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一种苯并[b]噻吩-3(2H)--1,1-二化物的制备方法

阅读:223发布:2023-02-01

专利汇可以提供一种苯并[b]噻吩-3(2H)--1,1-二化物的制备方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种苯并[b]噻吩‑3(2H)‑ 酮 ‑1,1‑二 氧 化物的制备方法,其特征在于:苯甲酰乙酸酯溶液与三氧化硫溶液或者纯液体三氧化硫分别连续 泵 入微通道反应器中先后连续进行磺化和环合反应,泵入反应物料的 质量 流速比为0.5~5.0:1.0,控制微通道反应器的 温度 为0~80℃,控制反应液在微通道反应器中的 停留时间 为1~40min,反应结束后的反应液经 水 解 和脱羧反应、回收 溶剂 、加水稀释、冷却结晶、过滤、水洗、干燥得到苯并[b]噻吩‑3(2H)‑酮-1,1‑二氧化物。与传统工艺相比,本方法具有反应连续、操作简单、收率高、成本低、三废少、安全性高等特点,具有良好的工业化前景。,下面是一种苯并[b]噻吩-3(2H)--1,1-二化物的制备方法专利的具体信息内容。

1.一种苯并[b]噻吩-3(2H)--1,1-二化物的制备方法,其特征在于:将苯甲酰乙酸酯与有机溶剂的溶液(A)和三氧化硫与同一种有机溶剂的溶液(B)或者纯液体三氧化硫分别连续入微通道反应器中先后连续进行磺化和环合反应,泵入所述溶液(A)与溶液(B)或者纯液体三氧化硫的质量流速比为0.5~5.0:1.0,控制所述微通道反应器的内温为0~80℃,控制反应液在微通道反应器内的停留时间为1~40min;上述反应结束后,反应液经常规的解和脱羧反应、溶剂回收、加水稀释、冷却结晶、过滤、水洗、干燥得到苯并[b]噻吩-3(2H)-酮-1,1-二氧化物;其中,所述苯甲酰乙酸酯为甲酯、乙酯、丙酯、异丙酯、丁酯、异丁酯、仲丁酯、2-甲氧基乙酯、环己酯和苄酯中的一种。
2.如权利要求1所述的一种苯并[b]噻吩-3(2H)-酮-1,1-二氧化物的制备方法,其特征在于:所述溶解苯甲酰乙酸酯和三氧化硫的有机溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷、二氯乙烷、三氯乙烯中的一种;所述苯甲酰乙酸酯的浓度为15~80%,所述三氧化硫的浓度为20~100%。
3.如权利要求1或2所述的一种苯并[b]噻吩-3(2H)-酮-1,1-二氧化物的制备方法,其特征在于:所述苯甲酰乙酸酯与三氧化硫的摩尔比为1.0:2.2~5.0。
4.如权利要求1所述的一种苯并[b]噻吩-3(2H)-酮-1,1-二氧化物的制备方法,其特征在于:所述微通道反应器的内温为5~60℃,控制所述反应液在微通道反应器内的停留时间为2~25min。
5.如权利要求1所述的一种苯并[b]噻吩-3(2H)-酮-1,1-二氧化物的制备方法,其特征在于:微通道反应结束后,反应液加至预冷至10℃以下、质量为苯甲酰乙酸酯质量70~20%的水的反应器中,加完逐渐升温回收有机溶剂,回收结束后于95-105℃保温2-8h,加入大量水,搅拌冷却至20℃以下,过滤、水洗、干燥得到苯并[b]噻吩-3(2H)-酮 1,1-二氧化物。

说明书全文

一种苯并[b]噻吩-3(2H)--1,1-二化物的制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种精细化工中间体苯并[b]噻吩-3(2H)-酮-1,1-二氧化物的制备方法,属于有机合成领域。

