一种4,5-二氯-2-正辛基-3-异噻唑啉酮的制备方法与流程

1.本发明涉及有机材料合成技术领域，特别是涉及一种4,5-二氯-2-正辛基-3-异噻唑啉酮的制备方法。


背景技术：

2.4,5-二氯-2-正辛基-3-异噻唑啉酮是rohm&haas公司的一种高效低毒的广谱杀菌剂，少量添加4,5-二氯-2-正辛基-3-异噻唑啉酮能有效杀灭大部分细菌和霉菌。4,5-二氯-2-正辛基-3-异噻唑啉酮还可以广泛应用于食品、化妆品、涂料及水处理中。
3.4,5-二氯-2-正辛基-3-异噻唑啉酮的化学结构式如下：
[0004][0005]
关于4,5-二氯-2-正辛基-3-异噻唑啉酮的合成方法，目前国内宁波工程学院王贤丰等使用了催化剂ap，由丙烯酸甲酯等原料合成了杀菌剂4,5-二氯-2-正辛基-3-异噻唑啉酮的中间体。该反应过程引入了不少杂质，影响了产品的纯度。美国专利us3849430a报道了使用了氯气或磺酰氯作为环化试剂得到杀菌剂4,5-二氯-2-正辛基-3-异噻唑啉酮。但氯气易污染周边环境及伤害操作人员，磺酰氯分解的二氧化硫也不易猝灭干净，不是理想的环化试剂。所以说，目前4,5-二氯-2-正辛基-3-异噻唑啉酮的合成制备方法仍有待进一步改善。


