双硫醇衍生物的制备方法

专利名称：双硫醇衍生物的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种用二硫代氨基甲酸制备双硫醇衍生物的方法。
通常，用二硫代氨基甲酸制备双硫醇衍生物的方法是已知的(参见例如DE-A 2256511和EP-A 530590)。
DE-A 2256511中尤其公开了，通过Bunte盐，用二硫代氨基甲酸来合成双硫醇衍生物。在第39页第3段，该合成如下描述到，使用化合物1，4-双(六氢化-1H-氮杂-1-环庚烯基硫代羰基-二硫代)-2-丁烯的实施例将0.1mol的1，4-二氯丁烯-2在沸点条件下，在乙醇水溶液中与五水硫代硫酸钠反应，随后通过蒸馏除去乙醇。然后将更多的水、0.3mol的三水醋酸钠和大约0.23mol的甲醛加入到Bunte盐的水溶液中。在室温下，然后经0.5小时将六氢化-1H-氮杂环庚烯-1-基硫代羟酸钠的水溶液逐滴地加入到上述混合物中，并且再在室温下搅拌混合物1.5小时。在反应中没有出现有机溶剂。在反应结束时，用氯仿提取油状的反应产物，用水冲洗有机相并且用无水硫酸钠干燥有机相。为了制得1，4-双(六氢化-1H-氮杂环庚烯-1-基硫代羰基-二硫代)-2-丁烯，蒸发掉氯仿。这种方法的一个缺点是由醋酸钠引起的高废水污染，即由于高浓度的醋酸钠，废水就有高的化学耗氧量(COD)。因而，在上述的例子中，所报的产率为71％，制备1mol的产物需要使用大约4.2mol的醋酸钠，从生态的观点上看，这构成非常不利的比率。涉及下面将详细描述的本发明的式(I)化合物的，在以1，6-二氯己烷为起始物的DE-A 2256511中的，一般性描述的后处理过程中，以不足的产率和有时不足的纯度(活性成分含量)(参见实施例17和18)而制得产物，该产物难于过滤和清洗。
关于用二硫代氨基甲酸制备双硫醇衍生物的方法，EP-A530590中提及，如EP-A432417。EP-A432417公开了，作为用二苄基二硫代氨基甲酸制备双硫醇衍生物的方法的合成路线，在一般方法中，将1，2-二氯乙烷和硫代硫酸钠在水溶液中反应，随后，将所得到的双Bunte盐和二苄基二硫代氨基甲酸钠反应(第4页，第50-56行)。没有提及任何使用有利的反应参数。也没有任何所述合成的工艺实施例。关于在下面将详细描述本发明的式(I)化合物，在EP-A432417的总合成方法的一般性描述中使用1，6-二氯己烷的后处理的室内试验，导致产物不足的产率和有时也不足的纯度(活性成分含量)(参见实施例19和20)，该产物很难过滤和清洗。
目前没有公开任何实用简单、环境友好和容易实施的本发明式(I)化合物的制备方法，而且能提供高产率和高纯度地获得本发明的式(I)化合物。
本发明的目的是提供一种技术上简单、经济合适的、尽可能环境友好的和易于实施的制备式(I)化合物的方法，它能提供高产率和高纯度的产物。
在现有的制备方法中，没有实现该目的。
本发明因此提供一种制备式(I)化合物的方法R1R2N-(C＝S)-S-S-(CH2)n-S-S-(C＝S)-NR1R2(I)，其中R1和R2基各自独立地是氢、烷基、环烷基、芳烷基、苯基或取代的苯基或烷基芳基，或与特定氮原子一起形成含有4-8个碳原子的杂环，并且n是2至8的整数，其特征在于在水、羰基化合物和有机溶剂存在下、pH在7-14、反应温度在0-90℃条件下，将式(II)化合物[R1R2N-(C＝S)-S]zMe1(II)其中R1和R2基分别如式(I)中所述定义，并且当Me1是碱金属或铵离子时z＝1，当Me1是碱土金属离子时z＝2，与式(III)化合物反应Me2O3S S-(CH2)n-S SO3Me3(III)其中Me2和Me3是相同的或不同的，它们各自为一价的金属离子或铵离子，并且n为式(I)中所定义的一直到基于式(III)的化合物获得理论值的至少80％的产率，基于使用的式(III)化合物的摩尔数使用的式(II)化合物的量为180-250mol％，基于使用的式(III)化合物的摩尔数羰基化合物的量为5-600mol％，和基于100重量份理论上所计算的式(I)化合物的量，有机溶剂的量为2-100000重量份。
在式(I)和式(II)中R1和R2基优选为氢、含有3-24个碳原子的直链或支链烷基、含有3-8个碳原子的环烷基、含有7-26个碳原子的芳烷基、任选的被卤素原子、硝基和/或OH基取代的苯基、或含有7-26个碳原子的烷基芳基、或与特定的氮原子一起形成含有4-8个碳原子的杂环。
烷基的例子是甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、己基、正辛基、2-乙基己基、癸基、十二烷基、十四烷基、十六烷基、十八烷基、二十烷基或二十二烷基。环烷基的例子是环丙基、环戊基、甲基环戊基、环己基、甲基环己基、环庚基或环辛基。芳烷基的例子是苯甲基或苯基乙基。烷基芳基的例子是甲苯或二甲苯。
