应中间品正十二烷基甲基硫醚进行氧化的反应体系由正十二烷基甲基硫醚粗品、双氧水和四氢呋喃组成，本反应催化剂可选择浓硫酸。

进一步，所述的氧化的反应体系采用0℃～20℃的反应温度进行反应。

进一步，所述的氧化的反应体系结束后的反应物进行固液分离，得到的固体经水洗、烘干得到正十二烷基甲基亚砜粗品。

进一步，所述的反应产物正十二烷基甲基亚砜进行重结晶，溶剂为乙醇和石油醚的混合物，溶解后通过浓缩和降温进行重结晶，收集固体物产物。

进一步，所述氧化反应体系里四氢呋喃作为溶剂，二甲基甲酰胺（DMF）可以将其替代。

进一步，所述甲基化反应的催化剂为碱性盐类。

进一步，所述碱性盐类催化剂为碳酸钾。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明主要是选择绿色环保、价格低廉、毒性低的甲基化试剂替代碘甲烷，选择绿色环保、对正十二烷基甲基硫醚氧化选择性好的氧化剂替代高碘酸钠，并通过工艺条件控制研究，是一种绿色环保的正十二烷基甲基亚砜生产方法。

2、本发明以正十二硫醇为原料，选用被公认为绿色化学品的碳酸二甲酯为甲基化试剂对其进行单甲基化，生成正十二烷基甲基硫醚后，用双氧水作为氧化剂将其氧化成正十二烷基甲基亚砜。该方法所用碳酸二甲酯无毒、环保性能好，且价格低廉；双氧水氧化选择性高、无毒、环保，且反应副产物为水，不会引入杂质。

3、本发明采用的碳酸二甲酯、双氧水均为绿色环保化学品，所以本制备方法为一种绿色环保的制备方法，顺应了绿色化学的发展趋势。

4、本发明采用的碳酸二甲酯、双氧水为普通化学品，价格低廉，所以本制备方法生产成本低，具有产业化优势。

5、本发明采用双氧水作为正十二烷基甲基硫醚的氧化剂，双氧水以被报道对硫醚类物质氧化选择性好，不易发生过度氧化将亚砜氧化成砜，反应容易控制。且双氧水本身被还原后得到的是水，不会给反应体系引入任何杂质，有利于反应产物的分离纯化。

6、本方法最大的特点是反应过程所用的主要试剂均为无毒或低毒、价格低廉的绿色化学品，所以制备方法是一种绿色环保的制备方法。

【附图说明】

图1为本发明产物正十二烷基甲基亚砜的质谱图。

【具体实施方式】

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明，应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落在申请所附权利要求书所限定的范围。

一种制备正十二烷基甲基亚砜的方法，其包括正十二烷基甲基亚砜的化学合成和分离纯化两部分；

（a）正十二烷基甲基亚砜的化学合成方法为：先通过甲基化试剂对正十二硫醇实现单甲基化，然后通过氧化剂对中间产物正十二烷基甲基硫醚进行选择性氧化，得到正十二烷基甲基亚砜。

（b）本发明分离纯化的方法为：对正十二硫醇进行甲基化反应后，进行初步纯化，先抽滤除去固体碳酸钾，再用乙酸乙酯对滤液进行萃取，调pH至中性，加饱和食盐水洗涤有机相，然后用无水硫酸钠或无水硫酸镁吸水干燥，抽滤除去固体后，蒸馏除去乙酸乙酯，得到正十二烷基甲基硫醚粗品。

