CN113387856A - 3-取代基二苯硫醚的合成方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种3‑取代基二苯硫醚的合成方法，包括以下步骤：合成羟基：在原料中加入质量浓度为30％～70％的硫酸溶液，然后升温至130～250℃反应4～20小时；合成烷氧基：在原料中加入质量浓度为30％～70％的硫酸溶液和醇类溶剂，然后升温至130～250℃反应4～20小时；所得反应产物经后处理，得3‑取代基二苯硫醚。本发明工艺简单，操作方便，避免了重氮化的危险工艺。

Description

3-取代基二苯硫醚的合成方法

技术领域

本发明涉及有机合成技术领域，具体为一种以3-氨基二苯硫醚或3，3’-二氨基二苯硫醚为原料，经水解或醇解一步制备对应3-羟基或3-烷氧基二苯硫醚的合成方法。

背景技术

3-取代基二苯硫醚包括3-羟基二苯硫醚和3-烷氧基二苯硫醚，3-羟基二苯硫醚和3-烷氧基二苯硫醚均是重要的精细化学品，被广泛用于医药、农药、材料、香精等领域。3，3’-二羟基二苯二硫醚和3，3’-二甲氧基二苯二硫醚经过还原反应可得到3-甲氧基苯硫酚、3-羟基苯硫酚这两个中间体，这两个中间体可用于雷洛昔芬和阿左昔芬等医药合成；3，3’-二羟基二苯二硫醚和3，3’-二甲氧基二苯二硫醚也作为一种助剂，用于聚苯硫醚(PPS)和橡胶材料的合成。

二苯硫醚和二苯二硫醚的合成有很多常规的合成方法。其中含3-取代基的二苯硫醚合成方法通常有：

A、由对应的3-取代基苯硫酚和卤代苯反应得到，卤代苯通常是碘苯，其活性较高，如果卤素邻对位有吸电子基，可增强其活性。

B、对应的3-取代基苯硫酚和碱在水中成硫酚盐，再和相应的重氮盐缩合，得到3-取代基二苯硫醚。

C、如美国专利US6054622描述：3-羟基二苯硫醚则可用3-氨基二苯硫醚经重氮化，然后在稀硫酸中高温水解得到。该专利实际上是两步反应，第一步用硫酸和亚硝酸钠制备重氮盐，第二步重氮盐在稀硫酸中的水解变成酚。重氮化通常存在一定的安全隐患：重氮盐制备一定要低温0℃左右，重氮盐不稳定，温度高了容易引发爆炸。

D、3，3’-二羟基或者二甲氧基二苯二硫醚通常由对应的苯硫酚经氧化得到。

3-甲氧基二苯硫醚通常用方法A和B都可以得到；而3-羟基二苯硫醚则较难合成，一方面含酚羟基的苯硫酚很不稳定，容易被氧化；另一方面如果采用方法B，含酚羟基的化合物也很容易和重氮盐生成偶氮类化合物，导致产率低下，提纯困难，所以3-羟基二苯硫醚很难进行真正有效工业化生产。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种工艺简单，操作方便，避免了重氮化的3-取代基二苯硫醚的合成方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种3-取代基二苯硫醚的合成方法，包括以下步骤：

1)、为以下任一：

合成羟基：在原料中加入质量浓度为30％～70％的硫酸溶液(硫酸水溶液)，然后升温至130～250℃反应(水解反应)4～20小时；硫酸与原料中的氨基的摩尔比为1～12：1；

合成烷氧基：在原料中加入质量浓度为30％～70％的硫酸溶液(硫酸水溶液)和醇类溶剂，然后升温至130～250℃反应(醇解反应)4～20小时；硫酸与原料中的氨基的摩尔比为1～12：1，醇与原料中的氨基的摩尔比为2～20：1；