在式(I)和式(II)中的氨基R1R2N的实例主要可以来自胺类二甲胺、二乙胺、二丙胺、二异丙胺、二正丁胺、二异丁胺、二叔丁胺、二辛胺、二-2-乙基己胺、二壬胺、二环己胺、二苯胺、二苄胺、甲基苯胺、乙基苯胺、苯基环己胺、苯基苄胺或苄基环己胺，或来自工业上的脂肪族胺，例如椰子胺、牛油脂肪胺(tallow gamine)或油胺(对于上述涉及的内容，参见UllmannsEncyklopadie der technischen Chemie，p.448，Verlag Chemie，1976)，或来自环胺，吡咯烷、2，5-二甲基吡咯烷、哌啶、2-甲基哌啶、吗啉、2，6-二甲基吗啉、六氢化-1H-氮杂环庚烯、六氢化-1-(2H)-氮杂环辛四烯(azocine)或八氢化-1H-氮杂环壬烯(azonine)。
在式(I)和式(II)中优选的氨基R1R2N，主要可以来自脂肪族胺，椰子胺、牛油脂肪胺或油胺，或它们的混合物，或来自二环己胺或二苄胺，最优选是来自二苄胺。
在式(I)中符号n是整数，优选4到8。特别优选的是符号n＝6。
在式(II)化合物中，当z＝2时，Me1被定义为碱土金属离子，当z＝1时，Me1被定义为是碱金属或铵离子，优选当z＝1时，Me1为碱金属离子。在碱土金属离子组中，优选的是钙和钡离子，特别优选的是钡离子。在碱金属离子组中，优选的是钠和钾离子，特别优选的是钠离子。
根据本发明的方法，式(II)化合物一般使用的量大约在180-250mol％，优选为190-240mol％，最优选为200-230mol％，基于使用式(III)化合物的摩尔数。
通常，通过氨或胺和二硫化碳制备式(II)化合物的方法是公知的。(参见例如，Houben-Weyl，Methoden der organischen Chemie[Methods of OrganicChemistry]，第9卷，第823页，Georg Thieme Verlag，Stuttgart(1955)；UllmannsEncyklopadie der technischen Chemie，4thnewly revised and extended edition，第21卷第89页，Verlag Chemie，Weinheim(1982)；DE-A2256511，第38页)。
通常，制备式(III)化合物的方法是公知的，例如，可以从专利公开号EP-A70143，DE-A2256511，EP-A385972和EP-A432417中得知。
根据本发明的制备方法，式(II)和式(III)化合物(例如DuralinkHTS来自Flexsys，比利时)可以以离析的盐的形态或它们的反应溶液的形态来使用。如果必要的话，在用于本发明的制备方法之前，应当以一合适的方式提纯根据现有技术制备的式(II)和式(III)化合物。
在新的制备方法中(参见德国专利申请申请号为102004018193)，式(III)化合物可以有利地直接以它们的反应溶液的形态来用于本发明制备方法，无需进一步的提纯。在这种新的制备式(III)化合物的方法中，母体α，ω-二卤烷和硫代硫酸盐离子在反应温度大约为80-150℃、不添加醇和/或乙二醇的水中、pH在3-9.8的条件下反应。
在式(III)中，符号n有和式(I)中相同的定义。在式(III)中，Me2和Me3是相同的或不同的，并且它们都是一价的金属离子或铵离子。Me2和Me3优选为相同的和都是碱金属或铵离子，优选碱金属离子。在碱金属离子中，优选的是钠和钾离子，特别优选的是钠离子。
根据本发明的制备方法，有用的羰基化合物可以是醛和/或酮，它们是完全的或部分的水溶。在醛中，有用的例子是甲醛、乙醛或丙醛，优选甲醛。当然也可以使用任何醛的混合物。在酮中，有用的例子是丙酮、二乙基甲酮、丁酮或甲基丙基甲酮，优选丁酮。当然也可以使用任何酮的混合物。
同样地可以使用本发明的醛和酮相互组成的任何混合物。
当在本发明反应温度条件下，本发明醛和/或酮的蒸汽压力高时，在高压釜中进行反应是非常有利的，使得不会随着蒸发使羰基化合物中的反应混合物变得不足。
本发明的羰基化合物以下述方式使用，即以气体的或液体的形态或者作为一种市售的水溶液(参见Ullmanns Encyklopadie der technischen Chemie，4thnewlyrevised and extended edition，Vol.11，p.696，Verlag Chemie，Weinheim(1976))。
在本发明的羰基化合物中，根据本发明的制备方法特别优选的是甲醛，特别是它的水溶液形式。
根据本发明，对其制备方法而言，有用的有机溶剂是选自芳族溶剂苯、甲苯、二甲苯，乙基苯或二乙基苯、1，2，3，4-四氢化萘、氯苯或二氯苯或者茴香醚。当然也可以使用任何芳族溶剂的混合物。
