CN112778171A - 一种3-溴甲基-2-氯-4-甲基磺酰基苯甲酸的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于化学合成技术领域,涉及一种3‑溴甲基‑2‑氯‑4‑甲基磺酰基苯甲酸的制备方法。所述3‑溴甲基‑2‑氯‑4‑甲基磺酰基苯甲酸的制备方法,包括:以3‑甲基‑2‑氯‑4‑甲基磺酰基苯甲酸为原料,氢溴酸为溴化剂,双氧水为氧化剂,在引发剂存在下,在有机溶剂中加热回流反应制得3‑溴甲基‑2‑氯‑4‑甲基磺酰基苯甲酸。所述方法不仅避免了生产步骤的增加,同时还减少了废水的生成,降低了生产成本。所得式(2)化合物苯甲酰环己二酮类除草剂中间体3‑溴甲基‑2‑氯‑4‑甲基磺酰基苯甲酸的收率和纯度均较高;所用的原料对人体更加安全;整个工艺更加安全、简便且成本低;部分反应物料能够回收套用,进一步降低成本,并且更加环保。
Description
技术领域
本发明属于化学合成技术领域,涉及一种3-溴甲基-2-氯-4-甲基磺酰基苯甲酸的制备方法。
背景技术
环磺酮、呋喃磺草酮、三唑磺草酮等都是苯甲酰环己二酮类除草剂,为对羟基苯基丙酮酸双氧化酶(HPPD)抑制剂,均具有高活性,防治期长、用量少等特点,主要用于水稻、谷物田防除一年生和多年生阔叶杂草,芽前芽后均可使用。
而3-溴甲基-2-氯-4-甲基磺酰基苯甲酸是合成环磺酮、呋喃磺草酮、三唑磺草酮重要的精细化工中间体。目前3-溴甲基-2-氯-4-甲基磺酰基苯甲酸的制备方法主要有以下几种:
专利WO2003022800中介绍的以3-甲基-2-氯-4-甲基磺酰基苯甲酸和过量的N-溴代琥珀酰亚胺(NBS)或二溴海因进行溴代反应;但此方法不仅成本高(NBS价格昂贵),而且因放大效应不适于工业大生产。
专利CN1323292A、EP282944、WO2001007422中介绍先将3-甲基-2-氯-4-甲基磺酰基苯甲酸生成酯,在溶剂存在下与溴化钠、溴酸钠水溶液经引发剂滴加硫酸水催化下进行溴代反应,再水解得到酸;此方法虽然反应快,但是反应步骤多,生产成本增加,而且废水量巨大,后处理艰难,环保压力大。
发明内容
为了克服上述技术问题,本发明提供一种新的3-溴甲基-2-氯-4-甲基磺酰基苯甲酸的制备方法。所述方法不仅避免了生产步骤的增加,同时还减少了废水的生成,降低了生产成本,具有简便、安全、高转化率、成本低和环保等优点。
本发明所述的3-溴甲基-2-氯-4-甲基磺酰基苯甲酸的制备方法,包括:以3-甲基-2-氯-4-甲基磺酰基苯甲酸为原料,氢溴酸为溴化剂,双氧水为氧化剂,在引发剂存在下,在有机溶剂中加热回流反应制得3-溴甲基-2-氯-4-甲基磺酰基苯甲酸。
其合成路线如下:
本发明所述方法能够同时提高化合物(2)3-溴甲基-2-氯-4-甲基磺酰基苯甲酸的收率和纯度,并且本发明的方法更加简便、安全和环保。
为了获得更好的综合效果,本发明还对反应条件作进一步深入研究。
根据本发明的一些实施例,所述氢溴酸与所述3-甲基-2-氯-4-甲基磺酰基苯甲酸(化合物1)的摩尔比为(1.0-2.0):1,优选(1.20-1.30):1。研究表明,在此优选比例条件下,可使反应进行更加充分,更有利于提高反应含量和收率。
根据本发明的一些实施例,所述双氧水与所述3-甲基-2-氯-4-甲基磺酰基苯甲酸(化合物1)的摩尔比为(0.8-4.0):1,优选(1.60-1.80):1。研究表明,在此优选比例条件下,可使反应进行更加充分,更有利于提高反应含量和收率。
根据本发明的一些实施例,所述引发剂选自偶氮二异丁腈或过氧化二苯甲酰,优选偶氮二异丁腈。
根据本发明的一些实施例,所述引发剂与所述3-甲基-2-氯-4-甲基磺酰基苯甲酸(化合物1)的摩尔比为(0.01-0.1):1。
根据本发明的一些实施例,所述有机溶剂选自乙腈、氯苯、二氯甲烷、氯仿或二氯乙烷等中的一种,优选二氯乙烷。研究表明,通过筛选合适的有机溶剂,更有利于促进反应的充分进行,显著提高纯度和收率。
