利用甲基硫酸钠废渣合成s-甲基异硫脲硫酸盐的方法

利用甲基硫酸钠废渣合成s-甲基异硫脲硫酸盐的方法
【专利摘要】本发明公开了一种利用甲基硫酸钠废渣合成S-甲基异硫脲硫酸盐的方法，以甲基硫酸钠废渣与硫脲为基础原料，以水为溶剂，在中性条件下回流反应制得；反应式如下：2(H2N)2C=S+2CH3OSO3Na→(HN=C(SCH3)NH2)2·H2SO4+Na2SO4。本发明的方法以生产半缩醛或维生素B1的副产含量≥90%的甲基硫酸钠废渣和硫脲为起始原料，以水为溶剂，在中性条件下反应制得成品。该方法具有反应迅速和反应条件要求低；产品质量好和产品收率高等特点；以水代替有机溶剂，以甲基硫酸钠废渣代替剧毒品硫酸二甲酯为甲基化原料，不但具有成本低的优势，还能解决甲基硫酸钠废渣的污染难题；生产过程中只用到甲醇作为结晶溶剂且可回收套用；生产过程中无废水和其它废渣产生，实现了甲基硫酸钠废渣的综合利用和绿色生产。
【专利说明】利用甲基硫酸钠废渣合成S-甲基异硫脲硫酸盐的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于精细化工和环保领域，涉及精细医药中间体的合成技术，特别是涉及一种利用甲基硫酸钠废渣合成S-甲基异硫脲硫酸盐的技术。
【背景技术】
[0002]S-甲基异硫脲硫酸盐是有机合成的重要中间体，医药工业中用于生产抗癌药物(如5-氟脲嘧啶、丙脒腙和硫酸羟胍)，降压药胍氯酚等；农药工业用于生产杀菌剂多菌灵、苯菌灵及杀虫剂甲基嘧啶磷等；也是制备胍乙啶硫酸盐和氢化泼尼松磷酸钠的中间体。
[0003]Li hua 等申请的美国发明专利 Preparation for producing creatine orcreatine monohy drate (USA, 6326513)中公开了一种利用肌氨酸、肌氨酸钠或肌氨酸钾和S-甲基异硫脲硫酸盐反应生产肌酸的方法，以水或水和有机溶剂混合物为溶剂，在15-140°C、pH7-13下进行反应，产物经碱性络合物提纯，平均收率达到71.15%。该方法优点在于S-甲基异硫脲硫酸盐不像氨基氰一样会产生氨和氰等有害副产物，因此由该方法制备的肌酸不含有对人体有害的物质。后来姚方等[参考文献I]对此工艺作了改进，以肌氨酸钠计的肌酸收率接近96%。
[0004][参考文献I]、姚方，徐天有，许文松.肌酸合成新工艺[J].化学反应工程与工艺，2003,19 (2):150-154,
[0005]甲磺酸加贝酯是一 种非肽类蛋白酶的抑制剂，1978年由小野制药公司在日本上市，它可抑制胰蛋白酶，激肽释放酶，纤维蛋白溶酶，凝血酶等蛋白酶的活性，从而制止这些酶所造成的病理，用于急性轻型(水肿型)胰腺炎的治疗，也可用于急性出血坏死型胰腺炎的辅助治疗。6-氨基己酸与S-甲基异硫脲硫酸盐反应，盐酸化得6-胍基己酸盐酸盐，与由对羟基苯甲酸乙酯经氯化亚砜缩合得到的4，4’ _(亚硫酰二氧基)二苯甲酸二乙酯反应得加贝酯盐酸盐，再和甲磺酸反应得甲磺酸加贝酯。
[0006]中国人民解放军军事医学科学院放射医学研究所的李鲁等在国家发明专利CN200410029932.5中公开了一种“右旋S —(2 —氨基丙基)一甲基异硫脲盐的合成方法”，包括以下步骤:将2 —溴丙胺盐经右旋酒石酸拆分制得右旋2 —溴丙胺右旋酒石酸，然后将所得右旋2 —溴丙胺右旋酒石酸转变为右旋2 —溴丙胺卤氢酸盐后与S-甲基硫脲反应得到产品，该发明简便易行，拆分过程简单，拆分产物纯化容易，拆分后再进行缩合反应得到产物即为纯度较高的右旋一 S - (2 一氨基丙基)一甲基异硫脲盐产品。
[0007]目前S-甲基异脲硫酸盐合成方法有五种:
