专利名称：一种制备甲硫基苯甲酸的方法
技术领域：
本发明涉及一种制备甲硫基苯甲酸的方法，主要涉及一种用氯苯甲腈、甲硫醇钠、 有机溶剂和三相相转移催化剂存在条件下制备化合物甲硫基苯甲酸。
背景技术：
甲硫基苯甲酸是重要的有机合成中间体，可用于制备农药和医药产品，目前据 国外文献报道都是由巯基苯甲酸为原料制备得到。Chemical communication (2006, 36, 3833-3835) Journal of chemical research (1996，4，176-177)报道了用巯基苯甲酸与 碘甲烷在甲醇溶液中制备甲硫基苯甲酸的方法，但这种方法原料价格昂贵，且反应收率低； Journal of organic chemistry (2006，71 (4)，1464-1479)披露了用巯基苯甲酸与碳酸二 甲酯在高温长时间反应条件下制备甲硫基苯甲酸的方法，此方法不仅反应温度高，反应时 间长，而且产物中有甲硫基苯甲酸甲酯，收率不高。因而甲硫基苯甲酸市面上价高量少。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工艺流程简单、合理、物耗低、原料易得，反应易于控 制，收率大且产品纯度高的甲硫基苯甲酸的制备方法。为达到上述目的，本发明所述的甲硫基苯甲酸的制备方法是在三相相转移催化 剂存在条件下，三相相转移催化剂用量为氯苯甲腈质量的3 6%，将氯苯甲腈加入到有机 溶剂中，升温到60 70°C，在快速搅拌下，慢慢滴加入甲硫醇钠溶液，氯苯甲腈与甲硫醇钠 摩尔比为1 1 10，滴加完毕后加热到80°C，继续搅拌反应到完全；然后加入碱，碱用量 与氯苯甲腈的摩尔比为ι 2 1，加热到loo iio°c继续搅拌反应直到尾气中不含氨 气为止。冷却后倒入分液漏斗，分去有机层。水层用重量百分比浓度为20%盐酸调pH值 到1 2，冷却静置后过滤得粗品甲硫基苯甲酸，将粗品甲硫基苯甲酸放入烧瓶中，烧瓶上 连接带有支管的不锈钢冷却管，冷却管上接有冷却水和导热油管，当烧瓶中温度升到120°C 左右有回流时，不锈钢冷却管入口处温度为100°C时开始收集前馏份，主要为水份和少量杂 质，当烧瓶中温度升到160°C时，此时升温速度变快，不锈钢冷却管中改用热导热油作冷却 介质.邻甲硫基苯甲酸蒸馏时收集不锈钢冷却管入口处温度293 298°C的馏份，对甲硫基 苯甲酸蒸馏时收集不锈钢冷却管入口处温度307 310°C的馏份。气相色谱分析含量大于 97%。本发明的化学反应通式如下
CNCN
人 PTC 人
Γ -J-Cl + NaSCH3 Γ Hj- SCH3 + NaCl<formula>formula see original document page 4</formula>上述反应通式中的PTC表示三相相转移催化剂。本发明中所说的三相相转移催化剂为苯乙烯与二乙烯苯共聚物氯甲基化后与三 乙胺反应得的季铵盐(以后称为树脂固载化季铵盐)、苯乙烯与二乙烯苯共聚物氯甲基化 后与三丁基磷反应得的季鳞盐(以后称为树脂固载化季鳞盐)，其中优选树脂固载化季铵
<formula>formula see original document page 4</formula>三相相转移催化剂制备在500ml的四口瓶中加入200ml蒸馏水和4滴重量百分比为0. 的次甲基蓝， 加入重量百分比为5%聚乙烯醇水溶液10ml，开动搅拌并慢慢加热，升温到40°C后，将混合 均勻的40g苯乙烯、5g 二乙烯苯和0. 4g过氧化苯甲酰的混合物加入反应瓶中，控制好搅拌 速度使油珠分散均勻，慢慢升温到70°C左右，搅拌反应Ih.，再升温到85°C左右，继续搅拌 反应3h.，当油珠颗粒成型固化后升温到95°C左右继续反应3h，停搅拌，水浴加热反应瓶， 100°C煮球3h，热过滤后用热水洗涤二次，抽干后烘干得白球42. 3g.在干燥的装有无水氯化钙干燥管的250ml四口反应瓶中加入白球30g.