CN107628995A - 一种吡啶硫酮锌的合成方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种吡啶硫酮锌的合成方法，属于有机合成领域，本发明以2‑氯吡啶为原料，通过氮氧化，巯基化，成盐三步反应得到最终产品。步骤简单，操作方便且所得产物含量高。

Description

一种吡啶硫酮锌的合成方法

技术领域：

本发明涉及一种吡啶硫酮锌的合成方法，属于药品制造领域。

背景技术：

吡啶硫酮锌又名奥麦丁锌(ZPT)，分子式为C₁₀H₈N₂O₂S₂Zn，一种乳白色水分散体或类白色粉末状固体。

吡啶硫酮锌用于香波去头皮屑，可抑制革兰氏阳性、阴性细菌及霉菌的生长。能有效地护理头发，延缓头发的衰老，控制白发和脱发的产生。另外还用作化妆品保存剂，油剂、涂料杀生剂。还可用作防腐剂、防污剂等，广泛应用于农业、工业、医药卫生以及化妆品等领域。

吡啶硫酮锌的现有合成技术工艺比较多，一般可以分为三种：①以2-氨基吡啶为起始原料，经乙酰化、氧化、水解、重氮化、氯化和巯基化，最后与锌盐螯合得到最终产品；②以吡啶为原料，经氧化后以NaOH为催化剂与硫在在二甲基亚砜(DMSO)溶液中共热制得2-巯基吡啶-N-氧化物，然后与锌盐螯合得到最终产品；③以2-卤代吡啶为原料，经氧化、巯基化和螯合成盐得到最终产品。

工业上近些年一般选用第三种方法来合成吡啶硫酮锌。

然而，无论哪种方法，生产出的产品含量都不高。吡啶硫酮锌是有机金属盐，不溶于常规溶剂，使其提纯精制也很困难，专利CN102603625B公开了一种吡啶硫酮锌提纯新方法，但是该方法得到的吡啶硫酮锌颜色与精制前相比较差。因此通过改进工艺直接得到含量合格的产品是一条比较好的思路。

发明内容：

针对现有吡啶硫酮锌合成工艺中普遍存在的含量偏低问题，本发明的目的在于提供一种直接合成高含量的吡啶硫酮锌的方法，避免了精制工序，所述方法过程简单，得到的吡啶硫酮锌含量≥99％。

所述方法采用2-氯吡啶作为原料，在催化剂的作用下与双氧水反应得到2-氯吡啶氮氧化物，再与NaHS溶液直接进行巯基化反应得到2-巯基吡啶-N-氧化物，最后直接与氧化锌反应得到ZPT。

技术方案：

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种吡啶硫酮锌的合成方法，包括如下步骤：

(1)2-氯吡啶氮氧化：向容器中加入2-氯吡啶，水和催化剂，所述2-氯吡啶和催化剂的质量比为1∶0.03～0.5，搅拌，升温至40～90℃，滴加过氧化氢，在该温度条件下反应3～10小时，降至常温，过滤，得到2-氯吡啶氮氧化物溶液；

(2)2-氯吡啶氮氧化物溶液60～90℃滴入NaHS与碱的混合溶液中，保温反应2～6h，然后降温，调节pH值到4-6，脱色，得到2-巯基吡啶-N-氧化物溶液；

(3)2-巯基吡啶-N-氧化物溶液中加入适量氧化锌，40～90℃反应3～6h，过滤，水洗、烘干后得到吡啶硫酮锌。

根据本发明所提供的一种吡啶硫酮锌的合成方法，采用的是，所述催化剂为TiO₂。

根据本发明所提供的一种吡啶硫酮锌的合成方法，采用的是，所述过氧化氢的浓度为30％，与2-氯吡啶的摩尔比为1∶0.5～1。

根据本发明所提供的一种吡啶硫酮锌的合成方法，采用的是，所述溶剂为去离子水。

根据本发明所提供的一种吡啶硫酮锌的合成方法，采用的是，步骤(2)中所述NaHS与碱的混合溶液为43％NaHS溶液和25％NaOH溶液质量比1∶0.7～0.9配制而成。

根据本发明所提供的一种吡啶硫酮锌的合成方法，采用的是，步骤(3)中最终反应液pH值为6～8。

根据本发明所提供的一种吡啶硫酮锌的合成方法，采用的是，步骤(3)中氧化锌与2-巯基吡啶-N-氧化物摩尔比为1∶2。

根据本发明所提供的一种吡啶硫酮锌的合成方法，采用的是，所述脱色采用原料5％～7％活性炭进行。

含量检测方法：

ZPT含量以淀粉为指示剂，以碘标准滴定液进行氧化还原反应滴定。

称取样品0.2-0.3g于250ml锥形瓶中，加入浓盐酸10ml，水100ml，摇匀。然后加入1ml淀粉指示剂(1.0％)，立即用碘标准滴定溶液滴定至溶液成蓝紫色，保持30秒不退色为终点。需做平行样。