背景技术

[0002] 苯并[b]噻吩-3(2H)-酮-1,1-二氧化物是分散蓝354的重要中间体。分散蓝354,是一种含丙二腈单元的新型杂环苯乙烯型分散染料,具有良好的各项染色性能和染色牢度,应用广泛。
[0003]苯并[b]噻吩-3(2H)-酮-1,1-二氧化物的经典合成方法,是以苯甲酰乙酸酯和发烟硫酸为原料,经磺化、环合、解、脱羧反应合成。因为反应产生的水对发烟硫酸的稀释作用,发烟硫酸需要过量很多,同时发烟硫酸的稀释又会进一步增加反应的放热量,因此传统合成方法存在废酸量大、反应较难控制、产物收率低、杂质多等缺点。三氧化硫具有更强的磺化能,磺化不产生水,可以大大减少废酸量,但其放热量更大,难以确保反应安全平稳进行,因此很难应用到苯并[b]噻吩-3(2H)-酮-1,1-二氧化物的制备中。

发明内容

[0004] 为了降低苯并[b]噻吩-3(2H)-酮-1,1-二氧化物的生产成本,提高产品质量和收率,减少废酸量,确保磺化、环合反应安全平稳进行,本发明提供了一种苯并[b]噻吩-3(2H)-酮-1,1-二氧化物的微通道制备方法,该制备方法以苯甲酰乙酸酯和三氧化硫为原料,使用微通道反应器,缩短了反应时间,提高了产品质量和收率,同时提高了工艺的安全性,减少了三废排放量
[0005] 为了达到上述目的,本发明采用的技术方案是:苯甲酰乙酸酯与有机溶剂的溶液A和三氧化硫与同一种有机溶剂的溶液B或者纯液体三氧化硫分别连续入微通道反应器中先后连续进行磺化和环合反应,泵入所述溶液A与溶液B或者纯液体三氧化硫的质量流速比为0.5~5.0:1.0,控制所述微通道反应器的内温为0~80℃,控制反应液在微通道反应器内的停留时间为1~40min,反应结束后,反应液经常规的水解和脱羧反应、溶剂回收、加水稀释、冷却结晶、过滤、水洗、干燥得到苯并[b]噻吩-3(2H)-酮-1,1-二氧化物。反应方程式如下:其中,上述反应式中的R为甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、2-甲氧基乙基、环己基和苄基中的一种。
[0006] 上述方案中,所述苯甲酰乙酸酯为甲酯、乙酯、丙酯、异丙酯、丁酯、异丁酯、仲丁酯、2-甲氧基乙酯、环己酯和苄酯中的一种。
[0007] 更进一步的方案为:所述溶解苯甲酰乙酸酯和三氧化硫的有机溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷、二氯乙烷、三氯乙烯中的一种。
[0008] 所述苯甲酰乙酸酯的浓度为15~80%,优选25~80%,所述三氧化硫的浓度为20~100%,优选35~100%。
[0009] 上述方案中,较佳的方案为:所述苯甲酰乙酸酯与三氧化硫的摩尔比为1.0:2.0~6.0,优选1.0:2.2~5.0。
[0010] 上述方案中,所述微通道反应器的内温为0~80℃,优选5~60℃,控制所述反应液在微通道反应器内的停留时间为1~40min,优选2~25min。
[0011] 上述方案中,更进一步的后处理方案为:所述微通道反应结束后,反应液加至预冷至10℃以下,质量为苯甲酰乙酸酯质量70~20%的水的反应器中,加完逐渐升温回收有机溶剂,回收结束后于95-105℃保温2-8h,加入大量水,搅拌冷却至20℃以下,过滤、水洗、干燥得到苯并[b]噻吩-3(2H)-酮-1,1-二氧化物。
[0012] 本发明的有益效果是:(1)本发明的制备方法将传统的发烟硫酸磺化法改为三氧化硫磺化法,反应速率加快,副产物少,同时结合微通道反应器优异的传质、传热效果,生产效率提高,废酸量大为减少。
[0013] (2)本发明的制备方法将传统的间歇法磺化、环合反应结合在同一段微通道反应器中完成,不仅产品收率和含量提高,而且相对于釜式反应器,任何时刻在微通道反应器中的物料量很少,所以工艺的安全性大为提高。
[0014] (3)控制苯甲酰乙酸酯和三氧化硫的浓度、苯甲酰乙酸酯与三氧化硫的摩尔配比、苯甲酰乙酸酯和三氧化硫的质量流速比,以及反应液在微通道反应器中的停留时间对于本发明来说至关重要,通过调节质量流速比在适当的范围来控制苯甲酰乙酸酯与三氧化硫的摩尔配比,以达到反应处于温和可控的状态,同时又能充分反应、提高收率。泵入苯甲酰乙酸酯的溶液与液体三氧化硫或者三氧化硫溶液的两个输送泵的具体流速根据微通道反应器的通道个数、通道深度和通道宽度和反应液在微通道反应器中的停留时间来确定。
[0015] 综上所述,本发明提出的一种苯并[b]噻吩-3(2H)-酮-1,1-二氧化物的制备方法,产品收率高,收率达92%以上,含量达97%以上,而且具有原料价格低廉,合成工艺安全性高,三废污染少等特点,具有较高的工业化价值。附图说明
[0016] 图1是苯甲酰乙酸酯磺化、环合微通道反应的工艺流程图,其中B是原料三氧化硫溶液,A是原料苯甲酰乙酸酯溶液,3是高压恒流柱塞泵,4是Y形混合器,5是微通道反应器。
[0017] 图2是苯甲酰乙酸酯磺化、环合、水解、脱羧、后处理等整个工艺的工艺流程图。

