CN107344922A

CN107344922A - 一种制备对甲苯磺酰氯的方法

Info

Publication number: CN107344922A
Application number: CN201610297157.4A
Authority: CN
Inventors: 赵楠; 靳家玉
Original assignee: Jiangsu Puxin Pharmaceutical Co Ltd; Yancheng Desano Pharmaceutical Co Ltd; SHANGHAI DESANO PHARMACEUTICAL CO Ltd
Current assignee: Jiangsu Puxin Pharmaceutical Co Ltd; Yancheng Desano Pharmaceutical Co Ltd; SHANGHAI DESANO PHARMACEUTICAL CO Ltd
Priority date: 2016-05-06
Filing date: 2016-05-06
Publication date: 2017-11-14

Abstract

本发明公开了一种制备对甲苯磺酰氯的方法，所述方法是先将对甲苯磺酸镁加入非质子极性有机溶剂中，然后在惰性气氛下与氯化试剂反应，制得对甲苯磺酰氯。本发明首次实现了直接以对甲苯磺酸镁为原料制备对甲苯磺酰氯，为对甲苯磺酰氯的制备提供了一条新途径；并且，本发明工艺操作简单，所用试剂来源广泛，不仅得到的对甲苯磺酰氯的纯度可达99％以上，而且摩尔收率也可达95％以上，关键是，还可同时实现工业所回收的对甲苯磺酸镁的资源化利用，具有显著的工业应用价值。

Description

一种制备对甲苯磺酰氯的方法

技术领域

本发明涉及一种制备对甲苯磺酰氯的方法，具体说，是涉及一种直接以对甲苯磺酸镁为原料制备对甲苯磺酰氯的方法，属于有机合成技术领域。

背景技术

对甲苯磺酰氯为白色片状结晶，熔点为69-71℃，是一种重要的精细化工产品，被广泛的应用于染料、化工、医药等工业中。对甲苯磺酰氯是制造分散染料、冰染染料、酸性染料的中间体，在医药工业中是倍他美松、甲磺灭隆、磺胺类等十余种抗菌、消炎药的中间体，还可作为制备塑料增塑剂、树脂、涂料、农药及感光材料的中间体。随着染料、医药和农药行业的不断发展，对甲苯磺酰氯的市场前景非常广阔。

目前，关于对甲苯磺酰氯的合成路线主要有以下几种：

路线1：EP04039422专利中报道了以甲苯、氯磺酸和亚硫酰氯为原料的合成方法，由于该路线中亚硫酰氯的用量比较大，因此成本昂贵，工业应用前景不好；

路线2：CN1436773A专利中报道了以甲苯、氯磺酸、磺化助剂为原料的合成方法，但是此种方法的主要产物是邻甲苯磺酰氯，对甲苯磺酰氯只是反应的副产物，且反应需要的温度高，形成大量的硫酸废液；

除上述合成方法外，目前还有以反应活性较高的对甲苯磺酸钠、对甲苯磺酸钾、对甲苯磺酸铵为原料制备对甲苯磺酰氯的相关报道。虽然对甲苯磺酸镁与对甲苯磺酸钠、对甲苯磺酸钾、对甲苯磺酸铵同属于对甲苯磺酸盐，但由于对甲苯磺酸镁为2价金属盐，其反应活性要远低于一价金属盐：对甲苯磺酸钠、对甲苯磺酸钾及对甲苯磺酸铵，因此至今还没有直接以对甲苯磺酸镁为原料制备对甲苯磺酰氯的相关报道。

另外，在有机合成中，以含对甲苯磺酰基基团与镁盐参与的反应中，会产生对甲苯磺酸镁。由于对甲苯磺酸镁工业利用率低，即使回收，也形成大量固废，不仅增加了企业成本，造成物料的浪费，而且不利于原子经济性，不符合环保节能的要求，给此类企业也造成了很大困扰。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种直接以对甲苯磺酸镁为原料制备对甲苯磺酰氯的方法，同时实现工业所回收的对甲苯磺酸镁的资源化利用。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种制备对甲苯磺酰氯的方法，是先将对甲苯磺酸镁加入非质子极性有机溶剂中，然后在惰性气氛下与氯化试剂反应，制得对甲苯磺酰氯。

所述的非质子极性有机溶剂可选自N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二乙基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、乙腈中的任意一种，以N,N-二甲基甲酰胺或N,N-二甲基乙酰胺较佳，以N,N-二甲基甲酰胺最佳。

