酰氯和硫杂蒽的制备方法

专利类型 发明公开 法律事件 公开; 实质审查; 授权;
专利有效性 有效专利 当前状态 授权
申请号 CN201610439773.9 申请日 2016-06-20
公开(公告)号 CN107540580A 公开(公告)日 2018-01-05
申请人 深圳市有为化学技术有限公司; 申请人类型 企业
发明人 王智刚; 王亚朋; 第一发明人 王智刚
权利人 深圳市有为化学技术有限公司 权利人类型 企业
当前权利人 深圳有为技术控股集团有限公司 当前权利人类型 企业
省份 当前专利权人所在省份:广东省 城市 当前专利权人所在城市:广东省深圳市
具体地址 当前专利权人所在详细地址:广东省深圳市光明新区观光路3009号招商局科技园B3栋6A单元 邮编 当前专利权人邮编:518107
主IPC国际分类 C07C313/08 所有IPC国际分类 C07C313/08C07D335/16C07C323/62C07C319/22
专利引用数量 1 专利被引用数量 1
专利权利要求数量 4 专利文献类型 A
专利代理机构 深圳市康弘知识产权代理有限公司 专利代理人 尹彦; 胡朝阳;
摘要 本 发明 涉及精细化学品和医药化学品材料领域,特别涉及邻氯硫基芳酰氯和硫杂蒽 酮 类化合物的经济性制备新工艺技术,以及其在合成光引发剂或其他新材料化学品中的应用。
权利要求

1.一种邻氯硫基芳香酰氯的制备方法,即使用结构A 所示的二硫代杨酸类化合物(或其单取代的硫代水杨酸类等价化合物)和结构式B 所示的三卤代芳以及卤素Y2作用,同时制备目标产物C 和芳酰卤D ,该工艺具有突出的环保友好性和经济成本,如下所示:
其中R1,R2,R3,或R4彼此独立地是氢,直链或支链的C1-C12烷基,C1-C12烷基,C1-C12烷胺基,卤素原子(F,Cl,Br,I),取代或非取代的C6-C12芳基,或C6-C12芳氧(硫)基;其任意相邻二者之间也可形成4-12元环脂肪或芳香环结构;R5,R6,R7,R8,或R9彼此独立地是氢,直链或支链的C1-C12烷基,C1-C12烷氧基,C1-C12烷胺基,卤素原子(F,Cl,Br,I),取代或非取代的C6-C12芳基,或C6-C12芳氧(硫)基;其任意相邻二者之间也可形成4-12元环脂肪或芳香环结构;X或Y彼此独立的是卤素原子,即F,Cl,Br,I,优选的X = Y = Cl。
2.根据权利要求(1)描述的工艺方法所制备的通式为C 的邻氯硫基芳香酰氯型化合物在制备通式为F 的硫杂蒽型化合物中的用途:
 
其中R1,R2,R3,或R4的定义与权利要求(1)相同,R10,R11,R12,或R13彼此独立的是氢,直链或支链的C1-C12烷基,C1-C12烷氧基,C1-C12烷胺基,卤素原子(F,Cl,Br,I),取代或非取代的C6-C12芳基,或C6-C12芳氧(硫)基;其任意相邻二者之间也可形成4-12元环脂肪或芳香环结构。
3.一种硫杂蒽酮化合物的“一锅煮”制备方法,即使用结构A 所示的二硫代水杨酸类化合物(或其单取代的硫代水杨酸类等价化合物)和结构式B 所示的三卤代芳烃以及卤素Y2作用,在原位移除生成的芳酰卤D 后,不必分离纯化化合物C ,而直接以“一锅煮”的方式将其和合适的取代或非取代的芳烃E 在合适的Lewis Acid促进剂参与下反应,合成结构式F 所示的硫杂蒽酮型目标产物:
其中R10,R11,R12,或R13彼此独立的是氢,直链或支链的C1-C12烷基,C1-C12烷氧基,C1-C12烷胺基,卤素原子(F,Cl,Br,I),取代或非取代的C6-C12芳基,或C6-C12芳氧(硫)基;其任意相邻二者之间也可形成4-12元环脂肪或芳香环结构;Lewis Acid促进剂是路易士酸型化合物,是主族金属或过渡金属的卤素,拟卤素(磺酸盐),酸盐,氯酸盐,硫酸盐,或硝酸盐化合物,或分子筛或无机杂多酸化合物;优选的Lewis Acid促进剂是AlCl3,AlBr3,FeCl3,SnCl4,MgCl2,MgBr2,ZnCl2,ZnBr2,Cu(OTf)2;其它取代基的定义与权利要求(1)相同。
4.一种结构式G 所示的2,2’-双硫代水杨酰氯的制备方法,即使用结构A 所示的二硫代水杨酸类化合物(或其单取代的硫代水杨酸类等价化合物)和结构式B 所示的三卤代芳烃作用,同时制备目标产物G 和芳酰卤D ,该工艺具有突出的环保友好性和经济成本,如下所示:
 
