一种1,2‑苯并异噻唑啉‑3‑酮化合物的合成方法与流程

本申请为2014年5月26日提交的、申请号为201410225660.x、名称为“一种1,2-苯并异噻唑啉-3-酮化合物的合成方法”的中国发明专利申请的分案申请。

本发明涉及一种1,2-苯并异噻唑啉-3-酮化合物的合成方法，属于精细化工领域。

背景技术：

1,2-苯并异噻唑啉-3-酮化合物由于具有显著的抗霉菌，真菌作用，广泛应用于水处理，金属加工液，涂料等领域。传统工艺采用2,2'-二硫代二苯甲酸化合物为原料，使用氯化亚砜，氨水，氯气或者氧化剂闭环，得到1,2-苯并异噻唑啉-3-酮化合物。该工艺步骤长，收率低，污染严重，产品质量差。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种绿色、环保、后处理方便、工艺步骤简单的1,2-苯并异噻唑-3-酮化合物的合成方法。

本发明提供的一种1,2-苯并异噻唑啉-3-酮化合物(式1)的合成方法，其反应方程式如下所示：

具体步骤如下：

(1)将式(ⅰ)的2-卤代苯腈化合物和硫醇化合物r²sh在碱的存在下，以均相体系或者非均相体系反应，合成式(ⅱ)所示的2-烷硫基取代苯腈化合物；

式中：r¹表示氢原子，c1-c4烷基，c1-c4烷氧基，硝基，羧基，烷氧基羰基或者卤素原子；x表示氯或者溴原子；r²表示c5-c22烷基或者芳烷基；

(2)将式(ⅱ)的2-烷硫基取代苯腈化合物与卤化剂在水/有机溶剂存在下，0-50℃温度下，反应1-20h；其中：2-烷硫基取代苯腈化合物与卤化剂的摩尔比为1：(0.85～3)，所述卤化剂选自氯气、液溴、磺酰氯或磺酰溴中的任一种；反应结束后；在反应液中加入水和碱，在40-100℃温度下，搅拌0.5-4h，得到1.2-苯并异噻唑啉-3-酮化合物碱盐，然后分层，水相中加入酸，在0-40℃下搅拌1-4h，再过滤，烘干得到式(ⅲ)的1.2-苯并异噻唑啉-3-酮化合物；其中：所述2-卤代苯腈化合物、硫醇化合物和碱。

上述步骤(1)和步骤(2)中，所述碱选自氢氧化钠，氢氧化钾，碳酸钠或碳酸钾中的任一种或者几种。

上述步骤(1)中，所述硫醇化合物r²sh中的r²为c8-c18烷基。

上述步骤(1)中，所述硫醇化合物r²sh中的r²为芳烷基时，其结构用式(ⅳ)表示：

其中：r³表示氢原子，c1-c8烷基，c1-c4烷氧基，或者卤素原子；r⁴表示c1-c4烷基。

上述步骤(1)中，反应体系为非均相体系时，其采用有机溶剂/水为溶剂，在催化剂和碱的共同作用下，30-100℃温度下反应0.5-25h；优选的，在50-75℃下反应2-12小时；其中：所述催化剂选自季铵盐、季膦盐或冠醚中的任一种；所述有机溶剂选自苯，甲苯，二甲苯，氯苯，二氯苯，正己烷，正庚烷，环己烷，甲基环己烷或石油醚中的一种或者几种；所述2-卤代苯腈化合物、硫醇化合物和碱的摩尔比为1：(0.8～2):(0.8～1.5)；所述催化剂的用量为2-卤代苯腈化合物、硫醇化合物和碱总质量的2-40％。

上述步骤(1)中，反应体系为均相体系时，其采用极性非质子溶剂为溶剂，在30-150℃温度下，反应1-10h；所述极性非质子溶剂选自n-甲基吡咯烷酮，二甲基亚砜，二甲基甲酰胺或二乙基甲酰胺中的任一种或者几种，所述2-卤代苯腈化合物、硫醇化合物和碱的摩尔比为1：(0.8～2):(0.8～1.5)。