技术实现要素：

[0006]
为了改善制备防霉抗菌剂4,5-二氯-2-正辛基-3-异噻唑啉酮的工艺，本发明的目的在于提供一种工艺稳定、绿色环保的4,5-二氯-2-正辛基-3-异噻唑啉酮制备方法。
[0007]
本发明的发明构思如下：从工艺的合理性出发，以正辛胺、二硫代二丙烯酸二甲酯和稳定性更强的环化试剂三氯氧磷等为主要原料，通过环化反应，制备4,5-二氯-2-正辛基-3-异噻唑啉酮。
[0008]
为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：
[0009]
本发明提供了一种4,5-二氯-2-正辛基-3-异噻唑啉酮的制备方法，包括以下步骤：
[0010]
1)将二硫代二丙酸二甲酯和正辛胺进行反应，得到3,3'-二硫代二辛基丙酰胺；
[0011]
2)将3,3'-二硫代二辛基丙酰胺与三氯氧磷进行反应，得到4,5-二氯-2-正辛基-3-异噻唑啉酮。
[0012]
本发明这种制备方法主要包括两步：第一步，硫代中间体3,3'-二硫代二辛基丙酰胺的制备；第二步，4,5-二氯-2-正辛基-3-异噻唑啉酮的制备。
[0013]
优选的，这种4,5-二氯-2-正辛基-3-异噻唑啉酮的制备方法所述步骤1)中，二硫代二丙酸二甲酯与正辛胺的摩尔比为1：(1.8～3)；进一步优选的，二硫代二丙酸二甲酯与正辛胺的摩尔比为1：(2～2.8)。
[0014]
优选的，这种4,5-二氯-2-正辛基-3-异噻唑啉酮的制备方法所述步骤1)中，反应的温度为10℃～40℃，反应的时间为6h～24h。反应的温度进一步优选为10℃～30℃。反应的时间进一优选为6h～15h。
[0015]
优选的，这种4,5-二氯-2-正辛基-3-异噻唑啉酮的制备方法所述步骤1)中，反应是在溶剂中进行。溶剂可选自水、醇类溶剂、酯类溶剂、烷烃溶剂中的至少一种；进一步优选的，溶剂选自水、甲醇、乙醇、异丙醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、正己烷、正庚烷中的至少一种。在本发明一些优选的具体实施方式中，步骤1)是在水中进行反应。
[0016]
优选的，这种4,5-二氯-2-正辛基-3-异噻唑啉酮的制备方法所述步骤1)中，还包括加入酸性催化剂参与反应。具体来说，是将酸性催化剂加入溶剂中，再参与反应。酸性催化剂与溶剂的体积比优选为1：(150～300)。优选的，酸性催化剂选自盐酸、硫酸中的至少一种。在本发明一些优选的具体实施方式中，酸性催化剂为盐酸，实际应用时可以采用稀盐酸。
[0017]
优选的，这种4,5-二氯-2-正辛基-3-异噻唑啉酮的制备方法所述步骤1)中，在反应后还包括提取分离固体产物，洗涤，干燥的步骤。其中，分离固体产物的方法优选为离心；洗涤所用的溶剂可选自水和醇类溶剂，优选用水和甲醇。
[0018]
优选的，这种4,5-二氯-2-正辛基-3-异噻唑啉酮的制备方法所述步骤2)中，反应是在有机溶剂中进行。
[0019]
优选的，这种4,5-二氯-2-正辛基-3-异噻唑啉酮的制备方法所述步骤2)中，有机溶剂选自醇类溶剂、酯类溶剂、烷烃溶剂中的至少一种；进一步优选的，有机溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、正己烷、正庚烷中的至少一种。
[0020]
优选的，这种4,5-二氯-2-正辛基-3-异噻唑啉酮的制备方法所述步骤2)中，反应具体是：将3,3'-二硫代二辛基丙酰胺与有机溶剂混合，然后在0℃～10℃下加入三氯氧磷，待不再冒出气体后，在20℃～50℃下保温反应2h～5h。
[0021]
优选的，这种4,5-二氯-2-正辛基-3-异噻唑啉酮的制备方法所述步骤2)中，反应后还包括加入碱中和，提纯的步骤。具体来说，待步骤2)的反应结束后，降温至0℃～10℃，然后加入碱至中性，再将有机相脱除溶剂，然后重结晶，得到产物。
[0022]
优选的，这种4,5-二氯-2-正辛基-3-异噻唑啉酮的制备方法所述步骤2)中，碱选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸钠、碳酸钾中的至少一种。在实际使用中，可选用碱溶液参与反应，如选用质量浓度为3％～8％的碳酸氢钠水溶液。
[0023]
优选的，这种4,5-二氯-2-正辛基-3-异噻唑啉酮的制备方法所述步骤2)中，将有机相脱除溶剂的方法为干燥。
[0024]
这种4,5-二氯-2-正辛基-3-异噻唑啉酮的制备方法所述步骤2)中，重结晶所用的溶剂优选醇溶剂，进一步优选为甲醇。
[0025]
本发明还提供了一种上述制备方法制得的4,5-二氯-2-正辛基-3-异噻唑啉酮。
[0026]
本发明的有益效果是：
[0027]
本发明提供的4,5-二氯-2-正辛基-3-异噻唑啉酮制备方法简单，工艺不引入杂
质，产物纯度高，生产环保安全，市场应用前景广阔。
附图说明
[0028]
图1是本发明制备方法的合成线路图；