[0008](I)以卤代烷为甲基化试剂，在有机溶剂中和硫脲进行反应生成目标产物:日本专利 JP60184062,学术期刊 Journal of Organic Chemistry，1999，64 (22):8080-8083 和Bioorganic& Medicinal Chemistry Letters, 2007，17 (24): 6853-6859 中均报道用碘甲烧作为甲基化试剂和硫脲在乙醇溶液中反应生成S-甲基异脲,又有文献European Journalof Medicinal Chemistry, 2010,46(1):265-274报道用氯甲烷作为甲基化试剂反应(以乙醇为反应溶剂)制备S-甲基异硫脲盐酸盐。但以卤代甲烷作为甲基化试剂存在较大缺陷，如碘甲烷价格昂贵，氯甲烷为气体，给反应增加控制难度，使得不易于产业化生产。
[0009](2)硫脲与醇的盐酸水溶液共热反应:硫脲在醇的盐酸水溶液共热反应制备S-甲基异硫脲时，由于反应中生成副产物较多，造成产品收率低和质量差等缺点，因而不能实现产业化生产。[0010](3)硫脲与硫酸二甲酯反应分别生成卤代盐和S-甲基异硫脲硫酸盐:目前生产上一般采用硫酸二甲酯作为甲基化试剂生产S-甲基异脲硫酸盐,如文献Chinese ChemicalLetters, 2011，22 (11): 1277-1280及日本专利JP2011148719等报道了使用硫酸二甲酯作为甲基化试剂制备S-甲基异硫脲硫酸盐的方法。孙晓红，曾振芳，刘源发等在文献《肌肉醇取代吡定酸盐的合成及生物活性》中报道，硫酸二甲酯与硫脲以摩尔比为0.67，110~120°C回流反应4h，得到S-甲基异硫脲硫酸盐，收率92.0%;河北师范大学的康汝洪等在《化学试剂》(1994，16(6): 373; 380)上公开发表了《相转移催化合成S-甲基异硫脲盐》，他们用0.0013mol的三乙基苄基氯化铵为相转移催化剂，0.1mol的硫脲和0.055mol的硫酸二甲酯在6.5ml水中，110°C下回流反应1.5h，S-甲基异硫脲硫酸盐的收率可以达到94%，熔点为234-236°C。以硫酸和硫酸二甲酯为原料的合成方法普遍用于现在产业化生产，但是这条生产路线中，硫酸二甲酯的投料比均需要过量，一般为理论量的1.1-1.4倍，造成原材料硫酸二甲酯的浪费，由于硫酸二甲酯为剧毒品，对环境及工人带来巨大的安全隐患。
[0011](4)以0，O-二甲基亚磷酸作为甲基化试剂:文献Justus Liebigs Annalen derChemie, 1967，703:31-3报道，以0，O- 二甲基亚磷酸作为甲基化试剂制备S-甲基异硫脲硫酸盐。但是该路线产物收率较低，且废水中含有较多磷元素，容易造成水体富营养化，难以满足产业化需求。
[0012](5)以单氰胺和甲硫醇为原料的合成路线:山东京博控股股份有限公司和黄河三角洲京博化工研究院有限公司的闻锋和吴志红等申请的中国发明专利CN201210096827.8中公开了一种S-甲基异硫脲盐的合成方法，该发明以单氰胺和甲硫醇为原料，在酸性条件下合成S-甲基异硫脲乙酸盐，然后与强酸置换得到所需S-甲基异硫脲硫酸盐。该专利方法不仅操作步骤简单，反应周期短，转化率高，能耗低，而且所需设备简单，适用于工业规模生产，采用该发明生产出的S-甲基异硫脲盐含量在99%以上，能满足市场对S-甲基异硫脲盐的技术要求，但是原材料单氰胺的价格高，导致其生产成本过高，产品没有市场竞争力。
[0013]甲基硫酸钠是硫酸氢甲酯的钠盐，是维生素BI和半缩醛生产的主要副产物，甲基硫酸钠废渣长期以来都是作为固体废弃物进行处置，而且处置费用高，很多企业都将甲基硫酸钠进行暂时存放，保守估计，目前国内甲基硫酸钠存有量超过10万吨，因此需要开发新的甲基硫酸钠综合利用技术。