上述步骤(2)中，所述有机溶剂选自卤代烃，苯，甲苯，二甲苯，氯苯，二氯苯，正己烷，正庚烷，环己烷，甲基环己烷或石油醚中的一种或几种。

上述步骤(2)中，酸选自盐酸，硫酸，硝酸，醋酸，甲酸，草酸，柠檬酸或甲磺酸中的一种或者几种。

本发明中，还进一步包括原料再生的步骤，具体如下：在步骤(2)中分层得到的有机相中，加入水、催化剂和硫化物，在30-90℃温度下，反应2-25h，得到硫醇化合物r²sh；所述催化剂选自季铵盐、季膦盐或冠醚中的任一种；所述硫化物选自硫氢化钠，硫脲或硫化钠中任一种。

本发明中，所述季铵盐选自四丁基溴化铵，四丁基氯化铵，苯甲基三乙基溴化铵，苯甲基三乙基氯化铵，十六烷基三甲基氯化铵，十六烷基三甲基溴化铵，十六烷基三乙基氯化铵，十六烷基三乙基溴化铵，十二烷基三甲基氯化铵，十二烷基三甲基溴化铵或辛基三乙基溴化铵中的任一种或几种；所述季膦盐选自四丁基溴化磷，四丁基氯化磷或十六烷基三乙基氯化磷中的任一种或几种；所述冠醚选自18-冠-6，二苯并-18-冠-6或二环己基并18-冠-6中的一种或者几种。

本发明的优点在于：一方面该工艺使用的原料气味和挥发性小，绿色环保，对环境污染小；另一方面其反应条件温和，工艺步骤简单，后处理步骤简单，可直接得到高纯度产物，且副产物可以回收循环使用，反应成本低廉。

附图说明

图1是1,2-苯并异噻唑啉-3-酮标准品谱图。

图2是十八硫醇合成1,2-苯并异噻唑啉-3-酮谱图。

图3是辛硫醇合成1,2-苯并异噻唑啉-3-酮谱图。

图4是正十二硫醇合成1,2-苯并异噻唑啉-3-酮谱图。

具体实施方式

下面结合实施例详细说明本发明，然而本发明的范围不限于这些实施例。

实施例1

氮气气氛下，在配备有搅拌器，温度计和冷凝器的1000ml四口烧瓶中加入100g氯苯，100g邻氯苯腈，219g十八硫醇，4g四丁基溴化铵。在65-70℃下，滴加32％氢氧化钠溶液98.7g，保温反应直至合格，分去水相，得到邻十八硫基苯腈反应液381g。

在配备有搅拌器，温度计和冷凝器的1000ml四口烧瓶中加入邻十八硫腈苯腈反应液381g，氯苯100g，水32g。在20-30℃下，通入氯气53g。升温至60-65℃，反应1h。

降温至20-30℃，加入200g水，用32％液碱调节ph＝9-10，升温至60-65℃，分去有机相，水相降温至20-30℃，加入31％盐酸，调节ph＝3-4。过滤，烘干，得到102g1.2-苯并异噻唑啉-3-酮，收率93.5％(hplc>99％，图2)。

原料再生反应如下：有机相约420g，蒸馏回收210g氯代十八烷。在配备有搅拌器，温度计和冷凝器的1000ml四口烧瓶中加入6g四丁基溴化铵,200g氯苯，210g氯代十八烷，180g32％硫氢化钠，65-70℃反应16h，分层，得到405g十八硫醇反应液。

实施例2

氮气气氛下，在配备有搅拌器，温度计和冷凝器的500ml四口烧瓶中加入100g氯苯，100g邻氯苯腈，112g正辛硫醇，4g四丁基溴化铵。在60-65℃下，滴加32％氢氧化钠溶液98g，保温反应直至合格，分去水相，得到邻辛硫基苯腈反应液279g。

在配备有搅拌器，温度计和冷凝器的1000ml四口烧瓶中加入邻辛硫腈苯腈反应液279g，氯苯200g，水30g。在20-30℃下，通入氯气54g。升温至60-65℃，反应1h。降温至20-30℃，加入200g水，用32％液碱调节ph＝9-10，升温至60-65℃，分去有机相，有机相分离回收溶剂及副产物，水相降温至20-30℃，加入31％盐酸，调节ph＝3-4。过滤，烘干，得到103g1.2-苯并异噻唑啉-3-酮，收率94.5％(hplc>99％，图3)。