[0029]
图2是4,5-二氯-2-正辛基-3-异噻唑啉酮的核磁共振氢谱图；
[0030]
图3是4,5-二氯-2-正辛基-3-异噻唑啉酮的核磁共振碳谱图。
具体实施方式
[0031]
以下通过具体的实施例对本发明的内容作进一步详细的说明。实施例中所用的原料、试剂或装置如无特殊说明，均可从常规商业途径得到，或者可以通过现有技术方法得到。除非特别说明，试验或测试方法均为本领域的常规方法。
[0032]
附图1是本发明制备方法的合成线路图。以下参照图1，结合实施例1～4说明本发明4,5-二氯-2-正辛基-3-异噻唑啉酮的制备方法。
[0033]
实施例1
[0034]
在500ml圆底烧瓶中加入200ml水和1ml盐酸，在10℃下缓慢加入47.66g二硫代二丙酸二甲酯和51.70g正辛胺，并在此温度下搅拌反应6h。离心分出固体，并用50ml水和20ml甲醇洗涤，干燥12h后得到白色粉末3,3'-二硫代二辛基丙酰胺78.76g，收率91％。
[0035]
在带有尾气吸收装置的圆底烧瓶中加入200ml正己烷，然后加入上述中间体3,3'-二硫代二辛基丙酰胺，在10℃下缓慢滴入100g三氯氧磷，待滴加完毕且气体不再冒出后，撤去冰浴，升温至20℃继续反应2h。反应完毕后将反应器降温至5℃，缓慢滴入5％的碳酸氢钠溶液至中性，分出水层后干燥脱除溶剂并用甲醇重结晶，最终得到白色固体，即为4,5-二氯-2-正辛基-3-异噻唑啉酮，固体重92.50g，收率90％，熔点40-42℃。
[0036]
实施例2
[0037]
在500ml圆底烧瓶中加入200ml水和1ml盐酸，在20℃下缓慢加入47.66g二硫代二丙酸二甲酯和51.70g正辛胺，并在此温度下搅拌反应10h。离心分出固体，并用50ml水和20ml甲醇洗涤，干燥12h后得到白色粉末3,3'-二硫代二辛基丙酰胺79.62g，收率92％。
[0038]
在带有尾气吸收装置的圆底烧瓶中加入200ml正己烷，然后加入上述中间体3,3'-二硫代二辛基丙酰胺，在20℃下缓慢滴入100g三氯氧磷，待滴加完毕且气体不再冒出后，撤去冰浴，升温至40℃继续反应2h。反应完毕后将反应器降温至5℃，缓慢滴入5％的碳酸氢钠溶液至中性，分出水层后干燥脱除溶剂并用甲醇重结晶，最终得到白色固体，即为4,5-二氯-2-正辛基-3-异噻唑啉酮，固体重93.51g，收率90％，熔点40-42℃。
[0039]
实施例3
[0040]
在500ml圆底烧瓶中加入200ml水和1ml盐酸，在10℃下缓慢加入47.66g二硫代二丙酸二甲酯和72.37g正辛胺，并在此温度下搅拌反应15h。离心分出固体，并用50ml水和20ml甲醇洗涤，干燥12h后得到白色粉末3,3'-二硫代二辛基丙酰胺79.62g，收率92％。
[0041]
在带有尾气吸收装置的圆底烧瓶中加入200ml乙酸丁酯，然后加入上述中间体3,3'-二硫代二辛基丙酰胺，在10℃下缓慢滴入100g三氯氧磷，待滴加完毕且气体不再冒出后，撤去冰浴，升温至40℃继续反应2h。反应完毕后将反应器降温至5℃，缓慢滴入5％的碳酸氢钠溶液至中性，分出水层后干燥脱除溶剂并用甲醇重结晶，最终得到白色固体，即为4,
5-二氯-2-正辛基-3-异噻唑啉酮，固体重94.55g，收率91％，熔点41-42℃。
[0042]
实施例4
[0043]
在500ml圆底烧瓶中加入200ml水和1ml盐酸，在30℃下缓慢加入47.66g二硫代二丙酸二甲酯和72.37g正辛胺，并在此温度下搅拌反应15h。离心分出固体，并用50ml水和20ml甲醇洗涤，干燥12h后得到白色粉末3,3'-二硫代二辛基丙酰胺77.89g，收率90％。
[0044]
在带有尾气吸收装置的圆底烧瓶中加入200ml乙酸丁酯，然后加入上述中间体3,3'-二硫代二辛基丙酰胺，在10℃下缓慢滴入100g三氯氧磷，待滴加完毕且气体不再冒出后，撤去冰浴，升温至40℃继续反应2h。反应完毕后将反应器降温至5℃，缓慢滴入5％的碳酸氢钠溶液至中性，分出水层后干燥脱除溶剂并用甲醇重结晶，最终得到白色固体，即为4,5-二氯-2-正辛基-3-异噻唑啉酮，固体重92.50g，收率91％，熔点42-43℃。
[0045]
将实施例制得的白色固体产物进行表征测试。附图2是制备得到的4,5-二氯-2-正辛基-3-异噻唑啉酮的核磁共振氢谱图。1h nmr(400mhz,cdcl3)δ3.79(t,j＝7.2hz,2h),1.85
–
1.50(m,2h),1.50
–
1.09(m,10h),0.96
–
0.75(m,3h)。附图3是制备得到的4,5-二氯-2-正辛基-3-异噻唑啉酮的核磁共振碳谱图。
13
c nmr(101mhz,cdcl3)δ161.59,138.07,114.74,44.93,31.51,29.14,28.85,26.18,22.41,13.90。
[0046]
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。