CN102241616A - 砜的制备方法 - Google Patents

Abstract

砜的制备方法，由硫醚经氧化后得到，其特征是以水为反应介质，向水中通入氯气对硫醚进行氧化，氯气的摩尔用量为硫醚的2～10倍。该方法操作简单，步骤少，产生的废水量少，安全、对环境友好，有利于工业化放大生产。

Description

砜的制备方法

技术领域

本发明涉及一种制备砜的方法，特别是将硫醚氧化得到砜的制备方法。

背景技术

砜是分子中含有硫酰基的一类化合物，很多医药、农药等精细化学品，如抗心律失常药多非利特(dofetilide)，解热镇痛药炎疼喜康(sudoxicam)，以及如磺酰脲类除草剂烟嘧磺隆(nicosulfuron)等农药中，都含有砜的结构。

砜通常是由硫醚(R₁-S-R₂)经氧化得到，目前已报道多种氧化剂都可以实现这一反应，如H₂O₂，NaClO，CrO₃，KMnO₄，KHSO₃等。其中，H₂O₂由于在氧化过程中不引入其它杂质，产物容易分离，因此是目前制备砜时的一种常用氧化剂，但H₂O₂将硫醚氧化成亚砜的反应速度虽然较快，但是要进一步将亚砜氧化成砜时，速度会非常慢，所以更易得到的产物是亚砜，若需得到砜则需要加入催化剂或提高的H₂O₂在反应体系中的浓度，如70％H₂O₂、90％H₂O₂，高浓度H₂O₂在反应过程中极易***，安全性极低。

Org Prep Prpced(1996，28：234)报道了一种用NaClO氧化硫醚合成砜的方法，但是该反应首先是需要使用有剧毒的乙腈作为溶剂，不利于安全生产操作。其次，作为氧化剂的次氯酸钠通常是将氯气通入氢氧化钠制备，该强碱弱酸盐易发生水解而使反应体系呈碱性，易使原料硫醚中一些对碱敏感的基团发生羟基取代反应，因此适用范围不广(如可使2，3，5，6-四氯-4-甲硫基吡啶发生开环反应)。而NaClO的不稳定性使其在加热情况下易分解，生成NaCl和O₂，致使反应体系的氧化度不够，反应不完全，产物有2-5％氧化产物停留在亚砜状态；但若持续加入NaClO，又会因反应后体系中已存在的NaCl的同离子效应，使能允许NaClO继续加入的量不多，影响氧化反应的进行。又因产品砜是固体，降温后处理时反应中产生的NaCl会跟随产品部分析出，被裹夹在产品中，致使分离困难，需用大量水洗，导致大量废水的产生，不利于环保，也加大了处理成本。

文献Russ Chem Bull(2001，50(3)：432)报道了以ClO₂氧化硫醚合成砜和亚砜的方法，但是该反应副反应较多。

发明内容

鉴于上述情况，本发明将提供一种新的砜制备方法，以解决上述问题，并有利于工业化的放大生产。

本发明所说的砜的制备方法，同样是由硫醚经氧化后得到，其制备过程是，以水为反应介质，向水中通入氯气对硫醚进行氧化，氯气的摩尔用量为硫醚的2～10倍。反应过程为：

其中反应式中以R₁-S-R₂表示的硫醚，可以选择包括上述文献在内的现有同类反应、制备方法中已有过报道和/或使用的各种硫醚为原料。例如，反应式中的R₁和R₂可以分别为目前已有较多使用的烷烃(但R₁和R₂不同时为烷烃，且以C₁～C₄烷烃为优选)、有取代基或无取代基的芳烃如苯基、吡啶基或噻唑基等。其中所说的取代基，一般可以为直链或带有支链或环状的C₁～C₆烷烃、硝基、氰基、氨基、卤素(氯、溴或氟)或甲氧基等。

上述制备过程的操作非常简单，在水中通入氯气后，水中的硫醚反应迅速，在大约10h后，便可得目标化合物。试验结果显示，该氧化反应在100℃以下都可以顺利进行和完成。用水和/或弱碱性水溶液(如1～2％碳酸钠溶液)洗涤产物，即可除去残余氯化氢和溶于水的杂质等成分。反应过程中含有HCl的废液和/或后处理中的洗涤液，都可以被循环使用，以降低废液排放量和废水处理费用。