，加入氯甲 醚90g，在室温下溶涨2h，搅拌下加入无水氯化锌7g，反应0. 5h.后再加入无水氯化锌7g， 加完后慢慢升温到40°C，继续搅拌反应12h后过滤出反应产物氯球，氯球依次用50g甲醇洗 涤、60g重量百分比浓度为5%的盐酸洗、IOOg蒸馏水洗涤，抽干后烘干得氯球34. 5g..在四口反应瓶中加入氯球30g.，用30g 二氯乙烷溶胀2h后加入20g重量百分浓度 为95%的乙醇溶液，搅拌下加入IOg三乙胺，加热回流反应15h，反应完后冷到40°C，然后加 入50g蒸馏水，产物过滤后，用lmol/1盐酸洗涤，再用蒸馏水洗到流出洗液中性为止，抽干 后烘干得季铵树脂30. Sg..在四口反应瓶中加入氯球30g.，用30g 二氯乙烷溶胀2h后加入20g重量百分浓 度为95%的乙醇溶液，在氮气保护下，搅拌下加热到60°C，在Ih内滴加入20g三丁基磷，在 60°C继续搅拌反应14h，冷却到40°C，然后加入50g蒸馏水，产物过滤后，用lmol/1盐酸洗 涤，再用蒸馏水洗到流出洗液中性为止，抽干后烘干得季鳞树脂31. 9g.本发明中所述有机溶剂为苯、甲苯、二甲苯、一氯苯、二氯苯、三氯苯。其中优选为 一氯苯。本发明中所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾。其中优选为氢氧化钠。由于上述技术方案中采用了三相相转移催化技术，所以本发明所述的甲硫基苯甲 酸的制备方法反应平稳、易于控制、物耗小、副反应少、收率高；催化剂易与反应体系分离可 重复使用。上述技术方案中采用了原料易得的氯苯甲腈，因而可实现甲硫基苯甲酸的大量 生产。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。实施例一将200g二甲苯加入500ml的四口瓶中，加入三相相转移催化剂树脂固载化季铵盐 2g，加入68. 7g邻氯苯甲腈，在快速搅拌下加热到70°C，慢慢滴加入20%的甲硫醇钠溶液 200g，3小时滴完，滴完后升温到80°C继续反应3小时，检测反应完全后加入25g固体氢氧 化钠，升温到110°C反应7小时，直到没有氨气放出为止，过滤回收催化剂。冷却反应液后 倒入分液漏斗中，静置1小时后分去有机层，水层用20%的盐酸调pH值到1 2，静置后析 出固体，过滤得粗品邻甲硫基苯甲酸，粗品蒸馏收集293 298°C馏份，得邻甲硫基苯甲酸
75.7g，气相色谱分析含量为98. 3%。实施例二将200g—氯苯加入500ml的四口瓶中，加入三相相转移催化剂树脂固载化季铵盐 2g，加入68. 7g邻氯苯甲腈，在快速搅拌下加热到70°C，慢慢滴加入20%的甲硫醇钠溶液 200g，3小时滴完，滴完后升温到80°C继续反应3小时，检测反应完全后加入25g固体氢氧 化钠，升温到110°C反应7小时，直到没有氨气放出为止，过滤回收催化剂。冷却反应液后 倒入分液漏斗中，静置1小时后分去有机层，水层用20%的盐酸调pH值到1 2，静置后析 出固体，过滤得粗品邻甲硫基苯甲酸，粗品蒸馏收集293 298°C馏份，得邻甲硫基苯甲酸 78. 3g，气相色谱分析含量为98. 7%。实施例三将200g 二氯苯加入500ml的四口瓶中，加入三相相转移催化剂树脂固载化季铵盐 4g，加入68. 7g邻氯苯甲腈，在快速搅拌下加热到70°C，慢慢滴加入20%的甲硫醇钠溶液 200g，3小时滴完，滴完后升温到80°C继续反应3小时，检测反应完全后加入35g固体氢氧 化钾，升温到110°C反应7小时，直到没有氨气放出为止，过滤回收催化剂。冷却反应液后 倒入分液漏斗中，静置1小时后分去有机层，水层用20%的盐酸调pH值到1 2，静置后析 出固体，过滤得粗品邻甲硫基苯甲酸，粗品蒸馏收集293 298°C馏份，得邻甲硫基苯甲酸