[0014]甲基硫酸钠可作为甲基化试剂用于制备硝基甲烷，但由于产品收率低、产品质量差(色泽为棕黄色且凝固点高)和副产硫酸钠含有亚硝酸钠等缺点。对于甲基硫酸钠的综合应用，有报道用于生产对甲砜甲苯和二甲基硫醚。
[0015]胡新河于1995年在《浙江化工》杂志上公开了一种以甲基硫酸钠和对甲苯磺酰氯为基础原料生产对甲砜甲苯的方法，对甲苯磺酸钠盐和甲基硫酸钠在pH为7.4-7.8，温度在98-102°C下回流反应36h，加入活性碳脱色，冷却至室温过滤、水洗和抽干，65°C下干燥得对甲砜甲苯成品，收率达92%，但是其副产物硫酸钠中含有大量磷酸三钠、氯化钠和碳酸氢钠，同时会产生大量含盐高浓度有机废水。[0016]东北制药总厂的孟菊英等在《化工环保》上公开发表论文《利用甲基硫酸钠废渣制备二甲基硫醚》，称取一定量的甲基硫酸钠溶解在一定量的水中，搅拌至全溶解，静止分层，将下层甲基硫酸钠溶液与适量的硫化钠加入到带有搅拌的合成反应装置中进行搅拌。将电加热恒温水浴锅调到100°c，在常压下进行合成反应。反应物进行蒸馏，所得馏分用冰盐水冷却，尾气用氢氧化钠溶液吸收。蒸馏残液过滤后进行重结晶，经二次结晶过滤得到副产品硫酸钠，滤液经中和反应后去生化处理，产品回收率为83.59%。该法具有工艺简单，技术可行和操作稳定的优点，但生产过程中会产生恶臭气体和高浓度含盐有机废水等缺点。

【发明内容】

[0017]本发明要解决的技术问题是提供一种成本低、产品收率高的利用甲基硫酸钠废渣合成S-甲基异硫脲硫酸盐的方法。
[0018]为了解决上述技术问题，本发明提供一种利用甲基硫酸钠废渣合成S-甲基异硫脲硫酸盐的方法，该方法以甲基硫酸钠废渣和硫脲为基础原料，以水为溶剂，在中性条件下反应制得S-甲基异硫脲硫酸盐，反应式如下:
[0019]2 (H2N) 2C=S+2CH30S03Na — (HN=C (SCH3) NH2) 2.H2S04+Na2S04。
[0020]作为本发明的利用甲基硫酸钠废渣合成S-甲基异硫脲硫酸盐的方法的改进，包括以下步骤:
[0021]I)、在反应容器中，将水和硫脲按照1:0.5~I的质量比混合后，加热(75~85°C)搅拌，直至硫脲全部溶解；得硫脲溶液；
[0022]2)、往步骤I)所得的硫脲溶液中加入(可为缓慢加入)固体状的甲基硫酸钠废渣，升温(为105~115°C)，于回流状态下反应I~3小时，硫脲:甲基硫酸钠(纯物质)的摩尔比为1:1~L 5 ;
[0023]3)、将步骤2) 所得的反应物料液冷却至35~45°C (较佳为40°C)，控制搅拌转速在50~100转/分钟，加入甲醇进行析晶，甲醇的加入量为步骤I)中水的体积量的I~3倍;
[0024]4 )、将步骤3 )所得物料通过离心机进行固液分离，控制离心后所得的固体物料(为S-甲基异硫脲硫酸盐和硫酸钠的混合物)中含水量< 3% (为质量％)；
[0025]5)、在另一反应容器中于搅拌条件下，向甲醇中加入氢氧化钠；自然冷却至室温后，得甲醇氢氧化钠溶液；所述氢氧化钠和甲醇的质量体积比为lg:3.5~4.5ml (较佳为4ml)；
[0026]6)、按照步骤5)中的氢氧化钠与步骤I)中的硫脲的摩尔比为1:0.8~1.2的投料t匕，向步骤5)所得的甲醇氢氧化钠溶液中加入步骤4)离心所得的固体物料(为S-甲基异硫脲硫酸盐和硫酸钠的混合物)，搅拌条件下于5~20°C (较佳为10~20°C )反应1.5~
2.5小时；
[0027]7)、将步骤6)所得的反应后物料通过真空负压(-0.098MPa)进行抽滤，分别得滤液和滤饼；
[0028]所述滤饼用甲醇洗涤、烘干后，得作为副产品的硫酸钠；
[0029]8)、在冰浴(O~5°C)下，于低速搅拌(转速控制为50-60转/分钟)的条件下，向步骤7)抽滤所得的滤液中滴加浓硫酸直到呈中性为止；在滴加浓硫酸过程中会析出大量白色晶体；
