CN117658946A - 一种二苯并噻唑硫醚的合成方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种合成二苯并噻唑硫醚的方法，所述方法包括：使2‑巯基苯并噻唑和2‑卤代苯并噻唑在脱酸剂的存在下在溶剂中于50‑100℃反应生成二苯并噻唑硫醚。本发明的工艺流程简单，原料来源广泛，反应条件温和，溶剂回收简单，收率高，适于大批量生产。

Description

一种二苯并噻唑硫醚的合成方法

技术领域

本发明涉及化学合成领域，具体涉及二苯并噻唑硫醚的合成方法。

背景技术

苯并噻唑类化合物被广泛应用于农药、医药等领域，工业上可以用作橡胶促进剂、硫化剂、纤维、塑料染色剂，农业上可用作抗菌剂、杀虫剂、杀真菌剂等，医药上可用于抗寄生虫、抗癌等。对苯并噻唑的修饰主要是在苯环上引入不同的取代基和在2位上引入不同的活性基团，其中2位活性基团对其活性影响最大。二苯并噻唑硫醚的结构式为其与促进剂2,2'-二硫代二苯并噻唑(促进剂DM)具有高度相似结构，可用作橡胶硫化的促进剂。

目前，合成二苯并噻唑硫醚的方法主要有：(1)采用双氧水氧化2-巯基苯并噻唑(即促进剂M)作为副产物回收提纯；(2)制备2-氯代苯并噻唑时作为副产物回收提纯。这两种方法都是将二苯并噻唑硫醚作为其他反应的副产物进行回收，存在收率低、成本高、操作复杂的问题。

因此，本领域需要一种收率高、成本低、操作简单的二苯并噻唑硫醚的合成方法。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种二苯并噻唑硫醚的合成方法，该方法采用2-巯基苯并噻唑和2-卤代苯并噻唑为原料，在溶剂中于50-100℃下直接合成目标产物。本发明的方法简化了工艺流程，不涉及高沸点溶剂，反应条件温和，收率和纯度高，适合大批量合成二苯并噻唑硫醚。

具体而言，本发明的合成二苯并噻唑硫醚的方法包括：

使2-巯基苯并噻唑和2-卤代苯并噻唑在脱酸剂的存在下在溶剂中于50-100℃反应生成二苯并噻唑硫醚。

在一个或多个实施方案中，所述脱酸剂选自碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾中的一种或多种。

在一个或多个实施方案中，所述溶剂选自醇类溶剂、二甲基亚砜、苯、甲苯、环己烷、甲基环己烷和乙腈中的一种或多种，优选选自醇类溶剂和乙腈中的一种或多种。

在一个或多个实施方案中，所述醇类溶剂为低沸点醇类溶剂，优选沸点≤120℃。

在一个或多个实施方案中，所述醇类溶剂选自C1-C4醇，例如选自乙醇、异丙醇和正丁醇中的一种或多种，优选为乙醇。

在一个或多个实施方案中，所述2-卤代苯并噻唑选自2-氯代苯并噻唑和2-溴代苯并噻唑中的一种或两种，优选为2-氯代苯并噻唑。

在一个或多个实施方案中，反应温度为70-90℃。

在一个或多个实施方案中，反应时间为4-6h。

在一个或多个实施方案中，2-巯基苯并噻唑和2-卤代苯并噻唑的摩尔比为(0.9-1.2):1。

在一个或多个实施方案中，2-巯基苯并噻唑和2-卤代苯并噻唑的摩尔比为(0.95-1.1):1。

在一个或多个实施方案中，脱酸剂和2-卤代苯并噻唑的摩尔比为(1-1.5):1。

在一个或多个实施方案中，脱酸剂和2-卤代苯并噻唑的摩尔比为(1-1.25):1。

在一个或多个实施方案中，溶剂的用量为2-卤代苯并噻唑质量的10-20倍。

在一个或多个实施方案中，所述方法包括：将2-巯基苯并噻唑、脱酸剂和溶剂的混合物加热至50-100℃后，再滴加2-卤代苯并噻唑，然后进行所述反应。

在一个或多个实施方案中，2-卤代苯并噻唑的滴加速度≤15g/h。

在一个或多个实施方案中，2-卤代苯并噻唑的滴加速度≤12g/h。

在一个或多个实施方案中，2-卤代苯并噻唑的滴加速度为10-12g/h。

在一个或多个实施方案中，所述方法还包括：反应完毕后，趁热过滤后，将反应液转移至旋转蒸发装置，蒸馏回收所述溶剂。

具体实施方式

为使本领域技术人员可了解本发明的特点及效果，以下仅就说明书及权利要求书中提及的术语及用语进行一般性的说明及定义。除非另有指明，否则文中使用的所有技术及科学上的字词，均为本领域技术人员对于本发明所了解的通常意义，当有冲突情形时，应以本说明书的定义为准。