76.5g，气相色谱分析含量为97. 3%。实施例四将200g—氯苯加入500ml的四口瓶中，加入三相相转移催化剂树脂固载化季鳞盐 4g，加入68. 7g邻氯苯甲腈，在快速搅拌下加热到70°C，慢慢滴加入20%的甲硫醇钠溶液 200g，3小时滴完，滴完后升温到80°C继续反应3小时，检测反应完全后，升温到110°C慢慢 滴加入30%氢氧化钠溶液70g，3小时滴加完，滴完后继续反应5小时，直到没有氨气放出 为止，过滤回收催化剂。冷却反应液后倒入分液漏斗中，静置1小时后分去有机层，水层用 35%的盐酸调pH值到1 2，静置后析出固体过滤得粗品邻甲硫基苯甲酸，粗品蒸馏收集 290 298°C馏份，得邻甲硫基苯甲酸77. 6g，气相色谱分析含量为98. 5%。实施例五将200g 二氯苯加入500ml的四口瓶中，加入三相相转移催化剂树脂固载化季鳞盐 4g，加入68. 7g邻氯苯甲腈，在快速搅拌下加热到80°C，慢慢滴加入20%的甲硫醇钠溶液 200g，3小时滴完，滴完后升温到80°C继续反应3小时，检测反应完全后加入25g固体氢氧化钠，升温到110°C反应7小时，直到没有氨所放出为止，过滤回收催化剂。冷却反应液后 倒入分液漏斗中，静置1小时后分去有机层，水层用20%的盐酸调pH值到1 2，静置后析 出固体，过滤得粗品邻甲硫基苯甲酸，粗品蒸馏收集290 298°C馏份，得邻甲硫基苯甲酸 75. 2g，气相色谱分析含量为98. 2%。实施例六将150g—氯苯加入500ml的四口瓶中，加入三相相转移催化剂树脂固载化季铵盐 4g，加入68. 7g对氯苯甲腈，在快速搅拌下加热到80°C，慢慢滴加入20%的甲硫醇钠溶液 200g，3小时滴完，滴完后继续反应4小时，检测反应完全后冷却，静置分出有机层，水洗后 分去水层，有机层倒入500ml的四口瓶中，搅拌加热到110°C，慢慢滴加入50%氢氧化钠溶 液45g，3小时滴完，滴完后继续反应3小时，直到没有氨气放出为止，过滤回收催化剂。冷 却反应液后倒入分液漏斗中，静置1小时后分去有机层，水层用20%的盐酸调pH值到1 2，静置后析出固体，过滤得粗品对甲硫基苯甲酸，粗品蒸馏收集307 319°C馏份，得对甲 硫基苯甲酸77. lg，气相色谱分析含量为97. 8%。实施例七将200g二甲苯加入500ml的四口瓶中，加入三相相转移催化剂树脂固载化季铵盐 2g，加入68. 7g邻氯苯甲腈，在快速搅拌下加热到70°C，慢慢滴加入20%的甲硫醇钠溶液 175g，3小时滴完，滴完后升温到80°C继续反应3小时，检测反应完全后加入25g固体氢氧 化钠，升温到110°C反应7小时，直到没有氨气放出为止，过滤回收催化剂。冷却反应液后 倒入分液漏斗中，静置1小时后分去有机层，水层用20%的盐酸调pH值到1 2，静置后析 出固体，过滤得粗品邻甲硫基苯甲酸，粗品蒸馏收集293 298°C馏份，得邻甲硫基苯甲酸 68. 2g，气相色谱分析含量为95. 4%。实施例八将200g 二甲苯加入1000ml的四口瓶中，加入三相相转移催化剂树脂固载化季铵 盐2g，加入68. 7g邻氯苯甲腈，在快速搅拌下加热到70°C，慢慢滴加入20%的甲硫醇钠溶 液875g，5小时滴完，滴完后升温到80°C继续反应3小时，检测反应完全后加入25g固体氢 氧化钠，升温到110°C反应7小时，直到没有氨气放出为止，过滤回收催化剂。冷却反应液后 倒入分液漏斗中，静置1小时后分去有机层，水层用20%的盐酸调pH值到1 2，静置后析 出固体，过滤得粗品邻甲硫基苯甲酸，粗品蒸馏收集293 298°C馏份，得邻甲硫基苯甲酸 71. 2g，气相色谱分析含量为97. 6%。实施例九将200g 二甲苯加入2000ml的四口瓶中，加入三相相转移催化剂树脂固载化季铵 盐2g，加入68. 7g邻氯苯甲腈，在快速搅拌下加热到70°C，慢慢滴加入20%的甲硫醇钠溶液 1750g，5小时滴完，滴完后升温到80°C继续反应3小时，检测反应完全后加入25g固体氢氧 化钠，升温到110°C反应7小时，直到没有氨气放出为止，过滤回收催化剂。冷却反应液后 倒入分液漏斗中，静置1小时后分去有机层，水层用20%的盐酸调pH值到1 2，静置后析 出固体，过滤得粗品邻甲硫基苯甲酸，粗品蒸馏收集293 298°C馏份，得邻甲硫基苯甲酸 70. lg，气相色谱分析含量为96. 3%。