原料再生反应如下：有机相约310g，蒸馏回收100g氯代正辛烷。在配备有搅拌器，温度计和冷凝器的1000ml四口烧瓶中加入加入4g四丁基溴化铵,100g氯苯，100g氯代正辛烷，167g32％硫氢化钠，65-70℃反应12h，分层，得到196g正辛硫醇反应液。

实施例3

氮气气氛下，在配备有搅拌器，温度计和冷凝器的500ml四口烧瓶中加入100g氯苯，100g邻氯苯腈，154g正十二硫醇，4g四丁基溴化铵。在60-65℃下，滴加32％氢氧化钠溶液98g，保温反应直至合格，分去水相，得到邻十二硫基苯腈反应液320g。

在配备有搅拌器，温度计和冷凝器的1000ml四口烧瓶中加入邻十二硫腈苯腈反应液320g，氯苯200g，水30g。在20-30℃下，通入氯气54g。升温至60-65℃，反应1h。降温至20-30℃，加入200g水，用32％液碱调节ph＝9-10，升温至60-65℃，分去有机相，有机相分离回收溶剂及副产物，水相降温至20-30℃，加入31％盐酸，调节ph＝3-4。过滤，烘干，得到100g1.2-苯并异噻唑啉-3-酮，收率91.7％(hplc>99％，图4)。

原料再生反应如下：有机相约450g，蒸馏回收145g氯代十二烷。在配备有搅拌器，温度计和冷凝器的1000ml四口烧瓶中加入4g四丁基溴化铵,100g氯苯，145g氯代十二烷，160g32％硫氢化钠，65-70℃反应12h，分层，得到240g正十二硫醇反应液。

实施例4

氮气气氛下，在配备有搅拌器，温度计和冷凝器的500ml四口烧瓶中加入100g邻氯苯腈，240g正十二硫醇反应液及24g正十二硫醇，4g四丁基溴化铵。在50-55℃下，滴加32％氢氧化钠溶液98g，保温反应直至合格，分去水相，得到邻十二硫基苯腈反应液315g。

在配备有搅拌器，温度计和冷凝器的1000ml四口烧瓶中加入邻十二硫腈苯腈反应液315g，氯苯200g，水40g。在20-30℃下，通入氯气54g。升温至60-65℃，反应1h。降温至20-30℃，加入200g水，用32％液碱调节ph＝9-10，升温至60-65℃，分去有机相，有机相分离回收溶剂及副产物，水相降温至20-30℃，加入31％盐酸，调节ph＝3-4。过滤，烘干，得到101g1.2-苯并异噻唑啉-3-酮，收率92.7％(hplc>99％)。

原料再生反应如下：有机相约450g，蒸馏回收148g氯代十二烷。在配备有搅拌器，温度计和冷凝器的1000ml四口烧瓶中加入加入4g四丁基溴化铵,100g氯苯，148g氯代十二烷，160g32％硫氢化钠，65-70℃反应12h，分层，得到241g正十二硫醇反应液。

实施例5

氮气气氛下，在配备有搅拌器，温度计和冷凝器的500ml四口烧瓶中加入100g氯苯，100g邻氯苯腈，154g正十二硫醇，4g四丁基溴化铵。在60-65℃下，滴加32％氢氧化钠溶液98g，保温反应直至合格，分去水相，得到邻十二硫基苯腈反应液320g。

在配备有搅拌器，温度计和冷凝器的1000ml四口烧瓶中加入邻丁硫腈苯腈反应液320g，氯苯200g，水30g。在20-30℃下，通滴加磺酰氯100g。升温至60-65℃，反应1h。降温至20-30℃，加入200g水，用32％液碱调节ph＝9-10，升温至60-65℃，分去有机相，有机相分离回收溶剂及副产物，水相降温至20-30℃，加入31％盐酸，调节ph＝3-4。过滤，烘干，得到106g1.2-苯并异噻唑啉-3-酮，收率97.2％(hplc>99％)。

原料再生反应如下：有机相约445g，蒸馏回收143g氯代十二烷。在配备有搅拌器，温度计和冷凝器的1000ml四口烧瓶中加入加入4g四丁基溴化铵,100g氯苯，143g氯代十二烷，180g32％硫氢化钠，65-70℃反应12h，分层，得到244g正十二硫醇反应液。

当理解的是，本发明的具体实施例仅仅是出于示例性说明的目的，其不以任何方式限定本发明的保护范围，本领域的技术人员可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。