一种S-(4-氯苯基)-4-氯硫代苯磺酸酯的制备方法与流程

本发明属于S-取代硫代苯磺酸酯的制备领域，特别涉及一种S-(4-氯苯基)-4-氯硫代苯磺酸酯的制备方法。

背景技术：

S-(4-氯苯基)-4-氯硫代苯磺酸酯(I)及其衍生物在聚合物生产和摄影制作等方面具有广泛的应用(Zefirov,N.S.；Zyk,N.V.；Beloglazkina,E.K.；Kutateladze,A.G.Sulfur Rep.1993,14,223-244)。同时，这些化合物表现出广泛的抗细菌和真菌的活性。(Weidner,J.P.；Block,S.S.J.Med.Chem.1964,7,671-673；and Block,S.S.；Weidner,J.P.Develop.Ind.Microbiol.1963,4,213-222.)。此外，由于它们具有稳定性好和硫烃化能力强等优点，因此，它们常常作为一种良好的硫烃化试剂广泛应用于有机合成中(Kim,S.；Kim,S.；Otsuka,N.；Ryu,I.Angew.Chem.,Int.Ed.2005,44,6183-6186.and Yoshida,S.；Sugimura,Y.；Hazama,Y.；Nishiyama,Y.；Yano,T.；Shimizu,S.Hosoya,T.Chem.Commun.2015,51,16613-16616)。目前关于S-(4-氯苯基)-4-氯硫代苯磺酸酯的合成方法很多，其主要可以归纳为以下六种：合成方法一(图4a)：以4-氯苯亚磺酰氯为原料，活化的锌为催化剂，在苯中室温反应16h制得S-(4-氯苯基)-4-氯硫代苯磺酸酯，产率为75％。此方法使用了具有强致癌作用的苯为溶剂，对环境极不健康。并且，金属锌需要提前活化。因此，实验操作较为繁琐。(Freeman,F.；Bartosik,L.G.；Bui,N.V.；Keindl,M.C.；Nelson,E.L.Phosphorus.Sulfur.1988,35,375-386)。合成方法二(图4b)：是4-氯苯磺酰氯在DMF可以被1.5eqviv.钐还原为S-4-(氯苯基)-4-氯硫代苯磺酸酯，产率为83％。此方法中钐的用量大，而且金属钐活性高、不稳定，而且价格昂贵，因此，不适于工业化生产。(Liu,Y.J.；Zhang,Y.M.Tetrahedron.Lett.2003,44,4291-4294)。合成方法三(图4c)：以硝酸铈铵/碘为催化剂，可直接将二(4-氯苯基)二硫化物氧化为S-4-(氯苯基)-4-氯硫代苯磺酸酯，产率为96％。此方法产率高，但是硝酸铈铵价格昂贵，并且单质碘具有极强的腐蚀性，易于产生废酸，后处理困难。(Cai,M.T.Lv,G.S.；Chen,J.X.；Gao,W.X.；Ding,J.C.；Wu,H.Y.Chem.Lett.2010,39,368-369)。合成方法四(图4d)：以4-氯苯亚磺酸钠和二(4-氯苯基)二硫化物为原料，NBS为催化剂，在乙腈中室温反应6h制得S-4-(氯苯基)-4-氯硫代苯磺酸酯，产率为70％。此方法主要用于合成不对称的S-取代芳环酸酯，但是，其缺点是苯亚磺酸钠用量巨大，一般是二硫化物的4倍。因此，原子经济性不高。(Sobhani,S.；Aryanejad,S.；Maleiki,M.F.Synlett.2011,3,319-322)。合成方法五(图4e)：以4-氯苯硫酚为原料，在H2O2-TiCl4的催化体系下直接合成S-4-(氯苯基)-4-氯硫代苯磺酸酯，产率可以达到90％。此方法会有大量的HCl作为副产物产生，而且通过柱层析纯化，工业化应用前景小。(Bahrami,K.；Khodaei,M.M.；Khaledian,D.Tetrahedron.Lett.2012,53,354-358)。合成方法六(图4f)：以4-氯苯硫酚为原料，碘化铜为催化剂，TBD为添加剂，在THF中回流18h可以制得S-4-(氯苯基)-4-氯硫代苯磺酸酯，产率为91％。此方法产率高，但是反应时间长，也可以通过此方法合成不对称的S-取代芳环酸酯，但产率较低。(Shyam,P.K.；Kim,Y.K.；Lee,C.；Jang,H.Y.Adv.Synth.Catal.2016,358,56-61)。