选自脂族溶剂的有用的例子是含有5-12个碳原子的直链或支链脂肪烃，如戊烷、己烷、庚烷、辛烷或它们的混合物。然而，使用烃的混合物也是可能的，这些混合物主要由脂族烃组成，如具有沸程大约在40-70℃的石油醚，具有沸程大约在70-90℃的轻质石油或者具有沸程大约在90-180℃的中级(medium)石油。
选自脂环族溶剂的有用的例子是含有5-10个碳原子的脂环族烃，如环戊烷、甲基环戊烷、环己烷、甲基环己烷、环庚烷或萘烷。当然也可以使用任何脂环族烃的混合物。
选自醚的有用的例子是二乙醚、二异丙醚、二正丁醚或二仲丁醚、甲基叔丁醚或它们的混合物。
根据本发明，能完全或者部分溶解于水中的式(III)化合物和同样地能完全或者部分的溶解于水中的式(II)化合物的盐可以在一个连续的过程中相互反应，即将两种反应物和本发明的成分连续地引入到反应管线中或一个罐或多个反应罐组中，然后反应。优选的是，最初将能完全或者部分的溶解在水中的式(III)化合物和本发明的成分一起装在反应容器中，并且以固体状态或者完全或者部分的溶解在水中的形式连续地或分批加入式(II)化合物。向初始已装入式(III)化合物的容器中加入式(II)化合物的速率取决于所选择的反应温度，所选择的批量大小和可达到的反应容器冷却能力，也很容易地由预备试验决定。相对于当只有少量的反应热除去时，当通过冷却可将大量的反应热除去时，可以选择一个更高的计量速率。将溶解的式(II)化合物，例如全部溶解于水中的，加入到最初的装料物(包括水性和有机溶剂以及完全或部分溶解的式(III)化合物)中的计量时间一般是例如0.25-5小时，优选0.5-3小时。对于更长的计量时间，技术上没有限制，但是它们一般不经济可行。当然以相反的方式进行也是可以的，即可以将式(III)化合物以固体状态或者完全或者部分的溶解在水中的状态、连续地或分批地加入到式(II)化合物中，式(II)化合物能完全或者部分的溶解在水中，并已与本发明的组分一起初始装入。
优选的是以完全溶解的形态将反应物加入到最初进料的反应物中。
本发明的羰基化合物使用的量大约为5-600mol％，基于使用式(III)化合物的摩尔数。最合适的羰基化合物的量很容易由预备试验决定。在将式(II)化合物加入到初始进料中的式(III)化合物中的优选制备方法中，基于使用式(III)化合物的摩尔数，在很长的反应时间内使用大约为5-300mol％的羰基化合物，优选10-200mol％，长的反应时间即在大于10小时的补充反应时间中，从式(II)化合物的水溶液加入结束计算。在较短反应时间，即在大约0.5-10小时的补充反应时间中，从式(II)化合物的水溶液加入结束计算，基于所使用式(III)化合物的摩尔数，使用的羰基化合物为25-600mol％，优选37-550mol％，最优选50-500mol％。
式(III)化合物在水中的溶解度取决于Me2和Me3的阳离子类型、连续数值n和水溶剂的温度。这些化合物在所选水温中的溶解度很容易通过实验来发现。随着温度的升高，式(III)化合物在水中的溶解度一般会增加。在六亚甲基1，6-双硫代硫酸二钠二水合物的情况下，在大约70℃制备大约51％的水溶液仍然是可能的。
式(II)化合物在水中的溶解度取决于R1和R2基、Me1的阳离子类型和水溶剂的温度。这些化合物在所选水温中的溶解度很容易通过实验来发现。随着温度的升高，式(II)化合物在水中的溶解度一般会增加。在二苯甲基二硫代氨基甲酸钠的情况下，在大约20℃制备大约17-21％的水溶液是很可能的。
在非常低的浓度下，使用式(II)和式(III)的化合物的水溶液没有任何技术上的限制，但是根据本发明的方法只是不经济的，从废水的最小量的观点来讲是不利的。
本发明的方法在反应温度大约0-90℃，优选5-85℃，最优选为10-80℃，pH范围大约7-14，优选8-14，最优选为8.5-13.5条件下实施，得到高达理论值的至少80％的产率，优选至少理论值的85％的产率，基于使用的式(III)化合物。
在本发明pH范围中，确立和控制pH值取决于现有的pH情况，优选用酸，优选用无机酸，例如盐酸或硫酸或它们的混合物，或者用碱，优选用无机碱例如氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液或者它们的混合物来控制。依据溶解在水中式(II)和式(III)化合物的pH值，在一些情况下规定本发明的pH范围是没有必要的，因为这是由它本身决定(参见实施例2)。在本发明中，当然可能从式(II)化合物和式(III)化合物的反应开始，在优选的制备方法中式(III)化合物在最初进料被处理，式(II)化合物在甚至pH小于7下进料过程中被处理，在这种情况下重要因素是，当式(II)的碱性化合物加入到含有式(III)化合物的最初进料中时，含水反应混合物的pH会非常快的升高达到优选pH为8-14；否则这些pH不得不通过加入无机酸或碱来适当地确定。优选在加入至多20重量份优选至多10重量份后应当获得优选的pH范围的下限8，上述重量基于依照本发明所使用式(II)化合物的量为100重量份。在将式(II)化合物加入到式(III)化合物后，优选在最佳pH范围大约9-13使反应进行到完成。