实验结果显示，所使用硫醚原料中的R₁和R₂中含有如苯环、吡啶环、噻唑等较稳定的芳香类基团时，其副产物比为脂肪族基团时相对较少，目标产物的收率较高。

通过与目前文献报道以NaClO进行氧化的对比试验，可以进一步表明本发明上述方法的显著优越性。

1.氧化能力比较

用NaClO氧化时，随着反应时间的推移，氧化剂浓度下降，氧化能力逐渐减弱，而本发明方法氧化时，可以持续保持饱和的ClO^-浓度，氧化能力更强。

2.反应时间的比较

由于本发明方法的氧化能力和效率均优于使用次氯酸钠的工艺，因此大大节约了反应时间，提高了反应效率，使得反应更加彻底。

3.工艺成本比较

用NaClO氧化时，必须先制备好次氯酸钠水溶液备用，然后将被氧化产物溶于乙腈或其它溶剂中，再滴加制备好的次氯酸钠水溶液反应，反应毕，还必须回收溶剂，析出产品；而本发明方法则无需制备氧化剂，只需将氯气持续通入水和反应物的混合体系中即可，反应完后只需过滤、水洗即可，操作非常简单，降低了工艺操作成本，而且避免了毒性溶剂乙腈的使用。

4.产生废水量的比较

由于用NaClO氧化时要产生氯化钠，产物砜中会包裹有副产物氯化钠，需用水多次洗涤，大大增加了废水量；同时由于次氯酸钠极易分解，导致浓度下降，所以氧化耗量增加，也增加了废水量；本发明方法产生的废水仅有反应液和一次水洗的水量，且含有HCl的废液可以循环使用，无污染，废水排放量降低了2-3倍。

上述对比试验结果如表1所示(以2-甲硫基-5-三氟甲基-1，3，4-噻二唑为原料)。

表1本发明与NaClO作氧化剂的对比试验结果

以下通过实施例的具体实施方式再对本发明的上述内容作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包括在本发明的范围内。

具体实施方式

实施例1

在1L反应瓶中加入100g 2，3，5，6-四氯-4-甲硫基吡啶，水600ml，常温下通入Cl₂，5小时后，升温至90℃下继续通入Cl₂，反应5h后，过滤。分别用水、碳酸钠溶液洗涤2次，得目标化合物2，3，5，6-四氯-4-甲磺酰基吡啶108g，含量99％，收率96％。

实施例2

在500ml反应瓶中加入60g 2-甲硫基-5-三氟甲基-1，3，4-噻二唑，水350ml。用冰水冷却至0℃，开始通入Cl₂，搅拌，反应2h后，升温至室温，反应3h，过滤，用水洗涤2次，得目标化合物2-甲磺酰基-5-三氟甲基-1，3，4-噻二唑63g，含量99％，收率90.1％。

实施例3

在500ml反应瓶中加入50g苯甲硫醚，水300ml。常温下通入Cl₂ 8小时，搅拌，过滤，用水洗涤2次，得目标化合物苯甲硫砜56.4g，含量99％，选择性91％，收率89.5％。

实施例4

在500ml反应瓶中加入50g二苯硫醚，水300ml。常温下通入Cl₂ 3小时，搅拌，升温至70℃继续反应，过滤，用水洗涤2次，得目标化合物苯硫砜55g，含量99.1％，收率93.8％。

实施例5

在1L反应瓶中加入104g2，6-二氯-4-乙硫基吡啶，水600ml，常温下通入Cl₂，5小时后，升温至80℃下继续通入Cl₂，反应5h后过滤。分别用水、碳酸钠溶液洗涤2次，得目标化合物2，6-四氯-4-乙磺酰吡啶118.8g，含量99％，收率96％。

实施例6

在500ml反应瓶中加入50g 2-硝基苯苯基硫醚，水300ml。常温下通入Cl₂ 3小时，搅拌，升温至70℃继续反应，过滤，用水洗涤2次，得目标化合物2-硝基苯苯基硫砜57.2g，含量98.5％，收率94.8％。

Claims (1)

1.砜的制备方法，由硫醚经氧化后得到，其特征是以水为反应介质，向水中通入氯气对硫醚进行氧化，氯气的摩尔用量为硫醚的2～10倍，反应过程为：