2)、所得反应产物经后处理，得3-取代基二苯硫醚；

所述原料的结构通式为

3-取代基二苯硫醚的结构通式为

作为本发明的3-取代基二苯硫醚的合成方法的改进：

x＝1或2；

R₁为氢、氨基、卤素、甲基、乙基、异丙基、酰基、羧基、硝基、三氟甲基、甲硫基、乙硫基、甲砜基、乙砜基，

R₂为羟基、C₁-C₆的烷氧基。

即，在本发明中，水解反应时，所得产物为3-羟基二苯硫醚；醇解反应时，所得产物为3-烷氧基二苯硫醚。

作为本发明的3-取代基二苯硫醚的合成方法的进一步改进：

当合成烷氧基时，所用醇类溶剂为C₁-C₆的醇(甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇等)。

作为本发明的3-取代基二苯硫醚的合成方法的进一步改进：

反应温度为170～230℃，反应时间为6～12小时；

合成烷氧基时，醇与原料中氨基的摩尔比为4～10：1。

作为本发明的3-取代基二苯硫醚的合成方法的进一步改进，

当步骤1)的反应为合成羟基时，步骤2)的后处理为：

2.1-1)、将反应结束后所得的反应产物降至室温，加入水(稀释硫酸)，从而析出固体Ⅰ；

2.2-1)、所述固体Ⅰ水洗后加入碱溶液升温溶解，再加入活性炭吸附，抽滤，将抽滤所得滤液加酸(至Ph为3-4)进行酸碱中和，从而析出固体Ⅱ；

2.3-1)、固体Ⅱ用溶剂进行重结晶，得3-羟基二苯硫醚；

当步骤1)的反应为合成烷氧基时，步骤2)的后处理为：

2.1-2)、将反应结束后所得的反应产物降至室温，加入水(稀释硫酸)，从而析出固体Ⅰ；

2.2-2)、所述固体Ⅰ水洗后加入碱溶液升温溶解，再加入活性炭吸附，抽滤；

2.3-2)、抽滤所得的滤饼进行重结晶，得3-烷氧基二苯硫醚。

作为本发明的3-取代基二苯硫醚的合成方法的进一步改进：重结晶所用溶剂为二氯乙烷、甲苯、氯苯、二甲苯、甲醇、乙醇、异丙醇、乙酸乙酯、乙酸异丙酯的至少一种(即，一种或多种，优选为甲苯、乙醇、异丙醇)。

说明：重结晶过程中，还是用了活性炭，目的是对杂质进行进一步的吸附。

本发明采用3-氨基二苯硫醚或3，3’-二氨基二苯硫醚为原料，在一定浓度的硫酸溶液中高温发生水解或醇解得到3-羟基二苯硫醚或3-烷氧基二苯硫醚。本发明中含取代基的二苯硫醚包括二苯单硫醚和二苯二硫醚，即，结构通式中，x＝1或2。

本发明的反应式如下：

上述反应的反应位点为苯环上的氨基，氨基可存在于3和3’位。硫酸溶液为30％-70％的硫酸水溶液。根据目标产物不同，溶剂为水、甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇等C₁-C₆的醇类。

发明的技术优势在于：

避开了重氮盐的制备，一步反应将二苯硫醚3位的氨基在硫酸溶液中水解成酚羟基。如果要制备烷氧基二苯硫醚，则加入醇，一步得到烷氧基取代的二苯硫醚。由于避开了重氮反应，降低了反应的安全风险。

本发明工艺简单，操作方便，避免了重氮化的危险工艺，收率和含量可以满足要求，适用于工业化生产。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

以下案例所得产物均鉴定了其名称和结构式的正确性。

％均为质量％。

实施例1、3-羟基二苯单硫醚的合成

500ml高压釜四氟内衬罐中加入150克70％H₂SO₄水溶液(H₂SO₄1.07mol)、20.1克3-氨基二苯单硫醚(0.1mol)，升温至210℃，保温反应6小时。