在本发明的一个优选实施方案中，最佳pH范围约9-13是有利地用碳酸氢钾或碳酸氢钠来确定的，优选碳酸氢钠。碳酸氢钾或碳酸氢钠的使用量大约为1-300重量份，优选25-200重量份，最优选为50-150重量份，基于理论上所计算的式(I)化合物的量为100重量份。本发明碱金属碳酸氢盐可以在反应开始之前和式(III)化合物的水溶液/分散液一起以固体形式立刻全部一次加入，或者作为水溶液最初进料，或者以固体状态或水溶液的形式在反应过程中分批或连续地加入到反应混合物中。优选在供给式(II)化合物的水溶液之前，在含有本发明的组分和式(III)化合物最初进料中，立即一次加入本发明的全部量的碱金属碳酸氢盐来确立最佳pH范围。这样一般地确立pH范围大约在7-9。在供给式(II)化合物的过程中，反应混合物的pH值快速地增加，在包括后来的继续搅拌时间的供给结束时，pH值处于最佳pH范围大约9-13。
根据本发明的制备方法，有机溶剂使用的量大约2-100000重量份，优选3-10000重量份，最优选的为4-2000重量份，基于理论上所计算的式(I)化合物的量为100重量份。关于溶剂的量，存在两种工艺变种。在第一种方法中，只使用一点溶剂，即溶剂的量很少，使得在反应条件下只有少量在整个过程中形成的式(I)化合物能够溶解在所选择的溶剂中。这是众所周知的淤浆法，即特别是在反应的最后，除有液相外还出现固相。在第二种方法中，使用大量的溶剂，即溶剂的量足够多，使得在反应条件下形成的式(I)化合物全部的能够溶解在所选择的溶剂中。这称作溶液法(solution process)，即在反应过程中和反应结束时仅存在液相。这两种方法体在下面详细描述。
在淤浆法中，本发明中有机溶剂一般使用量大约为2-100重量份，优选3-95重量份，最优选为4-90重量份，基于理论上所计算的式(I)化合物的量为100重量份。
对淤浆法，溶剂的最优的量很容易的通过预备实验确定。选择依据溶剂的类型和反应温度，使得在反应的最后只有少量的式(I)化合物溶解在有机溶剂中。式(I)化合物的大部分应当在它们形成之后呈现不溶状态，即作为液相中的固体。在本发明淤浆法中，在反应结束后式(I)化合物溶解于有机溶剂中的量应当至多15重量份，优选至多10重量份，基于通过固液分离方法可分离的产物为100重量份(例如通过过滤、吸滤或离心滤)。
在淤浆法中，在反应条件下当只有少量的式(I)化合物溶解在所选择的溶剂中，这是有利的。根据我们的估计，这个量至少是0.01重量份，优选至少0.1重量份，基于通过固液分离方法可分离的产物为100重量份。
对淤浆法而言，优选的溶剂是甲苯、己烷、具有沸程在大约70-90℃的轻质石油、环己烷、或甲基叔丁基醚。然而，这些溶剂相互之间构成的混合物也可以用作该方法的溶剂。特别优选的溶剂是甲苯。
在淤浆法中，本发明的反应温度在如下所选的温度范围内大约0-60℃，优选5-55℃，最优选为10-50℃。
在淤浆法中，优选通过固液分离方法、例如通过过滤(如压滤)、通过离心或通过吸滤移去沉淀的式(I)化合物。从母液中除去固体的式(I)化合物之后，用去离子水冲洗，并且用合适的方式干燥。
为使用式(I)化合物作为二烯橡胶的一种硫化剂，一般地将它们碾碎、并考虑粉尘消除的目的任选与适合的油相混合，例如矿物油，这种油对式(I)化合物的性能特征没有任何负影响。
在溶液法中，相反，本发明使用有机溶剂的量大约为105-100000重量份，优选120-10000重量份，最优选为150-2000重量份，基于理论上所计算的式(I)化合物的量为100重量份。
根据本发明，溶液法中所需要最少溶剂的量可简单的通过预备试验来确定。依据溶剂的类型和反应温度进行选择，使得在反应结束时生成的全部式(I)化合物能够完全溶解在有机溶剂中。
对溶液法而言，优选的溶剂是甲苯、二甲苯或氯苯。然而，这些溶剂相互之间构成的混合物也可以作为该方法的溶剂。特别优选是甲苯或氯苯作为溶剂。
在溶液法中，本发明的反应温度在如下温度范围内大约0-90℃，优选5-85℃，最优选为10-80℃。
在溶液法中，在反应结束时从水相中除去有机相。如需要，将分离的有机相用水冲洗。为了获得式(I)化合物，可以蒸发有机工艺溶剂，优选在减压下蒸发，然后将所得到的粘性油进行结晶化，这一般是非常难的和耗时的。如在淤浆法中，可以将式(I)化合物碾碎、并考虑粉尘消除的目的任选与适合的油相混合。为了防止碾碎和油化这复杂的工艺步骤发生，将由工艺溶剂和溶解在其中的式(I)化合物组成的有机溶液非常有利地和载体相接触，接着蒸发有机溶剂。以下述方式进行这种接触是非常有效的，例如将载体首先装入合适的混合器(例如Lodige混合器)中，然后将细分散的有机溶剂非常均匀地喷在载体上，在此过程中溶剂同时蒸发，使得载体用式(I)化合物所涂布。优选的是在减压下蒸发溶剂，在此过程中载体的温度大约在20-80℃，优选30-70℃的范围。
