專利名稱：一種制備甲硫基苯甲酸的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種制備甲硫基苯甲酸的方法，主要涉及一種用氯苯甲腈、甲硫醇鈉、 有機溶劑和三相相轉移催化劑存在條件下制備化合物甲硫基苯甲酸。
背景技術：
甲硫基苯甲酸是重要的有機合成中間體，可用于制備農藥和醫(yī)藥產品，目前據 國外文獻報道都是由巰基苯甲酸為原料制備得到。Chemical communication (2006, 36, 3833-3835) Journal of chemical research (1996，4，176-177)報道了用巰基苯甲酸與 碘甲烷在甲醇溶液中制備甲硫基苯甲酸的方法，但這種方法原料價格昂貴，且反應收率低； Journal of organic chemistry (2006，71 (4)，1464-1479)披露了用巰基苯甲酸與碳酸二 甲酯在高溫長時間反應條件下制備甲硫基苯甲酸的方法，此方法不僅反應溫度高，反應時 間長，而且產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價高量少。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種工藝流程簡單、合理、物耗低、原料易得，反應易于控 制，收率大且產品純度高的甲硫基苯甲酸的制備方法。為達到上述目的，本發(fā)明所述的甲硫基苯甲酸的制備方法是在三相相轉移催化 劑存在條件下，三相相轉移催化劑用量為氯苯甲腈質量的3 6%，將氯苯甲腈加入到有機 溶劑中，升溫到60 70°C，在快速攪拌下，慢慢滴加入甲硫醇鈉溶液，氯苯甲腈與甲硫醇鈉 摩爾比為1 1 10，滴加完畢后加熱到80°C，繼續(xù)攪拌反應到完全；然后加入堿，堿用量 與氯苯甲腈的摩爾比為ι 2 1，加熱到loo iio°c繼續(xù)攪拌反應直到尾氣中不含氨 氣為止。冷卻后倒入分液漏斗，分去有機層。水層用重量百分比濃度為20%鹽酸調pH值 到1 2，冷卻靜置后過濾得粗品甲硫基苯甲酸，將粗品甲硫基苯甲酸放入燒瓶中，燒瓶上 連接帶有支管的不銹鋼冷卻管，冷卻管上接有冷卻水和導熱油管，當燒瓶中溫度升到120°C 左右有回流時，不銹鋼冷卻管入口處溫度為100°C時開始收集前餾份，主要為水份和少量雜 質，當燒瓶中溫度升到160°C時，此時升溫速度變快，不銹鋼冷卻管中改用熱導熱油作冷卻 介質.鄰甲硫基苯甲酸蒸餾時收集不銹鋼冷卻管入口處溫度293 298°C的餾份，對甲硫基 苯甲酸蒸餾時收集不銹鋼冷卻管入口處溫度307 310°C的餾份。氣相色譜分析含量大于 97%。本發(fā)明的化學反應通式如下
CNCN
人 PTC 人
Γ -J-Cl + NaSCH3 Γ Hj- SCH3 + NaCl<formula>formula see original document page 4</formula>上述反應通式中的PTC表示三相相轉移催化劑。本發(fā)明中所說的三相相轉移催化劑為苯乙烯與二乙烯苯共聚物氯甲基化后與三 乙胺反應得的季銨鹽(以后稱為樹脂固載化季銨鹽)、苯乙烯與二乙烯苯共聚物氯甲基化 后與三丁基磷反應得的季鱗鹽(以后稱為樹脂固載化季鱗鹽)，其中優(yōu)選樹脂固載化季銨
<formula>formula see original document page 4</formula>三相相轉移催化劑制備在500ml的四口瓶中加入200ml蒸餾水和4滴重量百分比為0. 的次甲基藍， 加入重量百分比為5%聚乙烯醇水溶液10ml，開動攪拌并慢慢加熱，升溫到40°C后，將混合 均勻的40g苯乙烯、5g 二乙烯苯和0. 4g過氧化苯甲酰的混合物加入反應瓶中，控制好攪拌 速度使油珠分散均勻，慢慢升溫到70°C左右，攪拌反應Ih.，再升溫到85°C左右，繼續(xù)攪拌 反應3h.，當油珠顆粒成型固化后升溫到95°C左右繼續(xù)反應3h，停攪拌，水浴加熱反應瓶， 100°C煮球3h，熱過濾后用熱水洗滌二次，抽干后烘干得白球42. 