综上所述，上述方法存在着试剂价格昂贵、溶剂毒性强、废酸废碱不易处理、收率低和反应条件要求苛刻等缺点。因此，在大规模生产中应用困难。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种S-(4-氯苯基)-4-氯硫代苯磺酸酯的制备方法，该方法工艺简单、反应时间短、成本低、环境友好、纯度和收率高、适合工业化生产。

本发明的一种S-(4-氯苯基)-4-氯硫代苯磺酸酯的制备方法，包括：

将4-氯苯硫酚和氧化剂加入溶剂中，室温～100℃的条件下反应2～6小时；反应结束后萃取，有机层浓缩，重结晶，得到S-(4-氯苯基)-4-氯硫代苯磺酸酯固体；其中，氧化剂为高碘酸钠或碘酸钠。

所述4-氯苯硫酚与氧化剂的摩尔比为1.0：1.0～4.0。

所述4-氯苯硫酚与溶剂的重量体积比为1克：1毫升～100毫升。

所述溶剂为乙腈和水中的至少一种。

所述水和乙腈的体积比为1：0～5。

所述萃取的方式为：加水和乙酸乙酯萃取。

所述重结晶过程中溶剂为体积分数为95％的乙醇

所述S-(4-氯苯基)-4-氯硫代苯磺酸酯的结构式：

熔点：135～137℃；

性状：白色固体；

S-(4-氯苯基)-4-氯硫代苯磺酸酯的红外光谱数据如下:IR(KBr,cm^-1):3089,2333,2023,1904,1643,1570,1467,1389,1324,1278,1081,1006,822,746,703,610,557,502,464cm^-1。

S-(4-氯苯基)-4-氯硫代苯磺酸酯的核磁氢谱数据如下：

¹H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.33(q,J＝7.8Hz,4H),7.43(d,J＝7.9Hz,2H),7.52(d,J＝8.1Hz,2H).

S-(4-氯苯基)-4-氯硫代苯磺酸酯的核磁碳谱数据如下：

¹³C NMR(101MHz,CDCl3)δ126.02,128.95,129.30,129.94,137.71,138.58,140.58,141.29.

有益效果

本发明在制备S-(4-氯苯基)-4-氯硫代苯磺酸酯的过程中，以高碘酸钠等为氧化剂，乙腈和水等作为溶剂，可将4-氯苯硫酚经双(4-氯苯基)二硫化物直接氧化为S-(4-氯苯基)-4-氯硫代苯磺酸酯。缩短了反应步骤，降低了生产成本，缩短了反应时间，提高了产率；该制备方法起始原料易得，成本低，反应操作简单，反应路线短，易于工业化生产。

附图说明

图1为实施例3中化合物S-(4-氯苯基)-4-氯硫代苯磺酸酯的红外光谱；

图2为实施例3中化合物S-(4-氯苯基)-4-氯硫代苯磺酸酯的核磁共振氢谱；

图3为实施例3中化合物S-(4-氯苯基)-4-氯硫代苯磺酸酯的核磁共振碳谱；

图4为本发明中涉及到的反应式；其中，a为合成方法一的反应方程式，b为合成方法二的反应方程式，c为合成方法三的反应方程式，d为合成方法四的反应方程式，e为合成方法五的反应方程式，f为合成方法六的反应方程式，g为本发明的反应方程式。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

取4-氯苯硫酚14.40g(0.1mol)和高碘酸钠21.40g(0.1mol)加入至100mL圆底烧瓶中，加入乙腈50mL，加热至50℃反应4h，反应毕，加水和乙酸乙酯萃取，分去水层，有机层浓缩得固体，所得固体用95％乙醇重结晶得到白色固体S-(4-氯苯基)-4-氯硫代苯磺酸酯3.90g，收率24.5％，mp:135～137℃。

实施例2

取4-氯苯硫酚10.08g(0.07mol)和高碘酸钠30.00g(0.14mol)加入至100mL圆底烧瓶中，加入乙腈50mL，加热至50℃反应4h，反应毕，加水和乙酸乙酯萃取，分去水层，有机层浓缩得固体，所得固体用95％乙醇重结晶得到白色固体S-(4-氯苯基)-4-氯硫代苯磺酸酯6.44g，收率57.9％，mp:136～137℃。

