CN111004150B - 一种取代苯甲酰异氰酸酯的合成方法 - Google Patents

一种取代苯甲酰异氰酸酯的合成方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种取代苯甲酰基异氰酸酯的制备方法，属于农药/医药中间体领域。将取代苯甲酰氯与氰酸盐在有机溶剂中，在路易斯酸和对甲苯磺酸组成的复合催化剂存在下，反应生成取代苯甲酰异氰酸酯。该方法避免了价格较贵草酰氯和剧毒光气等使用，同时在反应中抑制了副反应苯甲腈产生，选择了适合商业化的反应条件和提高了反应的选择性和收率，减少了废物的生成，有益于降低生产成本，减少环境污染。

Description

一种取代苯甲酰异氰酸酯的合成方法
技术领域
本发明涉及一种取代苯甲酰异氰酸酯的制备方法，属于医药、农药中间体制备领域。
背景技术
取代苯甲酰异氰酸酯作为精细化工常见的原料，主要用于医药中间体或农药中间体。例如苯甲酰异氰酸酯可以与胺接着反应，制备脲类化合物，作为有机催化剂或农药原料。
取代苯甲酰基异氰酸酯的常用合成方法主要有以下几种：
方法一、采用取代苯基甲酰胺与草酰氯合成苯甲酰异氰酸酯。考虑到草酰氯价格相对较高，商业化生产中成本并不优势。
方法二、采用取代苯基甲酰胺与光气合成苯甲酰异氰酸酯。光气为剧毒气体，在我国和其他一些国家生产和使用都有严格规定，而且该反应要求设备的气密性很高，安全防范措施要求严格，投资较高，同时对于废气的处理也有严格的规定，不适合普通企业生产需求。
方法三、采用取代苯基甲酰氯与氰酸盐合成苯甲酰异氰酸酯。该方法中，由于副产苯甲腈的生成导致收率不高，重复性较差。
因此，很有必要对现有技术进行改进，在高收率得到产品的同时，减少反应过程中杂质生成，这样简单纯化后即可得到高纯产品，从而达到合成工艺具有成本竞争优势。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种取代苯甲酰异氰酸酯的制备方法。该方法是将取代苯甲酰氯与氰酸钠在合适的溶剂中，在复合催化剂存在下合成取代苯甲酰异氰酸酯，该方法条件温和，选择性好，可重复性高，收率高，减少了废物的生成，有益于降低生产成本，减少环境污染。
本发明所述一种取代苯甲酰异氰酸酯的制备方法，采用的技术方案，包括如下操作：将取代苯甲酰氯与氰酸盐在有机溶剂中，在路易斯酸和对甲苯磺酸组成的复合催化剂存在下，反应生成取代苯甲酰异氰酸酯。
进一步地，在上述技术方案中，所述取代苯甲酰氯中为邻或对位取代；取代基选自氢、氟、氯、溴、甲基、甲氧基、三氟甲基或三氟甲氧基。
进一步地，在上述技术方案中，所述氰酸盐为氰酸钠或氰酸钾。
进一步地，在上述技术方案中，所述有机溶剂为苯、甲苯、苯甲腈、乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、二氧六环、氯苯或邻二氯苯中的一种或多种。
进一步地，在上述技术方案中，所述路易斯酸为四氯化锡、氯化锌、三氯化铁、三氯化铝等，可通过商业购得，均为无水形式。
进一步地，在上述技术方案中，复合催化剂中，路易斯酸与对甲苯磺酸重量比为2:1-0.5。
进一步地，在上述技术方案中，路易斯酸与取代苯甲酰氯摩尔比为0.05-0.5:1；优选为0.15:1。
典型反应操作如下：将氰酸盐、路易斯酸、对甲苯磺酸和有机溶剂混合，在40-60℃下滴加取代苯甲酰氯，滴加完毕保温反应5-10小时，减压蒸除溶剂，继续减压蒸得取代苯甲酰异氰酸酯。
本发明的有益效果
以取代苯甲酰氯与氰酸钠在合适的溶剂中，以路易斯酸和对甲苯磺酸组成的复合催化剂，合成取代苯甲酰异氰酸酯。该方法避免了价格较贵草酰氯和剧毒光气等使用，同时在反应中抑制了副反应苯甲腈产生，选择了适合商业化的反应条件和提高了反应的选择性和收率，减少了废物的生成，有益于降低生产成本，减少环境污染。
具体实施方式
下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
下述实施例中所述试验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。其中，对甲苯磺酸商业购置的如带有结晶水，需加入甲苯脱水干燥后使用。