本发明对正十二硫醇进行的甲基化反应的反应体系由正十二硫醇、碳酸二甲酯、碳酸钾组成，反应温度为70℃～100℃。

本发明对正十二硫醇进行甲基化后得到的中间产物正十二烷基甲基硫醚进行选择性氧化，选择双氧水为氧化剂。

本发明中，对反应中间品正十二烷基甲基硫醚进行氧化的反应体系由正十二烷基甲基硫醚粗品、双氧水和四氢呋喃组成，本反应催化剂可选择浓硫酸。

氧化的反应体系采用0℃～20℃的反应温度进行反应。

氧化的反应体系结束后的反应物进行固液分离，得到的固体经水洗、烘干得到正十二烷基甲基亚砜粗品。

反应产物正十二烷基甲基亚砜进行重结晶，溶剂为乙醇和石油醚的混合物，溶解后通过浓缩和降温进行重结晶，收集固体物产物。

氧化反应体系里四氢呋喃作为溶剂，二甲基甲酰胺（DMF）可以将其替代；所述甲基化反应的催化剂为碱性盐类；所述碱性盐类催化剂为碳酸钾。

本发明中所说的中间产物的分离和产物的分离纯化方法只是分离纯化的一种途径，常用的利用物质性质差异实现固液分离和纯化的方法有可能可以达到同样的分离纯化目的。

实施例一:

反应投料量：碳酸二甲酯40ml、碳酸钾14g、十二硫醇10g、碘1颗，油浴95度反应，通过点板观察反应了8h的反应液，证明已反应完。

反应完后抽滤，乙酸乙酯冲洗并溶解，加饱和食盐水洗涤两次，后用无水硫酸钠干燥，旋转浓缩（温度30度左右）至无乙酸乙酯滴出为止。反应液粗称为3.35g，以质量为换算单位按1:4的比例加双氧水12.07g、加20ml四氢呋喃作溶剂反应，反应温度一直维系在0~2度左右。期间，取少量反应液于两支试管中，一支加少量高碘酸钠反应，一支加浓硫酸反应；加高碘酸钠试管中无明显现象，加硫酸试管中反应一段时间后放置，出现针状结晶。

将原反应液取下放置，经观察出现针形晶体，因在取样加硫酸反应时，试管破裂，出现原样液损失，故量较少。晶体抽滤，石油醚洗涤，并用石油醚溶解点板。

实施例二：

反应投料量：碳酸二甲酯80ml、碳酸钾28.02g、十二硫醇20.12g、碘化钾0.12g，油浴95度反应，最终通过点板观察基本已反应完。后按照第一批同样方法处理浓缩后，将样液分成了三份，如下：

（1）反应液5.75g+醋酸20ml+双氧水20.72g进行反应，反应后出现白色固状物。

（2）反应液7.5g+四氢呋喃20ml+双氧水27.03g+浓硫酸0.5ml进行反应，反应后静置，出现针形白色固体，经抽滤水洗，部分用乙醇再次洗涤抽滤，因其不溶于乙醇，自然烘干，目前初步称量产品有8g左右。

（3）反应液4.01g+四氢呋喃20ml+双氧水14.45g+磷钼酸0.5g进行反应，反应后静置，溶液颜色为橙绿色，也出现白色固体。

实施例三：

反应投料量：碳酸二甲酯40ml、碳酸钾21.02g、十二硫醇10.24g、碘化钾0.19g，油浴95度反应，反应一段时间后补加了碳酸二甲酯20ml、碳酸钾9.98g进行反应，因反应一段时间后通过点板观察原料还是有残留，又补加了碳酸二甲酯20ml进行反应，最终通过点板观察基本已反应完了。按照实施例一同样方法处理浓缩后静置，出现针形固体。

实施例四：

反应投料量：碳酸二甲酯40ml、碳酸钾21.03g、十二硫醇10.06g、碘化钾0.12g，油浴95度反应，按照实施例一同样方法处理浓缩后静置。

实施例五：

反应投料量：碳酸二甲酯40ml、十二硫醇10.11g、碘化钾0.10g，油浴95度反应，反应一段时间后通过点板，发现基本没反应，说明不加碱无反应。后补加氢氧化钾8.5g，与第四批碳酸钾等量换算而得，再加入15ml碳酸二甲酯，反应一段时间后通过点板，发现还没反应，后又补加氢氧化钾4.02g，反应一段时间后基本反应完后，按照实施例一同样方法处理浓缩后静置。