本文描述和公开的理论或机制，无论是对或错，均不应以任何方式限制本发明的范围，即本发明内容可以在不为任何特定的理论或机制所限制的情况下实施。

在本文中，所有以数值范围或百分比范围形式界定的特征如数值、数量、含量与浓度仅是为了简洁及方便。据此，数值范围或百分比范围的描述应视为已涵盖且具体公开所有可能的次级范围及范围内的个别数值(包括整数与分数)。

本文中，为使描述简洁，未对各个实施方案或实施例中的各个技术特征的所有可能的组合都进行描述。因此，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，各个实施方案或实施例中的各个技术特征可以进行任意的组合，所有可能的组合都应当认为是本说明书记载的范围。

本发明的二苯并噻唑硫醚的合成方法以2-巯基苯并噻唑和2-卤代苯并噻唑为原料，在脱酸剂的存在下在溶剂中于50-100℃下直接合成二苯并噻唑硫醚，解决了收率低、成本高的问题，且工艺流程简单，不涉及高沸点溶剂，反应条件温和，收率和纯度更优，适合大批量生产。

适用于本发明的溶剂包括但不限于醇类溶剂、二甲基亚砜、苯、甲苯、环己烷、甲基环己烷、乙腈等。

本发明发现醇类溶剂和乙腈特别适合作为2-巯基苯并噻唑和2-卤代苯并噻唑反应合成二苯并噻唑硫醚的溶剂，有利于减少副反应的发生，提高产物中二苯并噻唑硫醚的含量(纯度)，并获得较高的收率，同时便于从反应后的物料中提取出二苯并噻唑硫醚。适用于本发明的醇类溶剂优选为低沸点醇类溶剂，特别是沸点≤120℃的醇类溶剂，以便于反应后回收溶剂。适用于本发明的醇类溶剂包括乙醇、异丙醇、正丁醇等。在优选的实施方案中，本发明使用乙醇作为溶剂，有利于提高反应的收率和纯度。

本发明中，溶剂的用量优选为2-卤代苯并噻唑质量的10-20倍、例如12倍、14倍、15倍、16倍、18倍，以保证反应原料完全溶解，有利于实现较高的收率和纯度。

适用于本发明的2-卤代苯并噻唑包括2-氯代苯并噻唑和2-溴代苯并噻唑。优选使用2-氯代苯并噻唑，以便于工业化放大生产。

本发明中，2-巯基苯并噻唑和2-卤代苯并噻唑的投料摩尔比可以为(0.9-1.2):1。优选地，2-巯基苯并噻唑和2-卤代苯并噻唑的投料摩尔比为(0.95-1.1):1，例如1:1、1.05:1，这有利于提高反应收率和纯度。

适用于本发明的脱酸剂包括但不限于碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾等。在一些实施方案中，脱酸剂为碳酸钠。

本发明中，脱酸剂与2-卤代苯并噻唑的投料摩尔比优选为(1-1.5):1，更优选为(1-1.25):1，例如1.02:1、1.04:1、1.05:1、1.1:1、1.2:1，这有利于提高反应收率和纯度。

在一些具体的实施方案中，2-巯基苯并噻唑、2-卤代苯并噻唑与脱酸剂的投料摩尔比为(0.95-1.1)：1：(1-1.25)、例如1:1:1.04，溶剂的用量为2-卤代苯并噻唑质量的10-20倍、例如14.7倍。

本发明中，反应温度可以为50-100℃。优选地，反应温度为70-90℃，例如75℃、80℃、85℃，这有利于提高反应收率。使用醇类溶剂或乙腈时，反应温度优选为70-80℃。可以采用液相色谱等方式监测反应进程，从而确定合适的反应时间。通常，反应时间可以为4-6h，例如4.5h、5h、5.5h。