根据本发明的一些实施例,所述有机溶剂的用量为3-甲基-2-氯-4-甲基磺酰基苯甲酸(化合物1)重量的4-8倍,优选5-6倍。研究表明,在此比例条件下,既能使反应充分进行,又可控制反应成本且所选溶剂可回收套用,提高综合效益。
根据本发明的一些实施例,所述反应所需温度为50-90℃,优选70-80℃。研究发现,在此温度条件下,既能保证反应的充分进行,又可节约能耗,提高工业化生产综合效益。
根据本发明的一些实施例,在上述制备方法中,先将3-甲基-2-氯-4-甲基磺酰基苯甲酸加入到有机溶剂中,搅拌升温至50-90℃之间出现回流;此时,开始以0.2-0.5g/min的速度滴加氢溴酸,随即以0.15-0.4g/min的速度滴加双氧水。研究发现,合理控制滴加速度,能够更促进反应的充分进行,显著提高反应的收率和纯度。
需要特别说明的是,在上述滴加过程中,须在氢溴酸滴加完成后10min内加完双氧水。
优选地,所述氢溴酸是以质量浓度40%氢溴酸水溶液的形式滴加;所述双氧水是以质量浓度30%双氧水溶液的形式滴加。
根据本发明的一些实施例,在上述制备方法中,在滴加氢溴酸和双氧水的过程中,每0.5-1h加一次引发剂;所述引发剂每次的加入量与所述3-甲基-2-氯-4-甲基磺酰基苯甲酸的摩尔比为(0.007-0.009):1,优选0.008:1。
在本发明的方法中,对反应的时间没有特别的限定,本领域技术人员可以通过采用常规方法例如GC、HPLC进行检测分析,优选在所示的化合物的转化率达到99.0%以上时停止反应。
作为本发明的具体实施方式之一,所述3-溴甲基-2-氯-4-甲基磺酰基苯甲酸的制备方法,包括:
(1)在带有温度计、回流冷凝管和搅拌桨的反应瓶内,加入二氯乙烷和3-甲基-2-氯-4-甲基磺酰基苯甲酸;
(2)搅拌升温至70-80℃开始回流,此时,以0.2-0.5g/min的速度滴加氢溴酸,随即以0.15-0.4g/min的速度滴加双氧水;
滴加过程中,每0.5-1h加入偶氮二异丁腈,共计回流反应5-6小时;
(3)取样中控反应完成后,脱出二氯乙烷后抽滤,得到白色固体,即为3-溴甲基-2-氯-4-甲基磺酰基苯甲酸(化合物2)。
本发明所取得的有益效果如下:
(1)所得式(2)化合物苯甲酰环己二酮类除草剂中间体3-溴甲基-2-氯-4-甲基磺酰基苯甲酸的收率和纯度均较高;
(2)所用的原料对人体更加安全;
(3)整个工艺更加安全、简便且成本低;
(4)部分反应物料能够回收套用,三废少,进一步降低成本,并且更加环保。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
实施例1
本实施例提供一种3-溴甲基-2-氯-4-甲基磺酰基苯甲酸的制备方法,包括:
在带有温度计、回流冷凝管和搅拌桨的1000ml四口反应瓶内,加入280g二氯乙烷,49.72g(0.2mol)3-甲基-2-氯-4-甲基磺酰基苯甲酸搅拌升温至75℃出现回流,同时开始以0.2g/min的速度滴加48.6g(0.24mol)40%氢溴酸水溶液,并以0.15g/min的速度滴加36.3g(0.32mol)30%双氧水溶液,注意控制双氧水须在氢溴酸滴加完成后10min内滴加完;
此外,滴加期间,每1.0h加入0.25g(0.0016mol)的偶氮二异丁腈,共计回流反应5-6小时;
取样中控反应完成后,常压脱出二氯乙烷后抽滤得到白色固体,烘干得到64.8g,含量96.79%,收率96.2%。
实施例2
本实施例提供一种3-溴甲基-2-氯-4-甲基磺酰基苯甲酸的制备方法,包括:
在带有温度计、回流冷凝管和搅拌桨的1000ml四口反应瓶内,加入280g氯苯,49.72g(0.2mol)3-甲基-2-氯-4-甲基磺酰基苯甲酸搅拌升温至75-80℃之间,同时以0.2g/min的速度滴加入48.6g(0.24mol)40%氢溴酸水溶液,并以0.15g/min的速度滴加入36.3g(0.32mol)30%双氧水溶液;注意控制双氧水须在氢溴酸滴加完成后10min内滴加完;
此外,滴加期间,每1.0h加入0.25g(0.0016mol)的偶氮二异丁腈,共计反应5-6小时;
取样中控反应完成后,常压脱出氯苯后抽滤得到白色固体,烘干得到65.28g,含量95.98%,收率96.1%。
对比例(以N-溴代琥珀酰亚胺NBS)
本对比例提供一种3-溴甲基-2-氯-4-甲基磺酰基苯甲酸的合成方法,包括:
在带有温度计、回流冷凝管和搅拌桨的1000ml四口反应瓶内,加入280g二氯乙烷,49.72g(0.05mol)3-甲基-2-氯-4-甲基磺酰基苯甲酸搅拌,同时加入43.2g N-溴代琥珀酰亚胺(NBS)、2.8g偶氮二异丁腈,升温至75℃微回流,缓慢的滴加入1.2g溴,保持75-80℃之间回流反应5-6小时;
取样中控反应完成后,常压脱出二氯乙烷后抽滤得到白色固体,烘干得到59.2g,含量94.8%,收率86.1%。
比较实施例1、实施例2与对比例可知,实施例1和实施例2所得产物的收率和定量均高于对比例,尤其是收率显著提高。
此外,实施例1和实施例2的制备方法不仅避免了生产步骤的增加,同时还减少了废水的生成,降低了生产成本,具有简便、安全、高转化率、成本低和环保等优点。
虽然,上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种3-溴甲基-2-氯-4-甲基磺酰基苯甲酸的制备方法,其特征在于,包括:以3-甲基-2-氯-4-甲基磺酰基苯甲酸为原料,氢溴酸为溴化剂,双氧水为氧化剂,在引发剂存在下,在有机溶剂中加热回流反应制得3-溴甲基-2-氯-4-甲基磺酰基苯甲酸。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述氢溴酸与所述3-甲基-2-氯-4-甲基磺酰基苯甲酸的摩尔比为(1.0-2.0):1,优选(1.20-1.30):1。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,所述双氧水与所述3-甲基-2-氯-4-甲基磺酰基苯甲酸的摩尔比为(0.8-4.0):1,优选(1.60-1.80):1。
4.根据权利要求1-3任一所述的制备方法,其特征在于,所述引发剂选自偶氮二异丁腈或过氧化二苯甲酰,优选偶氮二异丁腈。
5.根据权利要求1-4任一所述的制备方法,其特征在于,所述引发剂与所述3-甲基-2-氯-4-甲基磺酰基苯甲酸的摩尔比为(0.01-0.1):1。
6.根据权利要求1-5任一所述的制备方法,其特征在于,所述有机溶剂选自乙腈、氯苯、二氯甲烷、氯仿或二氯乙烷中的一种,优选二氯乙烷。
7.根据权利要求1-6任一所述的制备方法,其特征在于,所述有机溶剂的用量为3-甲基-2-氯-4-甲基磺酰基苯甲酸重量的4-8倍,优选5-6倍。
8.根据权利要求1-7任一所述的制备方法,其特征在于,所述反应的温度为50-90℃,优选70-80℃。
9.根据权利要求1-8任一所述的制备方法,其特征在于,先将所述3-甲基-2-氯-4-甲基磺酰基苯甲酸加入到所述有机溶剂中,搅拌升温至50-90℃回流;此时,以0.2-0.5g/min的速度滴加氢溴酸,随即以0.15-0.4g/min的速度滴加双氧水。
10.根据权利要求1-9任一所述的制备方法,其特征在于,在所述氢溴酸和双氧水的滴加过程中,每0.5-1h加一次引发剂;每次加入的引发剂与所述3-甲基-2-氯-4-甲基磺酰基苯甲酸的摩尔比为(0.007-0.009):1,优选0.008:1。
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