实施例六：

反应投料量：碳酸二甲酯320ml、碳酸钾120g、十二硫醇40g、碘化钾0.8g、油浴95度反应。

反应完后抽滤，乙酸乙酯冲洗并溶解，用去了乙酸乙酯约500ml，测得PH为6左右，加饱和食盐水100ml*2洗涤两次，后用无水硫酸钠干燥，旋转浓缩（温度30度左右）至无乙酸乙酯滴出为止，后因30度效果不佳，升温50度，最终浓缩后约为100g，后搁置。

用油泵进行再次浓缩，为后续处理减少麻烦。因含有碳酸二甲酯，浓缩后反应液总重80.69g。

（1）取反应液10g，加入50ml甲醇，振摇静置，硫醚固化，拧成一团，后抽滤，点板发现甲醇能纯化硫醚。

（2）将剩余70g反应液加入500ml无水乙醇搅拌后放入冰箱冷冻，加入乙醇后，溶液呈乳白色，出现白色沉聚物，后抽滤除去白色油状物质后浓缩滤液，质量为36.54g。

取样液30.05g、60ml四氢呋喃、浓硫酸1ml、30%双氧水120.2g（以质量为换算单位按1:4的比例加的），冰浴反应。加入后，反应液变浑浊。

开始搅拌反应

取样点板，原料基本反应完，有新物质产生，进行了后处理。

减压抽滤，少量水冲洗反应瓶，初得固体35g；测得母液呈酸性，后加10%氢氧化钠溶液约18ml中和母液，浓缩静置。烘干后的白色固体29.03g，并进行重结晶，加入工业酒精和石油醚各200ml缓慢升温回流，溶液颜色有澄清至乳白色又澄清，放入冰箱冷冻。抽滤，烘干后的重结晶产品9.53g，点板一个点,测熔点在六十度左右。

实施例七：

反应投料量：碳酸二甲酯240ml+碳酸钾90g+十二硫醇30g，油浴95度反应，氮气保护。

1L反应瓶中加入十二硫醇30g，碳酸二甲酯、碳酸钾分批加入。

开始加料，投入十二硫醇30.02g、碳酸二甲酯110ml，慢慢加入碳酸钾。

加入剩余130ml二甲酯，碳酸钾也加完，关加热，原料已反应完，进行了后处理；抽滤，用乙酸乙酯进行冲洗溶解，加入100ml*4饱和食盐水洗涤四次，加入无水硫酸钠干燥，后抽滤，滤液浓缩除乙酸乙酯，不滴后用油泵带；最终浓缩液为29.02g，后加250ml甲醇搅拌溶解冷冻，滤液呈黄色。

冰箱中拿出后直接抽滤，上面得白色油性杂质，下为澄清液体。滤液用石油醚100ml*3萃取3次，后取甲醇液点板，只出现醚点，说明已把没反应完的硫醇等杂质用石油醚带走了，油价100ml石油醚洗了一次。

旋蒸后滤液有15.12g，通过点板发现石油醚和甲醇液里都有残留硫醚

（1）取7.75g反应液、20ml四氢呋喃、0.2ml浓硫酸、31g30%双氧水于冰浴反应。

（2）取硫醚液4.04g、20ml四氢呋喃、0.1ml浓硫酸、16.16g30%双氧水于冰浴反应。

（3）反应液用石油醚50ml*2萃取两次，点石油醚层，未见原料点，未见产物点。

实施例八：

反应投料量：碳酸二甲酯1000ml、碳酸钾375g、十二硫醇125g油浴95度反应，氮气保护。

点板，原料已反应完，因瓶壁上有反应液，恐有少量原料残留，因实际情况不好弄下来，只好进行后处理。

抽滤，用了1300ml乙酸乙酯冲洗溶解；后抽滤瓶中直接加入1000ml饱和食盐水搅拌洗涤，分液漏斗分液；减压浓缩，除乙酸乙酯，基本不滴时用油泵带，最终得硫醚液131.60g；加入500ml工业酒精搅拌冷冻