所述氯化试剂可选自二氯亚砜、三光气、三氯氧磷、五氯化磷、氯气中的任意一种，优选为二氯亚砜。

所述对甲苯磺酸镁与氯化试剂的摩尔比优选为1:1～1:2。

所述反应温度为50～100℃，以70～90℃较佳。

作为优选方案，反应结束，向反应体系中加入水及与水不相混溶的有机溶剂，进行搅拌分液，然后对收集的有机层进行洗涤、干燥及减压浓缩，得到对甲苯磺酰氯固体。

作为进一步优选方案，反应结束，先在保温下向反应体系中加入与水不相混溶的有机溶剂，保温搅拌20～40分钟，然后降温至0～30℃(优选为室温)，向体系中加入水，进行搅拌分液，再对收集的有机层进行洗涤、干燥及减压浓缩，得到对甲苯磺酰氯固体。

作为进一步优选方案，所加入的与水不相混溶的有机溶剂与加入的水的体积比为1:1～5:1，以1:1～2:1为最佳。

所述的与水不相混溶的有机溶剂可选自醚类溶剂、酯类溶剂、C1-C7烷烃、芳香烃、取代芳香烃、卤代烃中的任意一种；所述的醚类溶剂可选自甲基叔丁基醚或石油醚等，所述的酯类溶剂可选自乙酸乙酯、乙酸异丙酯或乙酸丁酯等，所述的C1-C7烷烃可选自正己烷、环己烷或庚烷等，所述的芳香烃可选自苯等，所述的取代芳香烃可选自甲苯或二甲苯等，所述的卤代烃可选自二氯甲烷或1,2-二氯乙烷等。

与现有技术相比，本发明具有如下显著性有益效果：

本发明首次实现了直接以对甲苯磺酸镁为原料制备对甲苯磺酰氯，为对甲苯磺酰氯的制备提供了一条新途径；并且，本发明工艺操作简单，所用试剂来源广泛，不仅得到的对甲苯磺酰氯的纯度可达99％以上，而且摩尔收率也可达95％以上，关键是，还可同时实现工业所回收的对甲苯磺酸镁的资源化利用。因此，本发明方法具有显著的工业应用价值。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明技术方案做进一步详细、完整地说明。实施例中所述对甲苯磺酸镁可以是市购原料，也可以是工业回收的对甲苯磺酸镁粗品。

实施例1

在装有恒压漏斗、搅拌器、冷凝管的250mL反应瓶中，加入30g(0.082mol,1.0eq)对甲苯磺酸镁，加入30mL N,N-二甲酰基甲酰胺溶剂，搅拌使对甲苯磺酸镁均匀悬浮于N,N-二甲酰基甲酰胺中，在氩气保护下滴加10.7g SOCl₂(0.090mol,1.1eq)，滴毕，升温至75℃，保温反应至体系溶清(约2～4小时)；保温向体系中滴加60mL甲苯，保温搅拌30分钟，然后降温至室温，加入60mL水，进行搅拌分液，对收集的有机层进行饱和食盐水洗涤、无水硫酸钠干燥及减压浓缩，即得30.1g对甲苯磺酰氯固体(纯度为99.7％，摩尔收率为96％)。

实施例2

在装有恒压漏斗、搅拌器、冷凝管的250mL反应瓶中，加入30g(0.082mol,1.0eq)对甲苯磺酸镁，加入80mL N,N-二甲酰基乙酰胺溶剂，搅拌使对甲苯磺酸镁均匀悬浮于N,N-二甲酰基乙酰胺中，在氩气保护下滴加29.1g三光气(0.098mol,1.2eq)的N，N-二甲基乙酰胺溶液50ml，滴毕，升温至80℃，保温反应至体系溶清(约2～4小时)；保温向体系中滴加100mL二氯甲烷，保温搅拌40分钟，然后降温至室温，加入20mL水，进行搅拌分液，对收集的有机层进行饱和食盐水洗涤、无水硫酸钠干燥及减压浓缩，即得30.5g对甲苯磺酰氯固体(纯度为99.0％，摩尔收率为97.5％)。

实施例3

在装有恒压漏斗、搅拌器、冷凝管的250mL反应瓶中，加入30g(0.082mol,1.0eq)对甲苯磺酸镁，加入50mL N,N-二甲酰基甲酰胺溶剂，搅拌使对甲苯磺酸镁均匀悬浮于N,N-二甲酰基甲酰胺中，在氩气保护下滴加14.6g SOCl₂(0.123mol,1.5eq),滴毕，升温至80℃，保温反应至体系溶清(约2～4小时)；保温向体系中滴加50mL甲基叔丁基醚，保温搅拌20分钟，然后降温至室温，加入50mL水，进行搅拌分液，对收集的有机层进行饱和食盐水洗涤、无水硫酸钠干燥及减压浓缩，即得30.3g对甲苯磺酰氯(纯度为99.3％，摩尔收率为97.0％)。