实施例3

取4-氯苯硫酚17.28g(0.12mol)和高碘酸钠77.04g(0.36mol)加入至250mL圆底烧瓶中，加入乙腈150mL，加热至50℃反应6h，反应毕，加水和乙酸乙酯萃取，分去水层，有机层浓缩得固体，所得固体用95％乙醇重结晶得到白色固体S-(4-氯苯基)-4-氯硫代苯磺酸酯14.41g，收率75.5％，mp:135～137℃。所得产品的红外光谱图和核磁共振谱图如图1～3所示。

实施例4

取4-氯苯硫酚7.2g(0.05mol)和高碘酸钠42.8g(0.2mol)加入至250mL圆底烧瓶中，加入乙腈100mL，加热至50℃反应6h，反应毕，加水和乙酸乙酯萃取，分去水层，有机层浓缩得固体，所得固体用95％乙醇重结晶得到白色固体S-(4-氯苯基)-4-氯硫代苯磺酸酯6.15g，收率77.3％，mp:136～138℃。

实施例5

取4-氯苯硫酚14.4g(0.1mol)和高碘酸钠64.2g(0.3mol)加入至250mL圆底烧瓶中，加入乙腈/水(体积比1:1)100mL，加热至50℃反应4h，反应毕，加水和乙酸乙酯萃取，分去水层，有机层浓缩得固体，所得固体用95％乙醇重结晶得到白色固体S-(4-氯苯基)-4-氯硫代苯磺酸酯13.10g，收率82.4％，mp:135～137℃。

实施例6

取4-氯苯硫酚21.6g(0.15mol)和高碘酸钠96.3g(0.45mol)加入至250mL圆底烧瓶中，加入乙腈/水(体积比1:1)150mL，维持室温反应6h，反应毕，加水和乙酸乙酯萃取，分去水层，有机层浓缩得固体，所得固体用95％乙醇重结晶得到白色固体S-(4-氯苯基)-4-氯硫代苯磺酸酯5.91g，收率24.8％，mp:136～137℃。

实施例7

取4-氯苯硫酚17.28g(0.12mol)和高碘酸钠77.04g(0.36mol)加入至250mL圆底烧瓶中，加入乙腈/水(体积比1:1)150mL，加热至100℃反应6h，反应毕，加水和乙酸乙酯萃取，分去水层，有机层浓缩得固体，所得固体用95％乙醇重结晶得到白色固体S-(4-氯苯基)-4-氯硫代苯磺酸酯10.78g，收率56.5％，mp:135～137℃。

实施例8

取4-氯苯硫酚14.4g(0.1mol)和高碘酸钠64.2g(0.3mol)加入至250mL圆底烧瓶中，加入乙腈/水(体积比1:0.5)150mL，加热至50℃反应6h，反应毕，加水和乙酸乙酯萃取，分去水层，有机层浓缩得固体，所得固体用95％乙醇重结晶得到白色固体S-(4-氯苯基)-4-氯硫代苯磺酸酯7.28g，收率45.8％，mp:136～138℃。

实施例9

取4-氯苯硫酚10.08g(0.07mol)和高碘酸钠44.94g(0.21mol)加入至250mL圆底烧瓶中，加入乙腈/水(体积比1:2)100mL，加热至50℃反应6h，反应毕，加水和乙酸乙酯萃取，分去水层，有机层浓缩得固体，所得固体用95％乙醇重结晶得到白色固体S-(4-氯苯基)-4-氯硫代苯磺酸酯.84g，收率52.5％，mp:136～137℃。

实施例10

取4-氯苯硫酚14.4g(0.1mol)和碘酸钠59.4g(0.3mol)加入至250mL圆底烧瓶中，加入乙腈/水(体积比1:2)100mL，加热至50℃反应6h，反应毕，加水和乙酸乙酯萃取，分去水层，有机层浓缩得固体，所得固体用95％乙醇重结晶得到白色固体S-(4-氯苯基)-4-氯硫代苯磺酸酯2.54g，收率16.0％，mp:135～137℃。

实施例11

取4-氯苯硫酚17.28g(0.12mol)和碘酸钠59.4g(0.3mol)加入至250mL圆底烧瓶中，加入水150mL，加热至50℃反应6h，反应毕，加水和乙酸乙酯萃取，分去水层，有机层浓缩得固体，所得固体用95％乙醇重结晶得到白色固体S-(4-氯苯基)-4-氯硫代苯磺酸酯5.02g，收率26.3％，mp:136～138℃。