3g.在干燥的裝有無水氯化鈣干燥管的250ml四口反應瓶中加入白球30g.，加入氯甲 醚90g，在室溫下溶漲2h，攪拌下加入無水氯化鋅7g，反應0. 5h.后再加入無水氯化鋅7g， 加完后慢慢升溫到40°C，繼續(xù)攪拌反應12h后過濾出反應產物氯球，氯球依次用50g甲醇洗 滌、60g重量百分比濃度為5%的鹽酸洗、IOOg蒸餾水洗滌，抽干后烘干得氯球34. 5g..在四口反應瓶中加入氯球30g.，用30g 二氯乙烷溶脹2h后加入20g重量百分濃度 為95%的乙醇溶液，攪拌下加入IOg三乙胺，加熱回流反應15h，反應完后冷到40°C，然后加 入50g蒸餾水，產物過濾后，用lmol/1鹽酸洗滌，再用蒸餾水洗到流出洗液中性為止，抽干 后烘干得季銨樹脂30. Sg..在四口反應瓶中加入氯球30g.，用30g 二氯乙烷溶脹2h后加入20g重量百分濃 度為95%的乙醇溶液，在氮氣保護下，攪拌下加熱到60°C，在Ih內滴加入20g三丁基磷，在 60°C繼續(xù)攪拌反應14h，冷卻到40°C，然后加入50g蒸餾水，產物過濾后，用lmol/1鹽酸洗 滌，再用蒸餾水洗到流出洗液中性為止，抽干后烘干得季鱗樹脂31. 9g.本發(fā)明中所述有機溶劑為苯、甲苯、二甲苯、一氯苯、二氯苯、三氯苯。其中優(yōu)選為 一氯苯。本發(fā)明中所述堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀。其中優(yōu)選為氫氧化鈉。由于上述技術方案中采用了三相相轉移催化技術，所以本發(fā)明所述的甲硫基苯甲 酸的制備方法反應平穩(wěn)、易于控制、物耗小、副反應少、收率高；催化劑易與反應體系分離可 重復使用。上述技術方案中采用了原料易得的氯苯甲腈，因而可實現甲硫基苯甲酸的大量 生產。
具體實施例方式下面結合實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。實施例一將200g二甲苯加入500ml的四口瓶中，加入三相相轉移催化劑樹脂固載化季銨鹽 2g，加入68. 7g鄰氯苯甲腈，在快速攪拌下加熱到70°C，慢慢滴加入20%的甲硫醇鈉溶液 200g，3小時滴完，滴完后升溫到80°C繼續(xù)反應3小時，檢測反應完全后加入25g固體氫氧 化鈉，升溫到110°C反應7小時，直到沒有氨氣放出為止，過濾回收催化劑。冷卻反應液后 倒入分液漏斗中，靜置1小時后分去有機層，水層用20%的鹽酸調pH值到1 2，靜置后析 出固體，過濾得粗品鄰甲硫基苯甲酸，粗品蒸餾收集293 298°C餾份，得鄰甲硫基苯甲酸
75.7g，氣相色譜分析含量為98. 3%。實施例二將200g—氯苯加入500ml的四口瓶中，加入三相相轉移催化劑樹脂固載化季銨鹽 2g，加入68. 7g鄰氯苯甲腈，在快速攪拌下加熱到70°C，慢慢滴加入20%的甲硫醇鈉溶液 200g，3小時滴完，滴完后升溫到80°C繼續(xù)反應3小時，檢測反應完全后加入25g固體氫氧 化鈉，升溫到110°C反應7小時，直到沒有氨氣放出為止，過濾回收催化劑。冷卻反應液后 倒入分液漏斗中，靜置1小時后分去有機層，水層用20%的鹽酸調pH值到1 2，靜置后析 出固體，過濾得粗品鄰甲硫基苯甲酸，粗品蒸餾收集293 298°C餾份，得鄰甲硫基苯甲酸 78. 3g，氣相色譜分析含量為98. 7%。實施例三將200g 二氯苯加入500ml的四口瓶中，加入三相相轉移催化劑樹脂固載化季銨鹽 4g，加入68. 7g鄰氯苯甲腈，在快速攪拌下加熱到70°C，慢慢滴加入20%的甲硫醇鈉溶液 200g，3小時滴完，滴完后升溫到80°C繼續(xù)反應3小時，檢測反應完全后加入35g固體氫氧 化鉀，升溫到110°C反應7小時，直到沒有氨氣放出為止，過濾回收催化劑。冷卻反應液后 倒入分液漏斗中，靜置1小時后分去有機層，水層用20%的鹽酸調pH值到1 2，靜置后析 出固體，過濾得粗品鄰甲硫基苯甲酸，粗品蒸餾收集293 298°C餾份，得鄰甲硫基苯甲酸