实施例1
将42.25g(0.65mol)氰酸钠、6.8g(0.05mol)氯化锌、3.4g对甲苯磺酸和200g氯苯置于反应釜中，控温40-50℃，开始滴加87.5g(0.5mol)邻氯苯甲酰氯。滴加完毕，升温至60℃保温反应8小时，减压蒸除溶剂，继续减压蒸得82.3g邻氯苯甲酰异氰酸酯，GC纯度99.7％，收率90.6％。
实施例2
将8.45g(0.13mol)氰酸钠、4g(0.03mol)氯化锌、1.0g对甲苯磺酸和50g二乙二醇二甲醚置于反应釜中，控温40-50℃，开始滴加14g(0.1mol)苯甲酰氯。滴加完毕，升温至60℃保温反应6.5小时，减压蒸除溶剂，继续减压蒸得13.6g苯甲酰异氰酸酯，GC纯度99.9％，收率92.8％。
实施例3
将84.5g(1.3mol)氰酸钠、20g(0.15mol)三氯化铝、10g对甲苯磺酸、400g邻二氯苯和40g二乙二醇二甲醚置于反应釜中，控温50-60℃，开始滴加176.5g(1mol)2,6-二氟苯甲酰氯。滴加完毕，维持60℃保温反应8小时，减压蒸除溶剂，继续减压蒸得168g 2,6-二氟苯甲酰异氰酸酯，GC纯度99.5％，收率91.75％。
实施例4
将42.25g(0.65mol)氰酸钠、19.5g(0.07mol)四氯化锡、9.75g对甲苯磺酸和200g甲苯置于反应釜中，控温50-55℃，开始滴加77.7g(0.5mol)4-甲基苯甲酰氯。滴加完毕，升温至60℃保温反应9小时，减压蒸除溶剂，继续减压蒸得71.5g 4-甲基苯甲酰异氰酸酯，GC纯度99.9％，收率88％。
实施例5
将42.25g(0.65mol)氰酸钠、6.8g(0.05mol)氯化锌和200g氯苯置于反应釜中，控温40-50℃，开始滴加87.5g(0.5mol)邻氯苯甲酰氯。滴加完毕，升温至60℃保温反应8小时。取样检测GC：谱图中邻氯苯甲酰异氰酸酯占46％，邻氯苯甲腈占49％。
实施例6
将42.25g(0.65mol)氰酸钠、6.8g(0.05mol)氯化锌、15g对甲苯磺酸和200g氯苯置于反应釜中，控温40-50℃，开始滴加87.5g(0.5mol)邻氯苯甲酰氯。滴加完毕，升温至60℃保温反应8小时，减压蒸除溶剂，继续减压蒸得81g邻氯苯甲酰异氰酸酯，GC纯度99.0％，收率89.22％。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种取代苯甲酰异氰酸酯的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：将取代苯甲酰氯与氰酸盐在有机溶剂中，在路易斯酸和对甲苯磺酸组成的复合催化剂存在下，反应生成取代苯甲酰异氰酸酯；具体操作为：将氰酸盐、路易斯酸、对甲苯磺酸和有机溶剂混合，在40-60℃下滴加取代苯甲酰氯，滴加完毕保温反应，减压蒸除溶剂，继续减压蒸得取代苯甲酰异氰酸酯；所述路易斯酸为氯化锌、三氯化铁或三氯化铝；复合催化剂中，路易斯酸与对甲苯磺酸重量比为2: 1-0.5。
2.根据权利要求1所述取代苯甲酰异氰酸酯的合成方法，其特征在于：所述氰酸盐为氰酸钠或氰酸钾。
3.根据权利要求1所述取代苯甲酰异氰酸酯的合成方法，其特征在于：所述取代苯甲酰氯中为邻或对位取代；取代基选自氟、氯、溴、甲基、甲氧基、三氟甲基或三氟甲氧基。
4.根据权利要求1所述取代苯甲酰异氰酸酯的合成方法，其特征在于：所述有机溶剂为苯、甲苯、苯甲腈、乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、二氧六环、氯苯或邻二氯苯中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述取代苯甲酰异氰酸酯的合成方法，其特征在于：路易斯酸与取代苯甲酰氯摩尔比为0.05-0.5: 1。
6.根据权利要求5所述取代苯甲酰异氰酸酯的合成方法，其特征在于：路易斯酸与取代苯甲酰氯摩尔比为0.15: 1。
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