ZPT含量计算公式如下：

ZPT(％)＝0.05*C*V*317.7/m

C-------------------------------碘标液的浓度，mol/L

V-------------------------------碘标液的体积，ml

m------------------------------样品重量，g

有益效果：

本发明所提供的一种吡啶硫酮锌的合成方法的有益效果在于：采用此方法，减少了体系中的硫酸盐含量，方便洗涤；2-巯基吡啶N-氧化物与氧化锌反应生成水，减少体系中的盐含量；吡啶硫酮锌的含量从89％～96％提升至99％以上；同时工艺操作简单，废水量和COD明显下降。

具体实施方式：

下面通过具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

500ml反应瓶中加入20g2-氯吡啶和0.6g催化剂TiO₂，升温到50℃，滴加20g30％的过氧化氢，所述过氧化氢用量和2-氯吡啶的物质的量比为1∶1，反应10小时，降到常温，过滤，滤饼抽干，用10g去离子水洗涤，滤液为2-氯吡啶氮氧化物水溶液；体系升温至70℃，滴加入30g 25％NaOH溶液和21g 43％NaHS溶液配成的混合液中，保温反应6h。然后降温至室温，调节pH值到4.5，加入1g活性炭脱色0.5h，得到2-巯基吡啶-N-氧化物溶液；2-巯基吡啶-N-氧化物溶液中加入7.2g氧化锌，70℃反应6h，过滤，水洗、烘干后得到吡啶硫酮锌。收率94.3％，含量99.1％。

实施例2

500ml反应瓶中加入20g2-氯吡啶和1.2g催化剂TiO₂，升温到70℃，滴加30g30％的过氧化氢，所述过氧化氢用量和2-氯吡啶的物质的量比为1.5∶1，反应4小时，降到常温，过滤，滤饼抽干，用10g去离子水洗涤，滤液为2-氯吡啶氮氧化物水溶液；体系升温至80℃，滴加入30g 25％NaOH溶液和24g 43％NaHS溶液配成的混合液中，保温反应4h。然后降温至室温，调节pH值到5，加入1.5g活性炭脱色0.5h，得到2-巯基吡啶-N-氧化物溶液；2-巯基吡啶-N-氧化物溶液中加入7.2g氧化锌，80℃反应4h，过滤，水洗、烘干后得到吡啶硫酮锌。收率92.7％，含量99.3％。

实施例3

500ml反应瓶中加入20g2-氯吡啶和1.8g催化剂TiO₂，升温到90℃，滴加40g30％的过氧化氢，所述过氧化氢用量和2-氯吡啶的物质的量比为2∶1，反应3小时，降到常温，过滤，滤饼抽干，用10g去离子水洗涤，滤液为2-氯吡啶氮氧化物水溶液；体系升温至90℃，滴加入30g 25％NaOH溶液和27g 43％NaHS溶液配成的混合液中，保温反应2h。然后降温至室温，调节pH值到6，加入2g活性炭脱色0.5h，得到2-巯基吡啶-N-氧化物溶液；2-巯基吡啶-N-氧化物溶液中加入7.2g氧化锌，90℃反应3h，过滤，水洗、烘干后得到吡啶硫酮锌。收率92.4％，含量99.2％。

实施例4

1L反应瓶中加入60g2-氯吡啶和3.6g催化剂TiO₂，升温到70℃，滴加60g30％的过氧化氢，所述过氧化氢用量和2-氯吡啶的物质的量比为1∶1，反应4小时，降到常温，过滤，滤饼抽干，用30g去离子水洗涤，滤液为2-氯吡啶氮氧化物水溶液；体系升温至70℃，滴加入90g 25％NaOH溶液和72g 43％NaHS溶液配成的混合液中，保温反应4h。然后降温至室温，调节pH值到4.5，加入3g活性炭脱色0.5h，得到2-巯基吡啶-N-氧化物溶液；2-巯基吡啶-N-氧化物溶液中加入21.6g氧化锌，90℃反应3h，过滤，水洗、烘干后得到吡啶硫酮锌。收率93.3％，含量99.4％。

Claims (7)

1.一种吡啶硫酮锌的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)2-氯吡啶氮氧化：2-氯吡啶，水和催化剂TiO₂与过氧化氢，在温度为40～90℃条件下反应3～10小时得到2-氯吡啶氮氧化物溶液；所述2-氯吡啶和催化剂的质量比为1∶0.03～0.5；

(2)2-氯吡啶氮氧化物溶液在温度为60～90℃条件下，NaHS与碱的混合溶液中，保温反应2～6h，得到2-巯基吡啶-N-氧化物溶液；

(3)2-巯基吡啶-N-氧化物溶液与氧化锌在温度为40～90℃下反应3～6h得到吡啶硫酮锌。

2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：所述步骤(1)中过氧化氢的浓度为30％，与2-氯吡啶的摩尔比为1∶0.5～1。

3.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：步骤(2)中所述NaHS与碱的混合溶液为43％NaHS溶液和25％NaOH溶液质量比1∶0.7～0.9配制而成。

4.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：步骤(3)中最终反应液pH值为6～8。

5.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：步骤(3)中氧化锌与2-巯基吡啶-N-氧化物摩尔比为1∶2。

6.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：所述步骤(3)还包括调节pH值、脱色步骤。

7.根据权利要求6所述的合成方法，其特征在于：所述的pH值为3～6，采用原料5％～7％活性炭进行脱色。