其中R1,R2,R3,或R4彼此独立地是氢,直链或支链的C1-C12烷基,C1-C12烷氧基,C1-C12烷胺
6 12 6 12
基,卤素原子(F,Cl,Br,I),取代或非取代的C-C 芳基,或C-C 芳氧(硫)基;其任意相邻二者之间也可形成4-12元环脂肪或芳香环结构;R5,R6,R7,R8,或R9彼此独立地是氢,直链或支链的C1-C12烷基,C1-C12烷氧基,C1-C12烷胺基,卤素原子(F,Cl,Br,I),取代或非取代的C6-C12芳基,或C6-C12芳氧(硫)基;其任意相邻二者之间也可形成4-12元环脂肪或芳香环结构;X是卤素原子,即F,Cl,Br,I。

说明书全文

酰氯和硫杂蒽的制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及精细化学品和医药化学品材料领域,特别涉及邻氯硫基芳酰氯和硫杂蒽酮类化合物的经济性制备新工艺技术,以及其在合成光引发剂或其他新材料化学品中的应用。

背景技术

[0002] 邻氯硫基芳酰氯,特别是邻氯硫基苯甲酰氯【ortho-Chlorosulfenylbenzoyl Chloride】,是用途广泛的有机化学品材料,特别是其被发现是制备一系列硫杂蒽酮(Thioxanthone)的关键原材料,而这些硫杂蒽酮母核及其衍生物是已知的有重要功能的光引发剂(Photo-initiator),或光敏剂(Photo-sensitizer,包括但不限于为从业技术人员所熟知的商售产品ITX,DETX,和CPTX)或生物和药理活性化合物(J. F. Honek, M. L. Mancini, B. Belleau, Synthetic Communications, 1983, 13(12), 977)。
[0003] 邻氯硫基苯甲酰氯的已知合成方法是从2,2’-二硫代杨酸(或2-硫代水杨酸)出发,依次和二氯亚砜SOCl2作用酰氯化并进而被氯气化(美国专利US4101558),或者,依次和二氯亚砜SOCl2和二氯砜SO2Cl2作用得到(美国专利US7126011)。上述方法的共同问题是使用过量的强酸性试剂二氯亚砜和/或二氯砜,其为联合国规定法严格管控化学武器,其运输和使用均有特殊要求;同时,上述过程不可避免地排放大量窒息性二氧化硫气体(国家环保部对大气严格控制的六个关键指标之一),二氧化硫气体在水中溶解度有限,因此用液吸收法存在吸收速度慢或吸收不完全,吸收后得到的亚硫酸钠浓度很稀,必须浓缩后方能用于其他可用用途,进一步增加了能耗和环保成本。
[0004] 上述技术状况分析可知,仍然亟需发展简单高效且绿色环保的生产新工艺来制造邻氯硫基苯甲酰氯及其下游硫杂蒽酮类化合物,以应对产业领域对上述产品日益增长的需求。