实施例4

在装有恒压漏斗、搅拌器、冷凝管的250ml反应瓶中，加入30g(0.082mol,1.0eq)对甲苯磺酸镁，加入30ml N,N-二甲酰基甲酰胺溶剂，搅拌使对甲苯磺酸镁均匀悬浮于N,N-二甲酰基甲酰胺中，在氩气保护下滴加10.7gSOCl₂(0.090mol,1.1eq)，滴毕，升温至50℃，保温反应至体系溶清(约2～4小时)；保温向体系中滴加60ml乙酸乙酯，保温搅拌30分钟，然后降温至室温，加入60ml水，进行搅拌分液，对收集的有机层进行饱和食盐水洗涤、无水硫酸钠干燥及减压浓缩，即得30.2g对甲苯磺酰氯(纯度为99.5％，摩尔收率为96.5％)。

实施例5

在装有恒压漏斗、搅拌器、冷凝管的250mL反应瓶中，加入30g(0.082mol,1.0eq)对甲苯磺酸镁，加入30mL二甲基亚砜，搅拌使对甲苯磺酸镁均匀悬浮于二甲基亚砜中，在氩气保护下滴加12.7g SOCl₂(0.107mol,1.3eq)，滴毕，升温至78℃，保温反应至体系溶清(约2～4小时)；保温向体系中滴加100mL环己烷，保温搅拌25分钟，然后降温至室温，加入30mL水，进行搅拌分液，对收集的有机层进行饱和食盐水洗涤、无水硫酸钠干燥及减压浓缩，即得30.4g对甲苯磺酰氯(纯度为99.1％，摩尔收率为97.3％)。

实施例6

在装有恒压漏斗、搅拌器、冷凝管的250mL反应瓶中，加入30g(0.082mol,1.0eq)工业回收的纯度为98％的对甲苯磺酸镁粗品，加入50mL N,N-二乙基甲酰胺溶剂，搅拌使对甲苯磺酸镁均匀悬浮于N,N-二乙基甲酰胺中，在氩气保护下滴加15.2g三氯氧磷(0.098mol,1.2eq)，滴毕，升温至85℃，保温反应至体系溶清(约2～4小时)；保温向体系中滴加60mL甲苯，保温搅拌35分钟，然后降温至室温，加入30mL水，进行搅拌分液，收集有机层，进行饱和食盐水洗涤、无水硫酸钠干燥及减压浓缩，即得29.8g对甲苯磺酰氯(纯度为99.8％，摩尔收率为95.3％)。

最后需要在此指出的是：以上仅是本发明的部分优选实施例，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种制备对甲苯磺酰氯的方法，其特征在于：所述方法是先将对甲苯磺酸镁加入非质子极性有机溶剂中，然后在惰性气氛下与氯化试剂反应，制得对甲苯磺酰氯。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的非质子极性有机溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二乙基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、乙腈中的任意一种。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述的非质子极性有机溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺或N,N-二甲基乙酰胺。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述氯化试剂选自二氯亚砜、三光气、三氯氧磷、五氯化磷、氯气中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述反应温度为50～100℃。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：反应结束，向反应体系中加入水及与水不相混溶的有机溶剂，进行搅拌分液，然后对收集的有机层进行洗涤、干燥及减压浓缩，得到对甲苯磺酰氯固体。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：反应结束，先在保温下向反应体系中加入与水不相混溶的有机溶剂，保温搅拌20～40分钟，然后降温至0～30℃，向体系中加入水，进行搅拌分液，再对收集的有机层进行洗涤、干燥及减压浓缩，得到对甲苯磺酰氯固体。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所加入的与水不相混溶的有机溶剂与所加入的水的体积比为1:1～5:1。

9.根据权利要求6-8中任一项所述的方法，其特征在于：所述的与水不相混溶的有机溶剂选自醚类溶剂、酯类溶剂、C1-C7烷烃、芳香烃、取代芳香烃、卤代烃中的任意一种。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述的醚类溶剂选自甲基叔丁基醚或石油醚，所述的酯类溶剂选自乙酸乙酯、乙酸异丙酯或乙酸丁酯，所述的C1-C7烷烃选自正己烷、环己烷或庚烷，所述的芳香烃选自苯，所述的取代芳香烃选自甲苯或二甲苯，所述的卤代烃选自二氯甲烷或1,2-二氯乙烷。