和本发明含式(I)化合物的有机溶液相接触的有用载体是，例如硅酸盐、粘土、高岭土、硅藻土(siliceous earth)、滑石、白垩、金属氧化物、金属碳酸盐、硅藻土(kieselguhr)、炭黑和/或硅石。优选的是使用硅藻土(kieselguhr)、炭黑和/或硅石。在炭黑中，优选是那些具有DBP值大于30ml/100g，优选大于50ml/100g的炭黑。炭黑可以使用粉末状也可以是珠(bead)粒状，优选使用炭黑为珠粒状。在硅石中，优选使用高分散性的等级。高分散性的硅石可以制备，例如通过沉淀硅酸盐溶液或者火焰水解卤化硅，并且具有比表面积20-400m3/g(BET表面积)，优选100-250m3/g，最优选120-200m3/g，并且主要粒径为10-400nm。硅石可以使用粉末状，颗粒状或者微颗粒状。优选是用微颗粒状。
使用的载体和施用在载体上的式(I)化合物的重量比大约为7∶3-3∶7，优选6∶4-4∶6。
如前所述的式(I)化合物涂布载体的本发明溶液法，在使用时，例如作为二烯橡胶的硫化剂时，不需要使用复杂的研磨和任选的油化式(I)化合物的步骤。考虑到在载体上活性组分的含量，用式(I)化合物涂布的载体可以本身使用在硫化过程中，如同化合物式(I)本身。
实施例在下面的实施例中，每种情况下的pH都用pH电极测定。
实施例1用氮气吹洗并搅动的2L四颈烧瓶，其安装有内置温度计、带有汽泡计的回流冷凝器和pH电极，向该烧瓶中首先加入99.6g(0.25mol)六亚甲基1，6一双硫代硫酸二钠盐二水合物(DuralinkHTS 98％产物，来自Flexsys，Belgium)，所述的二水合物预先溶解在300g的去离子水中。接通搅拌器。加入21.0g(0.25mol)的碳酸氢钠、21.0g(0.25mol)的甲醛水(36-38％)和43.3g的甲苯(25重量份，基于理论上所希望1，6-双-(N，N-二苄基硫代氨基甲酰基二硫代)己烷的产率为100重量份)。再一次用氮气简单地清洗反应容器的顶部空间。反应器内部温度为23℃时，在碳酸氢钠已经溶解之后，然后开始供给二苯甲基二硫代氨基甲酸钠溶液(NaBEC溶液)，该溶液的温度大约在22℃。总计，0.5小时内逐滴均一地加入864g(0.5mol)的NaBEC水溶液(17.1％)，在反应过程中反应温度通过冷却仍然保持在约23℃。再在这个温度下搅拌混合物22小时。在供给NaBEC的开始之前那一瞬间，pH大约为8.4。在供给NaBEC溶液的过程中，pH上升的非常快，并且在供给NaBEC溶液的最后，获得一个大约为11.1的值。在连续搅拌时间的最后，pH仍然大约为11.1。通过吸滤可容易地分离出沉淀的固体。将吸滤器上得到的固体用总量为3升的去离子水分次冲洗，这是很容易进行的。产物在大约50℃和大约150mbar下，在真空干燥室中干燥直到恒重。1，6-双-(N，N-二苄基硫代氨基甲酰基二硫代)己烷(1，6-bis(N，N-dibenzylthilocarbamoyldithio)hexane)的产率大约为96％，基于所使用的亚己基1，6-双硫代硫酸二钠盐二水合物(hexamethylene 1，6-bisthiosulphate)。最后产物的熔点大约为93℃，并且含量(HPLC，外标)大约为99％。灼烧残渣(750℃/2h)在重量上大约为0.02％。
实施例2重复实施例1的过程，除了没有使用碳酸氢钠和逐滴地均一地在1小时内加入温度约22℃的NaBEC溶液(19.1％，773.3g)。在供给NaBEC的开始之前那一瞬间，pH大约为8.6。在供给NaBEC溶液的过程中，pH上升的非常快，并且在供给NaBEC溶液的最后，获得一个大约为12.5的值。在连续搅拌时间的最后，pH大约为12.4。通过吸滤很容易来分离所形成的反应产物，随后对它进行冲洗，这是可能的、没有任何问题。1，6-双-(N，N-二苄基硫代氨基甲酰基二硫代)己烷的产率大约为94％，基于所使用的亚己基1，6-双硫代硫酸二钠盐二水合物。含量(HPLC，外标)大约为98％，产物的熔点大约为92℃。灼烧残渣(750℃/2h)在重量上大约为0.05％。
实施例3过程类似于实施例1。将最初进料的除碳酸氢钠之外所有的原料，首先装到烧瓶中。这最初进料的pH用45％的氢氧化钠溶液在约20℃下调节到13(使用45％的氢氧化钠溶液大约13.1g)。在1小时内，逐滴地均一地加入具有温度约22℃的NaBEC溶液(19.1％，773.3g)。在供给NaBEC的过程中和在随后的22小时的补充反应中，通过用pH控制计量泵加入5％的氢氧化钠溶液，反应混合物的pH保持pH在13。通过吸滤很容易来分离所形成的反应产物，随后对它进行冲洗，这是可能的、没有任何问题。1，6-双-(N，N-二苄基硫代氨基甲酰基二硫代)己烷的产率大约为94％，基于所使用的亚己基1，6-双硫代硫酸二钠盐二水合物。含量(HPLC，外标)大约为97％，产物的熔点大约为92℃。