[0030]所述浓硫酸是指质量浓度98%的硫酸；
[0031]9)、将步骤8)的所得物进行真空抽滤，得滤液和作为滤饼的晶体，所述晶体用甲醇洗涤，然后于70~90°C进行真空干燥，得S-甲基异硫脲硫酸盐。
[0032]作为本发明的利用甲基硫酸钠废渣合成S-甲基异硫脲硫酸盐的方法的进一步改进，本发明还包括:步骤4)固液分离所得的液体和步骤9)所得的滤液合并后通过精馏回收甲醇，精馏后的甲醇进行回收套用，水相(主要的是水，其中还有极少量的甲基硫酸钠和S-甲基异硫脲硫酸盐)不需要经过处置就可直接返回步骤I)替代步骤I)中的水(用量和水的用量一样)。
[0033]作为本发明的利用甲基硫酸钠废渣合成S-甲基异硫脲硫酸盐的方法的进一步改进，步骤2)中的固体状的甲基硫酸钠废渣为生产半缩醛或维生素BI所得的作为副产物的废渣，所述废渣中甲基硫酸钠含量> 90% (质量％)。
[0034]作为本发明的利用甲基硫酸钠废渣合成S-甲基异硫脲硫酸盐的方法的进一步改进，步骤I)中水:硫脲的质量比为1:1。
[0035]作为本发明的利用甲基硫酸钠废渣合成S-甲基异硫脲硫酸盐的方法的进一步改进，步骤2)中在回流状态下反应2小时，硫脲:甲基硫酸钠(纯物质)的摩尔比为1:1.1。
[0036]作为本发明的利用甲基硫酸钠废渣合成S-甲基异硫脲硫酸盐的方法的进一步改进，所述步骤3)中甲醇的加入量为步骤I)中水的体积量的2倍或3倍。
[0037]作为本发明的利用甲基硫酸钠废渣合成S-甲基异硫脲硫酸盐的方法的进一步改进，所述步骤6)中，按照步骤5)中氢氧化钠与步骤I)中的硫脲的摩尔比为1:1的投料比，向步骤5)所得的甲醇氢氧化 钠溶液中加入步骤4)离心所得的固体物料(S-甲基异硫脲硫酸盐和硫酸钠的混合物)，搅拌条件下于20V反应2小时。
[0038]备注说明:
[0039]I)、在本发明中，室温是指10~25°C。
[0040]2)、本发明中，未作明确转速限定的搅拌为常规的搅拌方式，转速一般为100~300转/分钟。
[0041]在本发明中，根据S-甲基异硫脲硫酸盐和S-甲基异硫脲在甲醇中的溶解性差异性，加入适量的氢氧化钠和S-甲基异硫脲硫酸盐反应，游离态的S-甲基异硫脲溶解于甲醇相，而硫酸钠晶体不溶于甲醇，实现硫酸钠和S-甲基异硫脲硫酸盐之间的分离。
[0042]在本发明中，还利用S-甲基异硫脲硫酸盐在甲醇中的溶解性，将抽滤所滤液在冰浴下(0-5°C)下滴加浓硫酸直到溶液呈中性，将S-甲基异硫脲转换成硫酸盐的形式从甲醇中结晶析出。
[0043]综上所述，本发明提供了一种制备S-甲基异脲硫酸盐的合成方法，该方法以生产半缩醛或维生素BI的副产含量> 90%的甲基硫酸钠废渣和硫脲为起始原料，以水为溶剂，在中性条件下反应制得成品。该工艺方法具有反应迅速和反应条件要求低；产品质量好和产品收率高等特点；以水代替有机溶剂，以甲基硫酸钠废渣代替剧毒品硫酸二甲酯为甲基化原料，不但具有成本低的优势，还能解决甲基硫酸钠废渣的污染难题；副产物硫酸钠质量好；整个生产过程中只用到甲醇作为结晶溶剂且可回收套用；生产过程中无废水和其它废渣产生，真正实现了甲基硫酸钠的综合利用和绿色生产。【具体实施方式】
[0044]下面结合具体实施例对发明作进一步说明，但不作为对发明的限制，凡基于本发明所述的技术均属于本发明的组成部分。 [0045]本发明所述的原材料:
[0046]甲醇,工业级,市售；
[0047]硫脲,工业级,市售；
[0048]甲基硫酸钠废渣，生产半缩醛的副产物，甲基硫酸钠的含量为92.3% (质量％)，浙江大洋生物科技集团；
[0049]浓硫酸(质量浓度为98%的硫酸)，工业级，市售；