抽滤，得白色杂质36.92g,一段时间后，白色杂质融为液体，且含有硫醚；得硫醚液86.21g。

本产品熔点测定结果，60℃左右。

而正十二烷基甲基亚砜的熔点范围为59-63℃。

图1为本发明产物正十二烷基甲基亚砜的质谱图，正十二烷基甲基亚砜分子量为232.43，质谱图上233.19处出现明显峰值，说明产品确实为正十二烷基甲基亚砜，合成路线是成功的，但由于纯化不够，还有不少杂峰。

本发明对正十二硫醇进行的甲基化采用的甲基化试剂是价格低廉的无毒的绿色化学品碳酸二甲酯；对中间产物正十二烷基甲基硫醚进行氧化采用的氧化剂为双氧水，氧化选择性好，被还原后得到的是水，不引入任何杂质；对正十二硫醇进行的甲基化反应的反应体系和反应条件；对中间体正十二烷基甲基硫醚进行选择性氧化的反应体系、催化剂和反应条件；对中间产物正十二烷基甲基硫醚、产物正十二烷基甲基亚砜进行初步纯化的方法。

Claims (10)

1.一种制备正十二烷基甲基亚砜的方法，其特征在于：方法其包括正十二烷基甲基亚砜的化学合成和分离纯化两部分；

(a)正十二烷基甲基亚砜的化学合成方法为：先通过甲基化试剂对正十二硫醇实现单甲基化，然后通过氧化剂对中间产物正十二烷基甲基硫醚进行选择性氧化，得到正十二烷基甲基亚砜；

(b)分离纯化的方法为：对正十二硫醇进行甲基化反应后，进行初步纯化，先抽滤除去固体碳酸钾，再用乙酸乙酯对滤液进行萃取，调pH至中性，加饱和食盐水洗涤有机相，然后用无水硫酸钠或无水硫酸镁吸水干燥，抽滤除去固体后，蒸馏除去乙酸乙酯，得到正十二烷基甲基硫醚粗品。

2.根据权利要求1所述一种制备正十二烷基甲基亚砜的方法，其特征在于：本发明对正十二硫醇进行的甲基化反应的反应体系由正十二硫醇、碳酸二甲酯、碳酸钾组成，反应温度为70℃～100℃。

3.根据权利要求1所述一种制备正十二烷基甲基亚砜的方法，其特征在于：本发明对正十二硫醇进行甲基化后得到的中间产物正十二烷基甲基硫醚进行选择性氧化，选择双氧水为氧化剂。

4.根据权利要求1所述一种制备正十二烷基甲基亚砜的方法，其特征在于：本发明中，对反应中间品正十二烷基甲基硫醚进行氧化的反应体系由正十二烷基甲基硫醚粗品、双氧水和四氢呋喃组成，本反应催化剂可选择浓硫酸。

5.根据权利要求4所述一种制备正十二烷基甲基亚砜的方法，其特征在于：所述的氧化的反应体系采用0℃～20℃的反应温度进行反应。

6.根据权利要求4所述一种制备正十二烷基甲基亚砜的方法，其特征在于：所述的氧化的反应体系结束后的反应物进行固液分离，得到的固体经水洗、烘干得到正十二烷基甲基亚砜粗品。

7.根据权利要求4所述一种制备正十二烷基甲基亚砜的方法，其特征在于：所述的反应产物正十二烷基甲基亚砜进行重结晶，溶剂为乙醇和石油醚的混合物，溶解后通过浓缩和降温进行重结晶，收集固体物产物。

8.根据权利要求4所述一种制备正十二烷基甲基亚砜的方法，其特征在于：所述氧化反应体系里四氢呋喃作为溶剂，二甲基甲酰胺（DMF）可以将其替代。

9.根据权利要求1所述一种制备正十二烷基甲基亚砜的方法，其特征在于：所述甲基化反应的催化剂为碱性盐类。

10.根据权利要求9所述一种制备正十二烷基甲基亚砜的方法，其特征在于：所述碱性盐类催化剂为碳酸钾。