反应结束后，降至室温，加入200克水稀释硫酸，析出棕色固体。抽滤后，滤饼(棕色固体)用200ml水洗一遍。将水洗后的滤饼投入180克5％液碱(即质量浓度为5％的NaOH溶液)中升温至80℃溶解，加入0.5克活性炭保温30分钟。抽滤后往滤液中滴加约20克36％盐酸(此时pH值约为3-4)，析出浅褐色的粉末。抽滤后所得滤饼(浅褐色的粉末)用100ml无水乙醇升温至78℃溶清后，加入0.5克活性炭保温搅拌1小时后，趁热抽滤，滤液缓慢降温至20℃，得到浅棕色粉末(3-羟基二苯单硫醚)14.08克。收率70.4％，含量98.46％。

3-氨基二苯单硫醚的结构式为：

3-羟基二苯单硫醚的结构式为：

即，此实施例中，X＝1，R1为氢，R2为羟基，即，氨基水解成羟基。

实施例2、3，3’-二羟基二苯二硫醚的合成

500ml高压釜四氟内衬罐中加入200克65％H₂SO₄水溶液(H₂SO₄ 1.33mol)、24.8克3,3’-二氨基二苯二硫醚(0.1mol)，升温至200℃，保温反应10小时。

反应结束后，降至室温，加入300克水，析出棕色固体。抽滤后，滤饼(棕色固体)用200ml水洗一遍。将水洗后的滤饼投入300克5％液碱中升温至85℃溶解，加入0.5克活性炭保温搅拌30分钟。抽滤后往滤液中滴加约42克36％盐酸(此时pH值约为3-4)，析出浅棕色的粉末。抽滤后滤饼(浅棕色的粉末)用150ml异丙醇升温至80℃溶清后，加入0.5克活性炭保温搅拌1小时后，趁热抽滤，滤液缓慢降温至20℃，得到类白色粉末(3，3’-二羟基二苯二硫醚)16.3克。收率65.3％，含量99.1％。

3,3’-二氨基二苯二硫醚的结构式为：

3，3’-二羟基二苯二硫醚的结构式为：

实施例3、3，3’-二甲氧基二苯二硫醚的合成

500ml高压釜四氟内衬罐中加入200克55％H₂SO₄水溶液(H₂SO₄1.12mol)、50克甲醇(1.56mol)，24.8克3，3’-二氨基二苯二硫醚(0.1mol)，升温至220℃，保温反应12小时。

反应结束后，降至室温，加入300克水，析出棕色固体。抽滤后，滤饼(棕色固体)用200ml水洗一遍。将水洗后的滤饼投入300克2％液碱中升温至85℃溶解，加入0.5克活性炭保温30分钟，趁热抽滤，抽滤得到的滤饼为棕色固体，滤饼用200克甲苯升温至100℃溶清后，加入0.5克活性炭保温搅拌1小时后，趁热抽滤，滤液缓慢降温至20℃后析出白色粉末(3，3’-二甲氧基二苯二硫醚)17.7克，收率63.8％，含量99.4％。

3，3’-二氨基二苯二硫醚的结构式为

3，3’-二甲氧基二苯二硫醚的结构式为：

实施例4、3，3’-二乙氧基二苯二硫醚的合成：

相对于实施例3，作如下改动：

将反应时所用溶剂由“50克甲醇”改成“50克乙醇(1.09mol)”，将“滤饼用200克甲苯升温至100℃溶清后”改成“滤饼用200克乙醇升温至78℃溶清后”；其余等同于实施例4。

最终析出白色粉末(3，3’-二乙氧基二苯二硫醚)12.5克，收率42.1％，含量98.2％。

3，3’-二乙氧基二苯二硫醚的结构式为：

实施例5、3,3’-二甲氧基二苯单硫醚的合成：

原料为3，3’-二氨基二苯单硫醚，

500ml高压釜四氟内衬罐中加入200克55％H₂SO₄水溶液(H₂SO₄1.12mol)、50克甲醇(1.56mol)，10.8克3，3’-二氨基二苯单硫醚(0.05mol)，升温至220℃，保温反应12小时。