[0050]固体氢氧化钠，工业级，市售。
[0051]实施例1、一种利用甲基硫酸钠废渣合成S-甲基异硫脲硫酸盐的方法，依次进行以下步骤:
[0052]I)、在一个IOOOml三口反应瓶中加入水152ml，硫脲152g (2mol)，升温至80°C搅拌直至硫脲全部溶解；得硫脲溶液。
[0053]2)、往步骤I)所得的硫脲溶液中缓慢加入(约10~20分钟加入完毕)固体状的甲基硫酸钠废渣319g (甲基硫酸钠2.2mol)，升温至105~115°C，使其回流反应2h。
[0054]3)、将步骤2)所得的反应后物料冷却至40°C (此时反应后物料不凝固)，控制搅拌转速在50-100转/分钟，缓慢加入304ml甲醇进行析晶。
[0055]4)、将步骤3)析晶后的所得物料通过离心机进行固液分离，离心后得固体物料(S-甲基异脲硫酸盐及硫酸钠的混合物)400g ；
[0056]经检测,上述固体物料的含水量约为2.8% (质量％)。
[0057]5)、在另一个IOOOml三口反应瓶中加入甲醇300ml，搅拌下分批(例如分成4批)加入氢氧化钠80g (2mol)，待反应放热恢复至室温，得甲醇氢氧化钠溶液，备用。
[0058]6)、在步骤5)所得的甲醇氢氧化钠溶液中加入步骤4)所得的全部的400g固体物料(为S-甲基异脲硫酸盐及硫酸钠的混合物)，控制温度在10~20°C搅拌反应2h。
[0059]7)、将步骤6)所得的反应后物料通过真空负压(-0.098MPa)进行抽滤，滤饼用400ml甲醇分两次进行洗涤，烘干后得275g白色硫酸钠晶体，含量(纯度)为98.8%(质量％);
[0060]8)、步骤7)抽滤所得的滤液在冰浴下(0_5°C)用浓硫酸滴定(滴加浓硫酸过程中控制搅拌转速为50转/分钟)，直到呈中性为止停止滴加浓硫酸，滴加浓硫酸过程中会析出大量白色晶体；
[0061]9)、将步骤8)的所得物进行真空抽滤，得滤液和作为滤饼的晶体，晶体用200ml甲醇分两次洗涤，80°C下真空干燥，得产物S-甲基异硫脲硫酸盐220g，含量为99.3%(质量％)，为纯白色晶体，熔点242-243°C，产品收率79.1%(以起始原料硫脲计)。
[0062]10)、将步骤4)固液分离所得的液体以及步骤9)抽滤所得滤液合并后通过精馏回收甲醇，精馏后的甲醇进行回收套用，水相不需要经过处置直接返回步骤I)中代替水(即，水相的用量同水的用量)进行再利用。
[0063]实施例2、一种利用甲基硫酸钠废渣合成S-甲基异硫脲硫酸盐的方法，依次进行以下步骤:[0064]I)、在一个1000ml三口反应瓶中加入水304ml，硫脲152g (2mol)，升温至80°C搅拌直至硫脲全部溶解；得硫脲溶液。
[0065]2)、往步骤I)所得的硫脲溶液中缓慢加入固体状的甲基硫酸钠废渣436g (甲基硫酸钠3mol)，升温至105~115°C，使其回流反应2h。[0066]3)、将步骤2)所得的反应物料液冷却至40°C (此时反应物料液不凝固)，控制搅拌转速在50-100转/分钟，缓慢加入608ml甲醇进行析晶。
[0067]4)、将步骤3)析晶后的所得物料通过离心机进行固液分离，离心后得固体物料(S-甲基异脲硫酸盐及硫酸钠的混合物)405g ；
[0068]经检测,上述固体物料的含水量约为2.8% (质量％)。
[0069]5)、在另一个IOOOml三口反应瓶中加入甲醇300ml，搅拌下分批加入氢氧化钠80g，待反应放热恢复至室温后得甲醇氢氧化钠溶液；备用。
[0070]6)、在步骤5)所得的甲醇氢氧化钠溶液中加入步骤4)所得的全部的405g固体物料(为S-甲基异脲硫酸盐及硫酸钠的混合物)，温度控制在10~20°C搅拌反应2h。
[0071]7)、将步骤6)所得的反应后物料通过真空负压进行抽滤，分别得滤液和滤饼；