具体实施方式

[0018] 下面结合实施例对本发明作进一步描述:以下实施例所用原料等均为工业级产品,未经进一步纯化。含量测定使用高效液相色谱(HPLC)归一化法。
[0019] 实施例1:苯并[b]噻吩-3(2H)-酮-1,1-二氧化物的合成苯甲酰乙酸乙酯101.0g(含量95%,0.5mol)和三氯甲烷150g的均匀溶液A,和液体三氧化硫128.0g(1.6mol),分别用两个柱塞泵输送至Y形混合器,随即进入微通道反应器,控制溶液A与液体三氧化硫的质量流速比为1.96:1.00。所述微通道反应器含16组微通道,通道深度400微米,通道宽度1200微米。溶液A与液体三氧化硫在微通道反应器先后连续进行磺化和环合反应,保持微通道反应器温度在50℃,控制反应液在微通道内的停留时间为
12min。微通道反应结束后,反应液加至预冷至5℃,含40mL水的四口瓶,加完缓慢升温回收氯仿,回收结束于100-105℃保温4h,加水200mL,搅拌冷却至15℃以下,抽滤、水洗、干燥得到产品苯并[b]噻吩-3(2H)-酮-1,1-二氧化物85.4g,收率93.8%,含量97.7%。
[0020] 实施例2:苯并[b]噻吩-3(2H)-酮-1,1-二氧化物的合成苯甲酰乙酸异丙酯107.3g(含量96%,0.5mol)和二氯甲烷80g的均匀溶液A,与三氧化硫
96.0g(1.2mol)和二氯甲烷40g的均匀溶液B,分别用两个柱塞泵输送至Y形混合器,随即进入微通道反应器,控制溶液A与溶液B的质量流速比为1.38:1.00。所述微通道反应器含32组微通道,通道深度200微米,通道宽度600微米。溶液A与溶液B在微通道反应器先后连续进行磺化和环合反应,保持微通道反应器温度在36℃,控制反应液在微通道内的停留时间为
8min。微通道反应结束后,反应液加至预冷至12℃,含70mL水的四口瓶,加完缓慢升温回收二氯甲烷,回收结束于100-105℃保温4h,加水280mL,搅拌冷却至15℃以下,抽滤、水洗、干燥得到产品苯并[b]噻吩-3(2H)-酮-1,1-二氧化物84.9g,收率93.3%,含量98.2%。
[0021] 实施例3:苯并[b]噻吩-3(2H)-酮-1,1-二氧化物的合成苯甲酰乙酸异丁酯114.6g(含量96%,0.5mol)和二氯乙烷100g的均匀溶液A,与三氧化硫112.0g(1.4mol)和二氯乙烷20g的均匀溶液B,分别用两个柱塞泵输送至Y形混合器,随即进入微通道反应器,控制A与B的质量流速比为1.63:1.00。所述微通道反应器含64组微通道,通道深度100微米,通道宽度300微米。溶液A与溶液B在微通道反应器先后连续进行磺化和环合反应,保持微通道反应器温度在8℃,控制反应液在微通道内的停留时间为22min。微通道反应结束后,反应液加至预冷至10℃,含30mL水的四口瓶,加完缓慢升温回收二氯乙烷,回收结束于100-105℃保温5h,加水350mL,搅拌冷却至12℃以下,抽滤、水洗、干燥得到产品苯并[b]噻吩-3(2H)-酮-1,1-二氧化物84.4g,收率92.7%,含量97.5%。