实施例4用氮气吹洗并搅动的2L四颈烧瓶，其安装有内置温度计、带有汽泡计的回流冷凝器和pH电极，将136.5g(0.55mol)硫代硫酸钠五水合物和300g的去离子水最初进料到烧瓶中。打开搅拌器。在硫代硫酸盐溶解后，加入38.8g(0.25mol)的1，6-二氯己烷。用2.5％的氢氧化钠溶液来调节该弱酸性混合物的pH到7.2±0.1。再一次用氮气简短地清洗反应容器，然后将混合物在沸点回流9小时，通过用计量泵(用pH电极控制)，通过加入2.5％的氢氧化钠溶液，在这段时间内反应混合物的pH保持在7.2±0.1。在反应分别6和8小时的情况之后，将计泡计从回流冷凝器中简短地拿出来。在每一个情况下，用洗瓶从上部喷大约5ml的软化水到回流冷凝器中，目的是冲洗掉烧瓶中任何没有滴下去的1，6-二氯己烷。在反应时间结束之后，使用大约15ml的2.5％的氢氧化钠溶液来控制pH。在短暂的冷却之后，从反应混合物中取出少量的样品，通过气相色谱分析(GC)来测定1，6-二氯己烷的转化率。用内标的GC分析给出了1，6-二氯己烷＜10ppm的残留含量，相当于1，6-二氯己烷的转化率＞99.9％。将冷却到室温的混合物和21.0g(0.25mol)的甲醛水溶液(36-38％)、21.0g(0.25mol)的碳酸氢钠、和43.3g的甲苯(25重量份基于理论上所希望1，6-双-(N，N-二苄基硫代氨基甲酰基二硫代)己烷的产率为100重量份)混合。再一次用氮气短暂清洗反应容器的顶部空间。当碳酸氢盐溶解后，在内部温度大约23℃，就开始供给773.3g(0.5mol)温度大约22℃的二苯甲基二硫代氨基甲酸钠溶液(NaBEC溶液)(19.1％)。在1小时内均匀供给NaBEC溶液过程中，内部反应温度保持在大约23℃。在供给结束时，将混合物再在大约23℃下搅拌22小时。在即将开始供给NaBEC水溶液之前，pH大约在8.3。在供给NaBEC溶液开始后，pH上升的非常快，并且在供给NaBEC溶液的最后获得一个大约为10.7的值。在连续搅拌时间的最后，pH仍然大约为10.7。通过吸滤很容易地来分离沉淀的固体，这是可能的。吸滤得到的固体用总量为2升的软化水分次冲洗，这是很容易进行的。产物在大约50℃和大约150mbar下，在真空干燥室中干燥直到恒重。产率大约为理论值的91％，基于所使用的1，6-二氯己烷。1，6-双-(N，N-二苄基硫代氨基甲酰基二硫代)己烷的含量通过HPLC(外标)测定大约为96％。熔点大约为92℃。灼烧残渣(750℃/2h)在重量上大约为0.2％。
实施例5-7过程类似于实施例1。然而，改变了甲苯的量、反应温度和加料时间。在加料结束时，每种情况下连续搅拌时间是5小时。供给的二苯甲基二硫代氨基甲酸钠溶液(NaBEC溶液)的温度在每种情况下是大约22℃。有可能通过吸滤很容易除去所得到的反应产物。后来用去离子水来分次冲洗，这个过程很容易进行。
表1实施例5 实施例6实施例7反应温度 (℃) 2323 40NaBEC溶液加料时间 (h) 0.5 1 0.5使用量 (g) 815 901815浓度 (％) 18.1 16.4 18.1甲苯的量 (g) 26.0 87.0 17.3(重量份数)1)15.0 50.2 10.01，6-双-(N，N-二苄基硫代氨基甲酰基二硫代)己烷的产率，基于DuralinkHTS(％) 9792 95含量，HPLC2)(％) 9799 991)基于理论上所计算的1，6-双-(N，N-二苄基硫代氨基甲酰基二硫代)己烷的产率为100重量份。
2)外标实施例8-10过程类似于实施例1，除了在不同的反应温度下用不同的溶剂。供给的二苯甲基二硫代氨基甲酸钠溶液(NaBEC溶液)的温度在每种情况下是大约22℃。有可能很易于分离和冲洗反应产物。
表2实施例8 实施例9 实施例10反应温度 (℃)40 23 23溶剂 正己烷 氯苯环己烷溶剂的量 (g) 33 11.154.5(重量份数)1)19.0 6.4 31.5NaBEC溶液加料时间 (h) 0.5 1 1使用量 (g) 815 10191019浓度 (％)18.1 14.514.51，6-双-(N，N-二苄基硫代氨基甲酰基二硫代)己烷的产率，基于DuralinkHTS(％)94 95 95含量，HPLC2)(％)99 99 99熔点 (℃)94 93 931)基于理论上所计算的1，6-双-(N，N-二苄基硫代氨基甲酰基二硫代)己烷的产率为100重量份。
2)外标在实施例9中，在吸滤过程中，反应产物首先用甲醇冲洗，目的是更快的置换出氯苯。接着才用去离子水冲洗。在实施例8和10中，在吸滤过程中，反应产物只用去离子水冲洗。