本发明中，优选先将2-巯基苯并噻唑、脱酸剂和溶剂的混合物加热至50-100℃后，再添加2-卤代苯并噻唑在50-100℃下进行反应。先将其他物料加热至反应温度后，再添加2-卤代苯并噻唑，有利于避免产生乙氧基苯并噻唑副产物。本发明中，优选在添加2-卤代苯并噻唑时控制加入速度，以避免速度过快导致副反应较多。例如可以采用滴加的方式添加2-卤代苯并噻唑，滴加的速度优选≤15g/h，更优选≤12g/h，例如10-12g/h，这可以有效减少副反应的发生。

在一些具体的实施方案中，先将2-巯基苯并噻唑、脱酸剂和溶剂的混合物加热至50-100℃、优选70-80℃后，再以≤15g/h的速度滴加2-卤代苯并噻唑进行本发明的反应。

反应完毕之后，可以趁热过滤掉反应体系中的无机盐后，将反应液转移至旋转蒸发装置，蒸馏回收溶剂。经过蒸馏后的物料冷却至常温，经过过滤、洗涤、干燥，即可获得二苯并噻唑硫醚产品。

本发明较现有技术具有以下优点：

(1)本发明的方法简单，一步合成二苯并噻唑硫醚；

(2)本发明收率高，原料来源广泛，适合大批量生产；

(3)本发明可采用乙腈或低沸点的醇类溶剂、例如乙醇作溶剂，副反应少，溶剂回收容易。

下文将以具体实施例的方式阐述本发明。应理解，这些实施例仅仅是阐述性的，并非意图限制本发明的范围。实施例中所用到的方法、试剂和材料，除非另有说明，否则为本领域常规的方法、试剂和材料。制备例中的原料化合物均可通过市售途径购得。

实施例1

将16.7g促进剂M和11g碳酸钠投入500mL四口烧瓶，加入250g乙醇，加热至乙醇回流，缓慢滴加17g 2-氯苯并噻唑，1.5h左右滴加完毕，滴加完毕后保温反应4h。液相色谱分析显示2-氯苯并噻唑面积归一含量<0.2％，基本反应完毕。趁热过滤无机盐后，将反应液转移至旋转蒸发装置，蒸馏回收乙醇至大部分固体析出。冷却至常温后过滤，滤饼采用乙醇洗涤后再用水洗涤一次，过滤后干燥，获得二苯并噻唑硫醚，产品中二苯并噻唑硫醚含量为99.5％，收率为95.0％。

实施例2

将16.7g促进剂M和11g碳酸钠投入500mL四口烧瓶，加入250g异丙醇，加热至80℃，缓慢滴加17g 2-氯苯并噻唑，1.5h左右滴加完毕，滴加完毕后保温反应4h。液相色谱分析显示2-氯苯并噻唑面积归一含量<0.2％，基本反应完毕。趁热过滤无机盐后，将反应液转移至旋转蒸发装置，蒸馏回收异丙醇至大部分固体析出。冷却至常温后过滤，滤饼采用乙醇洗涤后再用水洗涤一次，过滤后干燥，获得二苯并噻唑硫醚，产品中二苯并噻唑硫醚含量为97.6％，收率为89.6％。

实施例3

将16.7g促进剂M和11g碳酸钠投入500mL四口烧瓶，加入250g正丁醇，加热至80℃，缓慢滴加17g 2-氯苯并噻唑，1.5h左右滴加完毕，滴加完毕后保温反应4h。液相色谱分析显示2-氯苯并噻唑面积归一含量<0.2％，基本反应完毕。趁热过滤无机盐后，将反应液转移至旋转蒸发装置，蒸馏回收正丁醇至大部分固体析出。冷却至常温后过滤，滤饼采用乙醇洗涤后再用水洗涤一次，过滤后干燥，获得二苯并噻唑硫醚，产品中二苯并噻唑硫醚含量为96.9％，收率为88.2％。

实施例4

将16.7g促进剂M和11g碳酸钠投入500mL四口烧瓶，加入250g乙醇，加热至乙醇回流，缓慢滴加17g 2-氯苯并噻唑，0.5h滴加完毕，滴加完毕后保温反应4h。液相色谱分析显示2-氯苯并噻唑面积归一含量<0.2％，基本反应完毕。趁热过滤无机盐后，将反应液转移至旋转蒸发装置，蒸馏回收乙醇至大部分固体析出。冷却至常温后过滤，滤饼采用乙醇洗涤后再用水洗涤一次，过滤后干燥，获得二苯并噻唑硫醚，产品中二苯并噻唑硫醚含量为90.2％，收率为85.9％。