[0072]滤饼用400ml甲醇分两次进行洗涤，滤饼烘干后得278g硫酸钠，产品含量(纯度)为 98.1%。
[0073]8)、步骤7)抽滤所得的滤液在冰浴下(0_5°C)用浓硫酸滴定(滴加浓硫酸过程中搅拌转速为50转/分钟)，直到溶液呈中性为止停止滴加浓硫酸，滴加浓硫酸过程中会析出大量白色晶体。
[0074]9)、将步骤8)的所得物进行真空抽滤，得滤液和作为滤饼的晶体；晶体用200ml甲醇分两次洗涤，80°C真空干燥，得产物S-甲基异硫脲硫酸盐222g，含量为98.1%，为纯白色晶体，熔点240-242°C，产品收率79.9%(以起始原料硫脲计)。
[0075]10)、将步骤4)固液分离所得的液体和步骤9)抽滤所得的滤液合并后通过精馏回收甲醇，精馏后的甲醇进行回收套用，水相不需要经过处置直接返回步骤I)替代步骤I)中的水进行再利用。
[0076]实施例3、一种利用甲基硫酸钠废渣合成S-甲基异硫脲硫酸盐的方法，依次进行以下步骤:
[0077]I)、在一个IOOOml三口反应瓶中加入水152ml，硫脲152g (2mol)，升温至80°C搅拌直至硫脲全部溶解；得硫脲溶液。
[0078]2)、往步骤I)所得的硫脲溶液中加入固体状的甲基硫酸钠废渣290g (甲基硫酸钠2mol)，升温至105~115°C，使其回流反应2h。
[0079]3)、将步骤2)所得的反应物料液冷却至40°C (此时，反应物料不凝固)，控制搅拌转速在50-100转/分钟，缓慢加入304ml甲醇进行析晶。
[0080]4)、将步骤3)析晶后的所得物料通过离心机进行固液分离，离心后得固体物料(S-甲基异脲硫酸盐及硫酸钠的混合物)380g ；
[0081]经检测,上述固体物料的含水量约为2.8% (质量％)。
[0082]5)、在另一个IOOOml三口反应瓶中加入甲醇300ml，搅拌下分批加入氢氧化钠80g,待反应放热恢复至室温，得甲醇氢氧化钠溶液；备用。
[0083]6)、在步骤5)所得的甲醇氢氧化钠溶液中加入步骤4)所得的全部的380g固体物料(s-甲基异脲硫酸盐及硫酸钠的混合物)，温度控制在20°C以下搅拌反应2h。[0084]7)、将步骤6)所得的反应后物料通过真空负压进行抽滤，分别得滤液和滤饼；
[0085]滤饼用400ml甲醇分两次进行洗涤，滤饼烘干后得266g硫酸钠，产品含量为98.6%。
[0086]8)、步骤7)所得的滤液在冰浴下(0_5°C)用浓硫酸滴定(滴加浓硫酸过程中搅拌转速为50转/分钟)，直到溶液呈中性为止停止滴加浓硫酸，滴加浓硫酸过程中会析出大量白色晶体。
[0087]9)、将步骤8)所得物料进行真空抽滤，得滤液和作为滤饼的晶体，晶体用150ml甲醇分两次洗涤，80°C真空干燥，得产物S-甲基异硫脲硫酸盐201g，含量为99.0%，为纯白色晶体，熔点241-243°C，产品收率72.3%(以起始原料硫脲计)。
[0088]10)、将步骤4)固液分离所得的液体和步骤9)抽滤所得滤液合并后通过精馏回收甲醇，精馏后的甲醇进行回收套用，水相不需要经过处置直接返回步骤I)替代步骤I)中的水进行再利用。
[0089]对比例I
[0090]参照樊能廷编写的《有机合成事典》264页(北京理工大学出版社1992年I月出版)描述的方法，在2000ml的三口反应瓶中加入152g(2mol)硫脲，加70ml水，搅拌均匀，加入138g(l.lmol)的硫酸二甲酯，立即将烧瓶连到一个带捕集器的长回流冷凝器上。让反应自动进行，当反应变快，瓶内充满气体时，通冷却水冷却。在最初剧烈反应完毕后，将混合物回流lh，反应结束后，冷却至室温，加入200ml的95%乙醇，混匀后抽滤。滤饼用95%乙醇洗涤(2*100ml)，在空气中晾干，得182g的S-甲基异硫脲硫酸盐。母液经浓缩，冷却，加入120ml的95%乙醇，得到第二批产品，重量为41g。二次共计得到S-甲基异硫脲硫酸盐223g，产品收率80.2%(以起始原料硫脲计)，含量为98.8%，为纯白色晶体，熔点240-243°C。