76.5g，氣相色譜分析含量為97. 3%。實施例四將200g—氯苯加入500ml的四口瓶中，加入三相相轉移催化劑樹脂固載化季鱗鹽 4g，加入68. 7g鄰氯苯甲腈，在快速攪拌下加熱到70°C，慢慢滴加入20%的甲硫醇鈉溶液 200g，3小時滴完，滴完后升溫到80°C繼續(xù)反應3小時，檢測反應完全后，升溫到110°C慢慢 滴加入30%氫氧化鈉溶液70g，3小時滴加完，滴完后繼續(xù)反應5小時，直到沒有氨氣放出 為止，過濾回收催化劑。冷卻反應液后倒入分液漏斗中，靜置1小時后分去有機層，水層用 35%的鹽酸調pH值到1 2，靜置后析出固體過濾得粗品鄰甲硫基苯甲酸，粗品蒸餾收集 290 298°C餾份，得鄰甲硫基苯甲酸77. 6g，氣相色譜分析含量為98. 5%。實施例五將200g 二氯苯加入500ml的四口瓶中，加入三相相轉移催化劑樹脂固載化季鱗鹽 4g，加入68. 7g鄰氯苯甲腈，在快速攪拌下加熱到80°C，慢慢滴加入20%的甲硫醇鈉溶液 200g，3小時滴完，滴完后升溫到80°C繼續(xù)反應3小時，檢測反應完全后加入25g固體氫氧化鈉，升溫到110°C反應7小時，直到沒有氨所放出為止，過濾回收催化劑。冷卻反應液后 倒入分液漏斗中，靜置1小時后分去有機層，水層用20%的鹽酸調pH值到1 2，靜置后析 出固體，過濾得粗品鄰甲硫基苯甲酸，粗品蒸餾收集290 298°C餾份，得鄰甲硫基苯甲酸 75. 2g，氣相色譜分析含量為98. 2%。實施例六將150g—氯苯加入500ml的四口瓶中，加入三相相轉移催化劑樹脂固載化季銨鹽 4g，加入68. 7g對氯苯甲腈，在快速攪拌下加熱到80°C，慢慢滴加入20%的甲硫醇鈉溶液 200g，3小時滴完，滴完后繼續(xù)反應4小時，檢測反應完全后冷卻，靜置分出有機層，水洗后 分去水層，有機層倒入500ml的四口瓶中，攪拌加熱到110°C，慢慢滴加入50%氫氧化鈉溶 液45g，3小時滴完，滴完后繼續(xù)反應3小時，直到沒有氨氣放出為止，過濾回收催化劑。冷 卻反應液后倒入分液漏斗中，靜置1小時后分去有機層，水層用20%的鹽酸調pH值到1 2，靜置后析出固體，過濾得粗品對甲硫基苯甲酸，粗品蒸餾收集307 319°C餾份，得對甲 硫基苯甲酸77. lg，氣相色譜分析含量為97. 8%。實施例七將200g二甲苯加入500ml的四口瓶中，加入三相相轉移催化劑樹脂固載化季銨鹽 2g，加入68. 7g鄰氯苯甲腈，在快速攪拌下加熱到70°C，慢慢滴加入20%的甲硫醇鈉溶液 175g，3小時滴完，滴完后升溫到80°C繼續(xù)反應3小時，檢測反應完全后加入25g固體氫氧 化鈉，升溫到110°C反應7小時，直到沒有氨氣放出為止，過濾回收催化劑。冷卻反應液后 倒入分液漏斗中，靜置1小時后分去有機層，水層用20%的鹽酸調pH值到1 2，靜置后析 出固體，過濾得粗品鄰甲硫基苯甲酸，粗品蒸餾收集293 298°C餾份，得鄰甲硫基苯甲酸 68. 2g，氣相色譜分析含量為95. 4%。實施例八將200g 二甲苯加入1000ml的四口瓶中，加入三相相轉移催化劑樹脂固載化季銨 鹽2g，加入68. 7g鄰氯苯甲腈，在快速攪拌下加熱到70°C，慢慢滴加入20%的甲硫醇鈉溶 液875g，5小時滴完，滴完后升溫到80°C繼續(xù)反應3小時，檢測反應完全后加入25g固體氫 氧化鈉，升溫到110°C反應7小時，直到沒有氨氣放出為止，過濾回收催化劑。冷卻反應液后 倒入分液漏斗中，靜置1小時后分去有機層，水層用20%的鹽酸調pH值到1 2，靜置后析 出固體，過濾得粗品鄰甲硫基苯甲酸，粗品蒸餾收集293 298°C餾份，得鄰甲硫基苯甲酸 71. 2g，氣相色譜分析含量為97. 6%。實施例九將200g 二甲苯加入2000ml的四口瓶中，加入三相相轉移催化劑樹脂固載化季銨 鹽2g，加入68. 7g鄰氯苯甲腈，在快速攪拌下加熱到70°C，慢慢滴加入20%的甲硫醇鈉溶液 1750g，5小時滴完，滴完后升溫到80°C繼續(xù)反應3小時，檢測反應完全后加入25g固體氫氧 化鈉，升溫到110°C反應7小時，直到沒有氨氣放出為止，過濾回收催化劑。冷卻反應液后 倒入分液漏斗中，靜置1小時后分去有機層，水層用20%的鹽酸調pH值到1 2，靜置后析 出固體，過濾得粗品鄰甲硫基苯甲酸，粗品蒸餾收集293 298°C餾份，得鄰甲硫基苯甲酸 70. lg，氣相色譜分析含量為96. 3%。