反应结束后，降至室温，加入300克水，析出棕色固体。抽滤后，滤饼用200ml水洗一遍。将水洗后的滤饼投入60克10％液碱中升温至85℃，加入0.5克活性炭保温30分钟。抽滤后得到的滤饼为棕色固体，滤饼用200克甲苯升温至100℃溶清后，加入0.5克活性炭搅拌1小时，趁热抽滤，滤液缓慢降温至20℃后析出白色粉末(3,3’-二甲氧基二苯单硫醚)6.5克，收率53.2％，含量99.4％。

产物为

对比例1、70％H₂SO₄水溶液的用量上升为200g，其余参照实施例1。此案例相对于实施例1而言，产物收率并没有有效的增加，且导致废硫酸变多。因此，不推荐使用。

对比例2、将实施例1改成“130℃反应20小时”，其余参照实施例1。此案例相对于实施例1而言，会导致产物收率的大幅度下降，因此，不推荐使用。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (6)

1.3-取代基二苯硫醚的合成方法，其特征是包括以下步骤：

1)、为以下任一：

合成羟基：在原料中加入质量浓度为30％～70％的硫酸溶液，然后升温至130～250℃反应4～20小时；硫酸与原料中的氨基的摩尔比为1～12：1；

合成烷氧基：在原料中加入质量浓度为30％～70％的硫酸溶液和醇类溶剂，然后升温至130～250℃反应4～20小时；硫酸与原料中的氨基的摩尔比为1～12：1，醇与原料中的氨基的摩尔比为2～20：1；

2)、所得反应产物经后处理，得3-取代基二苯硫醚；

所述原料的结构通式为

3-取代基二苯硫醚的结构通式为

2.根据权利要求1所述的3-取代基二苯硫醚的合成方法，其特征是：

x＝1或2；

R₁为氢、氨基、卤素、甲基、乙基、异丙基、酰基、羧基、硝基、三氟甲基、甲硫基、乙硫基、甲砜基、乙砜基；

R₂为羟基、C₁-C₆的烷氧基。

3.根据权利要求2所述的3-取代基二苯硫醚的合成方法，其特征是：

当合成烷氧基时，所用醇类溶剂为C₁-C₆的醇。

4.根据权利要求1～3任一所述的3-取代基二苯硫醚的合成方法，其特征是：

反应温度为170～230℃，反应时间为6～12小时；

合成烷氧基时，醇与原料中氨基的摩尔比为4～10：1。

5.根据权利要求1～4任一所述的3-取代基二苯硫醚的合成方法，其特征是：

当步骤1)的反应为合成羟基时，步骤2)的后处理为：

2.1-1)、将反应结束后所得的反应产物降至室温，加入水，从而析出固体Ⅰ；

2.2-1)、所述固体Ⅰ水洗后加入碱溶液升温溶解，再加入活性炭吸附，抽滤，将抽滤所得滤液加酸进行酸碱中和，从而析出固体Ⅱ；

2.3-1)、固体Ⅱ用溶剂进行重结晶，得3-羟基二苯硫醚；

当步骤1)的反应为合成烷氧基时，步骤2)的后处理为：

2.1-2)、将反应结束后所得的反应产物降至室温，加入水，从而析出固体Ⅰ；

2.2-2)、所述固体Ⅰ水洗后加入碱溶液升温溶解，再加入活性炭吸附，抽滤；

2.3-2)、抽滤所得的滤饼进行重结晶，得3-烷氧基二苯硫醚。

6.根据权利要求5所述的3-取代基二苯硫醚的合成方法，其特征是：

重结晶所用溶剂为二氯乙烷、甲苯、氯苯、二甲苯、甲醇、乙醇、异丙醇、乙酸乙酯、乙酸异丙酯的至少一种。