权利要求
一种制备甲硫基苯甲酸的方法，其特征在于包括下列步骤(a)将氯苯甲腈加入有机溶剂中，加入氯苯甲腈重量3～6％的三相相转移催化剂，在三相相转移催化剂存在的条件下升温到60～70℃，在快速搅拌下，慢慢滴入甲硫醇钠溶液，氯苯甲腈与甲硫醇钠摩尔比为1∶1～10，滴加完毕后加热到80℃进行甲硫基的取代反应；(b)待甲硫基的取代反应完成后，加入碱，碱用量与氯苯甲腈的摩尔比为1～2∶1，在100～110℃进行水解反应直到尾气中不含氨气为止；(c)反应物经冷却后，分去有机层得到水层，水层用盐酸调节pH值至1～2，冷却静置后过滤得粗品甲硫基苯甲酸，粗品甲硫基苯甲酸蒸馏得到精品甲硫基苯甲酸。
2.权利要求1所述的制备方法，其特征在于甲硫基苯甲酸为2-甲硫基苯 甲酸(邻甲硫基苯甲酸)，结构式如下<formula>formula see original document page 2</formula>
3.权利要求1所述的制备方法，其特征在于甲硫基苯甲酸为4-甲硫基苯甲酸(对甲 硫基苯甲酸)，结构式如下<formula>formula see original document page 2</formula>
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述三相相转移催化剂为树脂固载 化季铵盐或树脂固载化季鳞盐，树脂固载化季铵盐由苯乙烯与二乙烯苯共聚物氯甲基化后 与三乙胺反应得到，树脂固载化季鳞盐由苯乙烯与二乙烯苯共聚物氯甲基化后与三丁基磷 反应得到。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述有机溶剂为苯、甲苯、二甲苯、 一氯苯、二氯苯和三氯苯中的任何一种。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、碳 酸钠和碳酸钾中的任何一种，加入方式为固体碱或以溶液方式加入。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述盐酸是重量百分比浓度为20% 盐酸。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于粗品甲硫基苯甲酸蒸馏得到精品甲 硫基苯甲酸的蒸馏方法为将粗品甲硫基苯甲酸放入烧瓶中，烧瓶上连接带有支管的不锈 钢冷却管，冷却管上接有冷却水和导热油管，当烧瓶中温度升到有回流时，不锈钢冷却管入 口处温度为100°C时开始收集前馏份，主要为水份和少量杂质，；当烧瓶中温度升到160°C 时，此时升温速度变快，不锈钢冷却管中改用热导热油作冷却介质进行蒸馏，其中甲硫基苯 甲酸为邻甲硫基苯甲酸时，蒸馏时收集不锈钢冷却管入口处温度293 298°C的馏份；甲硫 基苯甲酸为对甲硫基苯甲酸，蒸馏时收集不锈钢冷却管入口处温度307 310°C的馏份。
全文摘要
本发明公开了一种用途广泛的有机合成中间体甲硫基苯甲酸的制备方法，该方法依次包括下列步骤在有机溶剂和三相相转移催化剂存在条件下氯苯甲腈与甲硫醇钠反应制得甲硫基苯甲腈，然后在碱性条件下水解得甲硫基苯甲酸钠，分出水层后酸析得甲硫基苯甲酸。本发明提出了这条全新的合成路线，所有原料均可在市场上购得，且原料来源广泛、充足，反应条件温和、工艺简单。
文档编号C07C323/62GK101817770SQ20101011626
公开日2010年9月1日 申请日期2010年3月2日 优先权日2010年3月2日
发明者夏天喜, 纪俊玲, 黎珊 申请人:江苏工业学院