[0022] 实施例4:苯并[b]噻吩-3(2H)-酮-1,1-二氧化物的合成苯甲酰乙酸 2-甲氧基乙酯116.8g(含量95%,0.5mol)和三氯甲烷30g的均匀溶液A,与三氧化硫120.0g(1.5mol)和三氯甲烷80g的均匀溶液B,分别用两个柱塞泵输送至Y形混合器,随即进入微通道反应器,控制A与B的质量流速比为0.73:1.00。所述微通道反应器含32组微通道,通道深度200微米,通道宽度600微米。溶液A与溶液B在微通道反应器先后连续进行磺化和环合反应,保持微通道反应器温度在20℃,控制反应液在微通道内的停留时间为
20min。微通道反应结束后,反应液加至预冷至5℃,含40mL水的四口瓶,加完缓慢升温回收三氯甲烷,回收结束于100-105℃保温5h,加水180mL,搅拌冷却至15℃以下,抽滤、水洗、干燥得到产品苯并[b]噻吩-3(2H)-酮-1,1-二氧化物85.1g,收率93.5%,含量97.9%。
[0023] 实施例5:苯并[b]噻吩-3(2H)-酮-1,1-二氧化物的合成苯甲酰乙酸环己酯126.8g(含量97%,0.5mol)和二氯甲烷60g的均匀溶液A,与三氧化硫
108.0g(1.35mol)和二氯甲烷60g的均匀溶液B,分别用两个柱塞泵输送至Y形混合器,随即进入微通道反应器,控制A与B的质量流速比为1.11:1.00。所述微通道反应器含16组微通道,通道深度400微米,通道宽度1200微米。溶液A与溶液B在微通道反应器先后连续进行磺化和环合反应,保持微通道反应器温度在62℃,控制反应液在微通道内的停留时间为3min。
微通道反应结束后,反应液加至预冷至12℃,含55mL水的四口瓶,加完缓慢升温回收二氯甲烷,回收结束于100-105℃保温3h,加水300mL,搅拌冷却至15℃以下,抽滤、水洗、干燥得到产品苯并[b]噻吩-3(2H)-酮-1,1-二氧化物85.2g,收率93.6%,含量98.3%。
[0024] 实施例6:苯并[b]噻吩-3(2H)-酮-1,1-二氧化物的合成苯甲酰乙酸苄酯132.3g(含量96%,0.5mol)和三氯乙烯180g的均匀溶液A,与液体三氧化硫104.0g(1.3mol),分别用两个柱塞泵输送至Y形混合器,随即进入微通道反应器,控制溶液A与液体三氧化硫的质量流速比为3.00:1.00。所述微通道反应器含64组微通道,通道深度100微米,通道宽度300微米。溶液A与液体三氧化硫在微通道反应器先后连续进行磺化和环合反应,保持微通道反应器温度在74℃,控制反应液在微通道内的停留时间为15min。
微通道反应结束后,反应液加至预冷至10℃,含50mL水的四口瓶,加完缓慢升温回收三氯乙烯,回收结束于100-105℃保温6h,加水320mL,搅拌冷却至18℃以下,抽滤、水洗、干燥得到产品苯并[b]噻吩-3(2H)-酮-1,1-二氧化物85.6g,收率94.0%,含量98.2%。
[0025] 上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施,并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
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