实施例11和12过程类似于实施例1，除了改变使用的甲醛的量，并且在加入NaBEC溶液之后，每种情况下连续搅拌时间缩短到1小时。供给的二苯甲基二硫代氨基甲酸钠溶液(NaBEC溶液)的温度在每种情况下是大约22℃。在吸滤过程中，反应产物用去离子水分次冲洗，这个过程很容易进行。
表3实施例11 实施例12甲醛溶液的量 (g) 21 84(37-38％)甲醛，基于DuralinkHTS(mol％) 105 420NaBEC溶液加料时间 (h) 1 1使用量(g) 890 890浓度 (％)16.616.61，6-双-(N，N-二苄基硫代氨基甲酰基二硫代)己烷的产率，基于DuralinkHTS (％) 87 93含量，HPLC1)(％) 99 99熔点 (℃) 93 931)外标实施例13用氮气吹洗并搅动的4L四颈烧瓶，其安装有内置温度计、回流冷凝器和pH电极，将240g去离子水、79.7g(0.20mol)亚己基1，6-双硫代硫酸二钠盐二水合物(DuralinkHTS，98％，来自Flexsys，Belgium)、16.8g(0.20mol)的碳酸氢钠、16.8g(0.20mol)的甲醛水溶液(35.8％)和779g的甲苯(562重量份，基于理论上所希望1，6-双-(N，N-二苄基硫代氨基甲酰基二硫代)己烷的产率为100重量份)最初进料到烧瓶中。再一次用氮气短暂清洗反应容器，然后加热到50℃。在反应器内部温度为50℃时，开始供给温度大约22℃的二苯甲基二硫代氨基甲酸钠溶液(NaBEC)。总计，1小时内逐滴地均一地加入721g(0.4mol)的NaBEC水溶液(16.4％)，在反应过程中，反应温度仍然保持在50℃。然后在这个温度下再搅拌混合物5小时。在即将供给NaBEC之前，pH大约为8.5。在供给NaBEC溶液的开始，pH上升的非常快，并且在供给NaBEC溶液的最后，获得一个大约为10.8的值。在连续搅拌时间的最后，pH在50℃仍然大约为10.8，并且形成的所有反应产物都完全溶解在甲苯中。在析相之后，每次用大约50ml的去离子水冲洗有机相四次，然后在旋转蒸发器中、在减压条件下、在浴温大约50℃时，通过蒸发浓缩甲苯。有可能将最后所得到的粘性油进行结晶化，只是有一定的难度。最后获得结晶在真空干燥室中，大约50℃和大约150mbar下干燥直到恒重。产率大约为95％，基于所使用的亚己基1，6-双硫代硫酸二钠盐二水合物。产物的熔点大约为92℃、1，6-双-(N，N-二苄基硫代氨基甲酰基二硫代)己烷的含量大约为98％(HPLC，外标)，并且灼烧残渣(750℃/2h)在重量上大约为0.01％。
实施例14和15过程同实施例13，除了反应是在反应温度为23℃和70℃下进行的。供给的二苯甲基二硫代氨基甲酸钠溶液(NaBEC溶液)的温度在每种情况下是大约在22℃。
表4实施例14 实施例15反应温度 (℃) 23 70NaBEC溶液使用量 (g) 720.5695.1浓度 (％) 16.4 17.01，6-双-(N，N-二苄基硫代氨基甲酰基二硫代)己烷的产率，基于DuralinkHTS (％) 97 89含量，HPLC1)(％) 99 97熔点 (℃) 93 921)外标附注在这两个实施例中，在特定的反应温度下，在反应的最后所有形成的反应产物都溶解在甲苯中。处理后每种情况下，获得的粘性油的结晶速度非常缓慢。
实施例16首先将50g的Zeosil1165MP硅石(产自Rhodia Silica Systems)放在一个1升的圆底烧瓶中，然后每次少量地与总量为337.8g约14.8％的1，6-双-(N，N-二苄基硫代氨基甲酰基二硫代)己烷的甲苯溶液混合，并且在旋转蒸发器中，在水喷射泵抽真空加最大浴温约75℃条件下，蒸发溶剂，在每份加入之后产物温度没有上升到50℃以上。接着，在大约50℃和大约150mbar、在真空干燥室中，将喷涂的硅石干燥直到恒重。获得涂布的、基本上无结块、流动性好和基本上没有粉末的微颗粒，1，6-双-(N，N-二苄基硫代氨基甲酰基二硫代)己烷的含量为大约48％(HPLC，外标)。
实施例17和18(类似于DE-A-2256511，第39页的对比实施例)用氮气吹洗并搅动的2L四颈烧瓶，其安装有内置温度计和回流冷凝器，将300g去离子水和99.6g(0.25mol)亚己基1，6-双硫代硫酸二钠盐二水合物(DuralikHTS，98％，产物来自Flexsys，Belgium)最初进料于烧瓶中。加入102.1g(0.75mol)的三水醋酸钠、48.0g(0.583mol)的甲醛水溶液(36.5％)。在所有的三水醋酸钠溶解之后，反应器内部温度为23℃时，1小时内逐滴地均一地加入971.7g(0.5mol)的温度大约22℃的二苯甲基二硫代氨基甲酸钠水溶液(NaBEC水溶液)(15.2％)。在实施例17中，在即将供给NaBEC开始之前，pH为8.7，在供给的最后为12.4。在实施例18的情况下，在即将供给NaBEC开始之前，pH为9.4，在供给最后为12.4。在实施例17中，在大约22℃再搅拌混合物5小时，和在实施例18中再搅拌22小时。每种情况下的白色、非常细碎的固体通过吸滤分离，和用总量为4L的去离子水分次充分地冲洗。由于结晶的高细度，产物的分离和冲洗是非常费力和困难的。冲洗后的反应产物在大约50℃和大约150mbar的真空干燥室中干燥。