实施例5

将16.7g促进剂M和11g碳酸钠投入500mL四口烧瓶，加入250g二甲基亚砜(DMSO)，加热至85℃左右，缓慢滴加17g 2-氯苯并噻唑，1.5h左右滴加完毕，滴加完毕后保温反应4h。液相色谱分析显示2-氯苯并噻唑面积归一含量<0.2％，基本反应完毕。趁热过滤无机盐后，将反应液转移至旋转蒸发装置，蒸馏回收DMSO，开始出现少了固体，但随着温度升高又逐渐熔化，且由于DMSO沸点较高蒸馏时需较高的温度和油泵抽真空，产品为熔融的树脂状物质，需冷却后粉碎。产品中二苯并噻唑硫醚含量85％左右，收率约90％。若采用水析法提取产品，在加水量与DMSO用量相当情况下，仅有少量粘稠产品析出，后处理困难，且DMSO很难回收。

实施例6

将16.7g促进剂M和11g碳酸钠投入500mL四口烧瓶，加入250g甲苯，加热至85℃左右，缓慢滴加17g 2-氯苯并噻唑，1.5h左右滴加完毕，滴加完毕后保温反应4h。液相色谱分析显示2-氯苯并噻唑面积归一含量<0.2％，基本反应完毕。色谱结果显示出现较多杂质峰，反应液中产品面积归一纯度70％左右(去除溶剂峰干扰)，产品需进行提纯，操作比较繁琐和困难。

实施例7

将16.7g促进剂M和11g碳酸钠投入500mL四口烧瓶，加入250g环己烷，加热至75℃左右，缓慢滴加17g 2-氯苯并噻唑，1.5h左右滴加完毕，滴加完毕后保温反应4h。液相色谱分析显示2-氯苯并噻唑面积归一含量<0.2％，基本反应完毕。色谱结果显示反应液中含有较多苯并噻唑和2-环己基苯并噻唑，反应液中产品面积归一纯度75％左右(去除溶剂峰干扰)，产品需进行提纯，操作比较繁琐和困难。

实施例8

将16.7g促进剂M和11g碳酸钠投入500mL四口烧瓶，加入250g乙腈，加热至75℃左右，缓慢滴加17g 2-氯苯并噻唑，1.5h左右滴加完毕，滴加完毕后保温反应4h。液相色谱分析显示2-氯苯并噻唑面积归一含量<0.2％，基本反应完毕。色谱结果显示反应液含有少量2-甲基苯并噻唑(约3-4％，面积归一含量)。趁热过滤无机盐后，将反应液转移至旋转蒸发装置，蒸馏回收乙腈至大部分固体析出。冷却至常温后过滤，滤饼采用乙腈洗涤后再用水洗涤一次，过滤后干燥，获得二苯并噻唑硫醚，产品中二苯并噻唑硫醚含量为84％，收率为85％。

Claims (10)

1.一种合成二苯并噻唑硫醚的方法，其特征在于，所述方法包括使2-巯基苯并噻唑和2-卤代苯并噻唑在脱酸剂的存在下在溶剂中于50-100℃反应生成二苯并噻唑硫醚。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述脱酸剂选自碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠和碳酸氢钾中的一种或多种。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述溶剂选自醇类溶剂、二甲基亚砜、苯、甲苯、环己烷、甲基环己烷和乙腈中的一种或多种，优选选自醇类溶剂和乙腈中的一种或多种；

优选地，所述醇类溶剂选自C1-C4醇，例如选自乙醇、异丙醇和正丁醇中的一种或多种，优选为乙醇；

优选地，所述醇类溶剂的沸点≤120℃。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述2-卤代苯并噻唑选自2-氯代苯并噻唑和2-溴代苯并噻唑中的一种或两种，优选为2-氯代苯并噻唑。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，反应温度为70-90℃，和/或反应时间为4-6h。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，2-巯基苯并噻唑和2-卤代苯并噻唑的摩尔比为(0.9-1.2):1，优选(0.95-1.1):1。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述脱酸剂和2-卤代苯并噻唑的摩尔比为(1-1.5):1，优选(1-1.25):1。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述溶剂的用量为2-卤代苯并噻唑质量的10-20倍。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括：将2-巯基苯并噻唑、脱酸剂和溶剂的混合物加热至50-100℃后，再滴加2-卤代苯并噻唑在50-100℃下进行反应；优选地，2-卤代苯并噻唑的滴加速度≤15g/h、更优选≤12g/h，例如10-12g/h。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：反应完毕后，趁热过滤后，将反应液转移至旋转蒸发装置，蒸馏回收所述溶剂。