[0091]对比例2
[0092]根据河北师范大学的康汝洪等在《化学试剂》(1994，16(6): 373; 380)上公开发表了《相转移催化合成S-甲基异硫脲盐》的方法，用0.0013mol的三乙基苄基氯化铵为相转移催化剂，0.1mol的硫脲和0.055mol的甲基硫酸钠在6.5ml水中，110°C下回流反应1.5h，最终得S-甲基异硫脲硫酸盐8.9g，收率仅为63.9%，含量为97.3%，熔点为228-232°C。
[0093]对比例3
[0094]参照PCT专利W02007/074391所描述的方法，在一个配备搅拌器，热板，水浴，冷凝器的圆底烧瓶中，在25-30°C下加入附盐水77ml，硫脲(100g，l.3137mol)。搅拌并加入硫酸二甲酯(90.648，0.7186!1101)，慢慢地过了一段时间，提高温度至801:并保持数分钟，进一步提高温度，在回流温度下维持反应5h。冷却反应物料到25-35°C，加入异丙醇133ml，搅拌60分钟。用73.5ml混合洗涤滤饼(IOOmL异丙醇:47ml水)，在70_75°C下干燥滤饼，得144g样品，含量为97.8%，收率为78.9%，熔点240-243°C。
[0095]对比例4
[0096]参照山东京博控股股份有限公司和黄河三角洲京博化工研究院有限公司的闻锋和吴志红等申请的中国发明专利CN201210096827.8中公开的S-甲基异硫脲盐合成方法，将42g单氰胺晶体和57.5ml的冰乙酸混合；在_5°C下向上述单氰胺与乙酸的混合溶液中通入甲硫醇气体，反应5小时；向步骤2)溶液中加入196g的50%硫酸溶液，温度上升至20°C，搅拌反应，得到S-甲基异硫脲硫酸盐和乙酸的溶液；将步骤3)所得溶液降温至(TC结晶，过滤，滤饼用20ml甲醇洗涤后干燥，得到94.2g的S-甲基异硫脲硫酸盐，含量为98.3%,收率为67.6%。同时得到120ml含有硫酸和乙酸的高浓度有机废水，由于含有硫酸和水，该废水不能进行套用，因此需要进行生化治理，污染相当严重。
[0097]对比例5、
[0098]将实施例1的步骤5 )改成以下内容:
[0099]5)、在另一个IOOOml三口反应瓶中加入甲醇300ml，搅拌下分批(例如分成4批)加入氢氧化钠60g，待反应放热恢复至室温,得甲醇氢氧化钠溶液,备用。
[0100]其余均等同于实施例1。
[0101]最终，得产物S-甲基异硫脲硫酸盐172g，含量为99.2%，为纯白色晶体，熔点242-243°C，产品收率61.9%(以起始原料硫脲计)。
[0102]且作为副产品的硫酸钠中由于含有大量的S-甲基异硫脲硫酸盐，因此纯度较低。
[0103]对比例6
[0104]将实施例1的步骤8)改成以下内容:
[0105]8)、步骤7)抽滤所得的滤液在冰浴下(0_5°C)用浓硫酸滴定(滴加浓硫酸过程中控制搅拌转速为50转/分钟)，直到溶液呈酸性(pH为3)时为止停止滴加浓硫酸，滴加浓硫酸过程中会析出大量白色晶体；然后有部分晶体又会被溶解掉。
[0106]其余均等同于实施例1。
[0107]最终，得产物S-甲基异硫脲硫酸盐198g，含量为99.3%，为纯白色晶体，熔点242-243°C，产品收率71.2%(以起始原料硫脲计)。
[0108]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。
【权利要求】