表5实施例17 实施例18(对照)(对照)持续搅拌时间 (h) 5 221，6-双-(N，N-二苄基硫代氨基甲酰基二硫代)己烷的产率，基于DuralinkHTS (％)8286含量，HPLC1)(％)9397熔点 (℃)8589灼烧残渣(750℃/2h)(重量百分比) 0.3 0.31)外标评价已经发现，相对于本发明的实施例1，根据现有技术获得低产率，低的活性组分含量和低的熔点。
实施例19和20(类似于EP-A432417，第4页第50行的对比实施例)过程类似实施例1，除了没有应用本发明的方法，即没有使用甲醛、碳酸氢钠和甲苯。在实施例19中，在即将供给NaBEC溶液开始之前，pH大约为8.6，在供给的最后大约为9.3，在连续搅拌5小时之后大约为9.7。在实施例20中，在即将供给NaBEC溶液开始之前，pH大约为8.7，在供给的最后大约为9.5，在连续搅拌22小时之后大约为9.9。由于结晶的高细度，在实施例19和20中获得的产物很难冲洗，并且费时。
表6实施例19(对 实施例20(对照)照)NaBEC溶液加料时间(h) 0.5 0.5使用量 (g) 777.3 777.3浓度(％) 19.1 19.1持续搅拌时间(h) 5 221，6-双-(N，N-二苄基硫代氨基甲酰基二硫代)己烷的产率，基于DuralinkHTS (％) 7478含量，HPLC1)(％) 9691熔点(℃) 81-84 80-90灼烧残渣(750℃/2h)(重量百分比)0.15 0.981)外标评价根据现有技术，高细度产物以非常低的产率制得，它的冲洗非常困难并且很慢。直接相比较于本发明的实施例1和2，可以清楚地发现实施例20中的低产率，低的活性组分含量和产物的宽熔程。
权利要求
1.制备式(I)化合物的方法R1R2N-(C＝S)-S-S-(CH2)n-S-S-(C＝S)-NR1R2(I)，其中R1和R2基各自独立地为氢、烷基、环烷基、芳烷基、苯基或取代的苯基或烷基芳基、或与特定的氮原子一起形成含有4-8个碳原子的杂环，并且n是2至8的整数，特征在于在水、羰基化合物和有机溶剂存在下、pH在7-14、反应温度在0-90℃条件下将式(II)化合物[R1R2N-(C＝S)-S]zMe1(II)其中R1和R2基分别为式(I)中所定义的，并且当Me1是碱金属或铵离子时z＝1，当Me1是碱土金属离子时z＝2，与式(III)化合物反应Me2O3SS-(CH2)n-SSO3Me3(III)其中Me2和Me3是相同的或不同的，它们各自为一价的金属离子或铵离子，并且n为式(I)中所定义的基于式(III)的盐，获得理论值的至少80％的产率，基于使用的式(III)化合物的摩尔数，使用的式(II)化合物的量为180-250mol％，基于使用的式(III)化合物的摩尔数，羰基化合物的量为5-600mol％，和基于理论上所计算的式(I)化合物的量为100重量份，有机溶剂的量为2-100000重量份。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于基于理论上所计算的式(I)化合物的量为100重量份，使用有机溶剂的量为2-100重量份，和使用的反应温度为0-60℃，基于通过固液分离法可分离的式(I)化合物为100重量份，在反应进行的最后，溶解于有机溶剂的式(I)化合物的量至多为15重量份。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于基于理论上所计算的式(I)化合物的量为100重量份，使用有机溶剂的量为105-100000重量份，和使用的反应温度为0-90℃，在反应的最后，式(I)化合物完全地溶解在有机溶剂中。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于最后所得到的反应溶液和载体相接触，然后蒸发有机溶剂。
全文摘要
本发明涉及一种用二硫代氨基甲酸制备双硫醇衍生物的方法，其中以高产率和纯度而制得双硫醇衍生物。
文档编号C07D227/12GK1715268SQ20051007888
公开日2006年1月4日 申请日期2005年5月26日 优先权日2004年5月26日
发明者H·布丁, H·-J·魏登豪普特, W·耶斯克, T·克莱纳 申请人:兰爱克谢斯德国有限责任公司