權利要求
一種制備甲硫基苯甲酸的方法，其特征在于包括下列步驟(a)將氯苯甲腈加入有機溶劑中，加入氯苯甲腈重量3～6％的三相相轉移催化劑，在三相相轉移催化劑存在的條件下升溫到60～70℃，在快速攪拌下，慢慢滴入甲硫醇鈉溶液，氯苯甲腈與甲硫醇鈉摩爾比為1∶1～10，滴加完畢后加熱到80℃進行甲硫基的取代反應；(b)待甲硫基的取代反應完成后，加入堿，堿用量與氯苯甲腈的摩爾比為1～2∶1，在100～110℃進行水解反應直到尾氣中不含氨氣為止；(c)反應物經冷卻后，分去有機層得到水層，水層用鹽酸調節(jié)pH值至1～2，冷卻靜置后過濾得粗品甲硫基苯甲酸，粗品甲硫基苯甲酸蒸餾得到精品甲硫基苯甲酸。
2.權利要求1所述的制備方法，其特征在于甲硫基苯甲酸為2-甲硫基苯 甲酸(鄰甲硫基苯甲酸)，結構式如下<formula>formula see original document page 2</formula>
3.權利要求1所述的制備方法，其特征在于甲硫基苯甲酸為4-甲硫基苯甲酸(對甲 硫基苯甲酸)，結構式如下<formula>formula see original document page 2</formula>
4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于所述三相相轉移催化劑為樹脂固載 化季銨鹽或樹脂固載化季鱗鹽，樹脂固載化季銨鹽由苯乙烯與二乙烯苯共聚物氯甲基化后 與三乙胺反應得到，樹脂固載化季鱗鹽由苯乙烯與二乙烯苯共聚物氯甲基化后與三丁基磷 反應得到。
5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于所述有機溶劑為苯、甲苯、二甲苯、 一氯苯、二氯苯和三氯苯中的任何一種。
6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳 酸鈉和碳酸鉀中的任何一種，加入方式為固體堿或以溶液方式加入。
7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于所述鹽酸是重量百分比濃度為20% 鹽酸。
8.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于粗品甲硫基苯甲酸蒸餾得到精品甲 硫基苯甲酸的蒸餾方法為將粗品甲硫基苯甲酸放入燒瓶中，燒瓶上連接帶有支管的不銹 鋼冷卻管，冷卻管上接有冷卻水和導熱油管，當燒瓶中溫度升到有回流時，不銹鋼冷卻管入 口處溫度為100°C時開始收集前餾份，主要為水份和少量雜質，；當燒瓶中溫度升到160°C 時，此時升溫速度變快，不銹鋼冷卻管中改用熱導熱油作冷卻介質進行蒸餾，其中甲硫基苯 甲酸為鄰甲硫基苯甲酸時，蒸餾時收集不銹鋼冷卻管入口處溫度293 298°C的餾份；甲硫 基苯甲酸為對甲硫基苯甲酸，蒸餾時收集不銹鋼冷卻管入口處溫度307 310°C的餾份。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用途廣泛的有機合成中間體甲硫基苯甲酸的制備方法，該方法依次包括下列步驟在有機溶劑和三相相轉移催化劑存在條件下氯苯甲腈與甲硫醇鈉反應制得甲硫基苯甲腈，然后在堿性條件下水解得甲硫基苯甲酸鈉，分出水層后酸析得甲硫基苯甲酸。本發(fā)明提出了這條全新的合成路線，所有原料均可在市場上購得，且原料來源廣泛、充足，反應條件溫和、工藝簡單。
文檔編號C07C323/62GK101817770SQ20101011626
公開日2010年9月1日 申請日期2010年3月2日 優(yōu)先權日2010年3月2日
發(fā)明者夏天喜, 紀俊玲, 黎珊 申請人:江蘇工業(yè)學院