本發(fā)明涉及一種合成茴香硫醚的方法,特別是采用季銨鹽作為甲基化試劑合成茴香硫醚的方法。
背景技術(shù):
茴香硫醚(又名苯甲硫醚)為無色透明液體,不溶于水,易溶于丙酮等有機溶劑,其結(jié)構(gòu)式如式S-1所示。茴香硫醚用途廣泛,可作為新一代抗生素羅非昔布的合成原料,也是合成殺蟲劑、殺菌劑等農(nóng)藥的中間體,具有重要的研究價值。
目前主要通過苯硫酚的甲基化反應(yīng)來合成茴香硫醚。文獻報道的甲基化試劑主要采用硫酸二甲酯(Phosphorus,Sulfur and Silicon and the Related Elements,180(7),1701-1712;2005)、碳酸二甲酯(Green Syntheses Series,1,123-132;2014)、碘甲烷(Journal of the Iranian Chemical Society,6(4),749-753;2009)和甲醇(Kokai Tokkyo Koho,JP2002-371056A,26Dec 2002)。其中,硫酸二甲酯作為甲基化試劑的方法由于毒性大,原子利用率低,已經(jīng)逐步淘汰;而碳酸二甲酯雖然毒性較小,但是仍存在原子利用率低,使用成本較高等問題;碘甲烷作為甲基化試劑的方案效果雖然很好,可以達到95%以上的收率,但是由于碘甲烷的毒性大、價格高,并不適用于工業(yè)化生產(chǎn)方案;甲醇是上述四種方案中最合適的甲基化試劑,文獻報道采用活性氧化鋁作為催化劑,在固定床反應(yīng)器中,苯硫酚的甲基化反應(yīng)可以達到97%以上的收率,但是由于反應(yīng)原料苯硫酚含有硫元素,會對一般催化劑造成毒性反應(yīng)而降低催化活性,因此,催化劑穩(wěn)定性是否能保證是上述反應(yīng)是否有實際價值的決定性因素,而文獻并未說明這一點,因此本發(fā)明認(rèn)為甲醇的催化甲基化合成茴香硫醚方法并不完全可靠。
基于以上的分析,本發(fā)明認(rèn)為目前的茴香硫醚合成方案都有各自的問題,因此,尋找一種收率較高、環(huán)境影響小、成本低的合成工藝對茴香硫醚的生產(chǎn)意義重大。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種茴香硫醚的合成方法,在本發(fā)明中,以苯硫酚鈉為反應(yīng)原料,季銨鹽作為甲基化試劑,醇作為溶劑。目前,采用季銨鹽作為S-烷基化試劑合成茴香硫醚的方法并沒有文獻報道。采用本發(fā)明的方法合成茴香硫醚具有操作簡單、收率較高、后處理簡單等優(yōu)點。
本發(fā)明提供的茴香硫醚的合成方法,包括如下步驟:在醇溶劑中,使苯硫酚鈉與季銨鹽反應(yīng)。
在優(yōu)選實施方案中,所述季銨鹽為三丁基甲基氯化銨、三丙基甲基氯化銨、三乙基甲基氯化銨或四甲基氯化銨。
在另一個優(yōu)選實施方案中,所述苯硫酚鈉與所述季銨鹽的摩爾比為1∶1~1∶5,優(yōu)選為1∶1~1∶3。
在另一個優(yōu)選實施方案中,所述醇溶劑為甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇或正丁醇。
在另一個優(yōu)選實施方案中,所述苯硫酚鈉與所述醇溶劑的質(zhì)量比為1∶1~1∶10,優(yōu)選為1∶1~1∶5,更優(yōu)選為1∶1~1∶2。
在另一個優(yōu)選實施方案中,所述反應(yīng)的溫度為50℃~180℃,優(yōu)選為50℃~150℃,更優(yōu)選為65℃~115℃。
在另一個優(yōu)選實施方案中,所述反應(yīng)時間為2~24小時,優(yōu)選為2~15小時,更優(yōu)選為5~10小時。
在另一個優(yōu)選實施方案中,在反應(yīng)結(jié)束后,還包括以下步驟:減壓脫除溶劑,用水洗滌反應(yīng)混合物,收集油相,減壓精餾,收集(10mmHg,67-69℃)餾分,即得茴香硫醚產(chǎn)品。
在一個具體實施方案中,包括以下步驟:
1)以苯硫酚鈉、季銨鹽為原料,其中苯硫酚鈉∶季銨鹽=1∶1~1∶3(摩爾比),在三口燒瓶中進行反應(yīng),醇為溶劑,反應(yīng)溫度為65℃~115℃,反應(yīng)時間為5~10小時。反應(yīng)結(jié)束后,減壓脫除溶劑,并用200mL*3的去離子水洗滌脫除溶劑后的混合物,收集油相直接減壓精餾,收集(10mmHg,67-69℃)餾分即為產(chǎn)品,收率均≥97.2%,純度均≥99.1%。
2)所述季銨鹽為三丁基甲基氯化銨、三丙基甲基氯化銨、三乙基甲基氯化銨、四甲基氯化銨。
3)所述醇溶劑為甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇,其中苯硫酚鈉∶醇=1∶1~1∶2(質(zhì)量比)。
采用本發(fā)明的方法制備茴香硫醚,采用季銨鹽作為甲基化試劑及溶劑,在溫和的反應(yīng)條件下獲得較高的茴香硫醚收率,后處理簡單,是一種使苯硫酚鈉發(fā)生S甲基化反應(yīng)制備茴香硫醚的新方法,反應(yīng)方程式(以季銨鹽為三乙基甲基氯化銨為例)如S-2所示。本發(fā)明具有原料成本低、操作方便、收率高、后處理簡單、綠色環(huán)保等優(yōu)點。
附圖說明
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細說明。
圖1是本發(fā)明茴香硫醚的1H NMR譜圖。
具體實施方式
實施例1:一種茴香硫醚的合成方法,依次進行如下步驟:
將132.2g(1.0mol)苯硫酚鈉、304.0g(2.0mol)三乙基甲基氯化銨、132.2g乙醇加至1000ml的三口燒瓶中,加熱至回流,并保持該回流溫度78℃反應(yīng)7小時后結(jié)束,冷卻至室溫,將反應(yīng)混合物在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上脫除低沸物后,用200mL*3的去離子水洗滌,合并收集三次洗滌的油相直接減壓精餾,收集(10mmHg,67-69℃)餾分121.8g,即為產(chǎn)品茴香硫醚,收率98.1%,氣相色譜檢測純度為99.1%。
備注說明:反應(yīng)物脫除低沸物冷卻至室溫后為固液混合物,經(jīng)洗滌后,固體氯化鈉以及季銨鹽溶于去離子水,混合物即成為水油兩相。
實施例2:一種茴香硫醚的合成方法,依次進行如下步驟:
將132.2g(1.0mol)苯硫酚鈉、330.0g(3.0mol)四甲基氯化銨、198.3g甲醇加至1000ml的三口燒瓶中,加熱至回流,并保持該回流溫度65℃反應(yīng)10小時后結(jié)束,冷卻至室溫,將反應(yīng)混合物在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上脫除低沸物后,用200mL*3的去離子水洗滌,合并收集三次洗滌的油相直接減壓精餾,收集(10mmHg,67-69℃)餾分120.7g,即為產(chǎn)品茴香硫醚,收率97.2%,氣相色譜檢測純度為99.1%。
備注說明:反應(yīng)物脫除低沸物冷卻至室溫后為固液混合物,經(jīng)洗滌后,固體氯化鈉以及季銨鹽溶于去離子水,混合物即成為水油兩相。
實施例3:一種茴香硫醚的合成方法,依次進行如下步驟:
將132.2g(1.0mol)苯硫酚鈉、194.0g(1.0mol)三丙基甲基氯化銨、264.4g異丙醇加至1000ml的三口燒瓶中,加熱至回流,并保持該回流溫度82℃反應(yīng)7小時后結(jié)束,冷卻至室溫,將反應(yīng)混合物在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上脫除低沸物后,用200mL*3的去離子水洗滌,合并收集三次洗滌的油相直接減壓精餾,收集(10mmHg,67-69℃)餾分120.9g,即為產(chǎn)品茴香硫醚,收率97.3%,氣相色譜檢測純度為99.1%。
備注說明:反應(yīng)物脫除低沸物冷卻至室溫后為固液混合物,經(jīng)洗滌后,固體氯化鈉以及季銨鹽溶于去離子水,混合物即成為水油兩相。
實施例4:一種茴香硫醚的合成方法,依次進行如下步驟:
將132.2g(1.0mol)苯硫酚鈉、236.0g(1.0mol)三丁基甲基氯化銨、264.4g正丁醇加至1000ml的三口燒瓶中,加熱至回流,并保持該回流溫度115℃反應(yīng)5小時后結(jié)束,冷卻至室溫,將反應(yīng)混合物在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上脫除低沸物后,用200mL*3的去離子水洗滌,合并收集三次洗滌的油相直接減壓精餾,收集(10mmHg,67-69℃)餾分122.9g,即為產(chǎn)品茴香硫醚,收率99.0%,氣相色譜檢測純度為99.2%。
備注說明:反應(yīng)物脫除低沸物冷卻至室溫后為固液混合物,經(jīng)洗滌后,固體氯化鈉以及季銨鹽溶于去離子水,混合物即成為水油兩相。
實施例5:一種茴香硫醚的合成方法,依次進行如下步驟:
將132.2g(1.0mol)苯硫酚鈉、194.0g(1.0mol)三丙基甲基氯化銨、264.4g正丙醇加至1000ml的三口燒瓶中,加熱至回流,并保持該回流溫度97℃反應(yīng)7小時后結(jié)束,冷卻至室溫,將反應(yīng)混合物在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上脫除低沸物后,用200mL*3的去離子水洗滌,合并收集三次洗滌的油相直接減壓精餾,收集(10mmHg,67-69℃)餾分121.9g,即為產(chǎn)品茴香硫醚,收率98.1%,氣相色譜檢測純度為99.1%。
備注說明:反應(yīng)物脫除低沸物冷卻至室溫后為固液混合物,經(jīng)洗滌后,固體氯化鈉以及季銨鹽溶于去離子水,混合物即成為水油兩相。
實施例6:將實施例4中的三丁基甲基氯化銨替換為三丁基甲基溴化銨,摩爾量不變,其余等同于實施例4,最終結(jié)果為收率99.5%,氣相色譜檢測純度為99.2%。
實施例7:將實施例4中的苯硫酚鈉替換為苯硫酚和氫氧化鈉,摩爾量不變(即將1.0mol苯硫酚鈉替換為1.0mol苯硫酚+1.0mol氫氧化鈉),其余等同于實施例4,最終結(jié)果為收率76.5%,氣相色譜檢測純度為98.1%。
由實施例6的結(jié)果可以看出,采用溴化季銨鹽作為烷基化試劑時,可以獲得更好的效果;從實施例7的結(jié)果可以看出,直接采用苯硫酚和氫氧化鈉為原料反應(yīng),可能是由于反應(yīng)過程會產(chǎn)生水,導(dǎo)致季銨鹽水解,會降低產(chǎn)物收率。
最后,還需要注意的是,以上列舉的僅是本發(fā)明的若干個具體實施例。顯然,本發(fā)明不限于以上實施例,還可以有許多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形,均應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明的保護范圍。