1.利用甲基硫酸钠废渣合成S-甲基异硫脲硫酸盐的方法，其特征在于:以甲基硫酸钠废渣与硫脲为基础原料，以水为溶剂，在中性条件下回流反应制得；反应式如下:
，2(H2N) 2C=S+2CH30S03Na — (HN=C (SCH3) NH2) 2.H2S04+Na2S04。
2.根据权利要求1所述的利用甲基硫酸钠废渣合成S-甲基异硫脲硫酸盐的方法，其特征在于包括以下步骤: 1)、在反应容器中，将水和硫脲按照1:0.5~I的质量比混合后，加热搅拌，直至硫脲全部溶解；得硫脲溶液； 2)、往步骤I)所得的硫脲溶液中加入固体状的甲基硫酸钠废洛，升温，于回流状态下反应I~3小时，硫脲:甲基硫酸钠的摩尔比为1:1~1.5 ; 3)、将步骤2)所得的反应物料液冷却至35~45°C，控制搅拌转速在50~100转/分钟，加入甲醇进行析晶，甲醇的加入量为步骤I)中水的体积量的I~3倍； 4)、将步骤3)所得物料通过离心机进行固液分离，控制离心后所得的固体物料中含水量≤3% ； 5)、在另一反应容器中于搅拌条件下，向甲醇中加入氢氧化钠；自然冷却至室温后，得甲醇氢氧化钠溶液；所述氢氧化钠和甲醇的质量体积比为lg:3.5~4.5ml ； 6)、按照步骤5)中的氢氧化钠与步骤I)中的硫脲的摩尔比为1:0.8~1.2的投料比，向步骤5)所得的甲醇氢氧化钠溶液 中加入步骤4)离心所得的固体物料，搅拌条件下于5~20°C反应1.5~2.5小时； 7)、将步骤6)所得的反应后物料通过真空负压进行抽滤，分别得滤液和滤饼； 所述滤饼用甲醇洗涤、烘干后，得作为副产品的硫酸钠； 8)、在冰浴下，于低速搅拌的条件下，向步骤7)抽滤所得的滤液中滴加浓硫酸直到呈中性为止；在滴加浓硫酸过程中会析出大量白色晶体； 所述浓硫酸是指质量浓度98%的硫酸； 9)、将步骤8)的所得物进行真空抽滤，得滤液和作为滤饼的晶体，所述晶体用甲醇洗涤，然后于70~90°C进行真空干燥，得S-甲基异硫脲硫酸盐。
3.根据权利要求2所述的利用甲基硫酸钠废渣合成S-甲基异硫脲硫酸盐的方法，其特征在于: 步骤4)固液分离所得的液体和步骤9)所得的滤液合并后通过精馏回收甲醇，精馏后的甲醇进行回收套用，水相不需要经过处置就可直接返回步骤I)替代步骤I)中的水。
4.根据权利要求2或3所述的利用甲基硫酸钠废渣合成S-甲基异硫脲硫酸盐的方法，其特征在于:所述步骤2)中的固体状的甲基硫酸钠废渣为生产半缩醛或维生素BI所得的作为副产物的废渣，所述废渣中甲基硫酸钠含量> 90%ο
5.根据权利要求4所述的利用甲基硫酸钠废渣合成S-甲基异硫脲硫酸盐的方法，其特征在于:所述步骤I)中水:硫脲的质量比为1:1。
6.根据权利要求5所述的利用甲基硫酸钠废渣合成S-甲基异硫脲硫酸盐的方法，其特征在于:所述步骤2)中在回流状态下反应2小时，硫脲:甲基硫酸钠的摩尔比为1: 1.1。
7.根据权利要求6所述的利用甲基硫酸钠废渣合成S-甲基异硫脲硫酸盐的方法，其特征在于:所述步骤3)中甲醇的加入量为步骤I)中水的体积量的2倍或3倍。
8.根据权利要求7所述的利用甲基硫酸钠废渣合成S-甲基异硫脲硫酸盐的方法，其特征在于:所述步骤6)中，按照步骤5)中氢氧化钠与步骤I)中的硫脲的摩尔比为1:1的投料比，向步骤5)所得的甲醇氢氧化钠溶液中加入步骤4)离心所得的固体物料，搅拌条件下于20°C反应2 小时。
【文档编号】C07C335/32GK103467349SQ201310363026
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年8月19日 优先权日:2013年8月19日
【发明者】王国平, 徐旭辉, 陈阳贵, 汪贤玉, 涂永福, 关卫军 申请人:浙江大洋生物科技集团股份有限公司