发明内容

[0005] 本项申请现已意外地发现,使用结构A 所示的二硫代水杨酸类化合物(或其单取代的硫代水杨酸类等价化合物)和结构式B 所示的三卤代芳以及卤素Y2作用,可以方便地制备目标产物C 和芳酰卤D ,鉴于该反应接近原子经济性绿色化学原理,原位释放的氢卤酸可以方便快速地以常规设备被水相或碱水吸收回收,且生成的芳酰卤副产物自身也是极具工业应用价值的化学品,该发明披露的工艺具有突出的环保友好性和经济成本竞争
[0006] 反应原理见下反应式:其中R1,R2,R3,或R4彼此独立地是氢,直链或支链的C1-C12烷基(即含有1-12个原子的烷基,下同),C1-C12烷氧基,C1-C12烷胺基,卤素原子(F,Cl,Br,I),取代或非取代的C6-C12芳基,或C6-C12芳氧(硫)基;其任意相邻二者之间也可形成4-12元环脂肪或芳香环结构;
R5,R6,R7,R8,或R9彼此独立地是氢,直链或支链的C1-C12烷基,C1-C12烷氧基,C1-C12烷胺基,卤素原子(F,Cl,Br,I),取代或非取代的C6-C12芳基,或C6-C12芳氧(硫)基;其任意相邻二者之间也可形成4-12元环脂肪或芳香环结构;
X或Y彼此独立的是卤素原子,即F,Cl,Br,I;
优选的,R1 = R2 = R3 = R4 = H;X = Y = Cl;
更优选的,R5 = R6 = R7 = R8 = R9 = H,或R5 = R7 = R9 = CH3而R6 = R8 = H;或R6 = R7 = R8 = H而R5 = R9 = Cl或OCH3;或R5 = R6 = R7 = H而R8和R9 之间形成一个苯环(即D 是酰氯);
鉴于产物C 和D 的物理或化学性质差异很大,例如其拥有显著不同的沸点,或者C 在常温是固体而D 是液体,二者的分离纯化尤为简单易行。
[0007] 产物C 是已知的合成硫杂蒽酮型光引发剂,光敏剂,或生物活性化合物的优良原料,因此我们本项披露同时要求保护经由上述工艺制备的化合物C 在所述硫杂蒽酮型化合物制备中的用途。
[0008] 需要强调的是,使用化合物C 以制备所述硫杂蒽酮型化合物时,并不限于使用分离纯化后的化合物C ,也即是说,可以在原位制备C 后不经任何额外的分离纯化,而如下所示,直接以“一锅煮”的方式和合适的取代或非取代的芳烃E 在合适的Lewis Acid促进剂参与下反应合成F 所示的硫杂蒽酮型目标化合物,同时副产有用的芳酰氯D 化合物。
[0009] 上反应式中R10,R11,R12,或R13彼此独立的是氢,直链或支链的C1-C12烷基,C1-C12烷氧基,C1-C12烷胺基,卤素原子(F,Cl,Br,I),取代或非取代的C6-C12芳基,或C6-C12芳氧(硫)基;其任意相邻二者之间也可形成4-12元环脂肪或芳香环结构。Lewis Acid促进剂是路易士酸型化合物,是主族金属或过渡金属的卤素,拟卤素(磺酸盐),碳酸盐,氯酸盐,硫酸盐,或硝酸盐化合物,或分子筛或无机杂多酸化合物。代表性而非限定性的Lewis Acid促进剂是AlCl3,AlBr3,FeCl3,SnCl4,MgCl2,ZnCl2,ZnBr2,Cu(OTf)2等。
[0010] 同时,鉴于结构为G 所示的2,2’-双硫代水杨酰氯型化合物也是用途广泛的有机化学品(CN1762998A),本申请披露的方法也类似地完全适用于该类型化合物的绿色经济性制备,反应原理见下反应式: 
其中各取代基的定义与上同。上述发明在实施例中我们将进一步说明。

具体实施方式

[0011] 实施例一:在氮气保护下向烧瓶中依次加入300毫升干燥氯苯,19.5克三氯甲基苯,80毫克的无水三氯化,以及15.3克二硫代水杨酸,体系升温至100度左右搅拌反应至TLC薄层色谱法监测到原料几近消失(约2小时,反应释放的盐酸干气用稀碱液吸收),体系冷却到室温后在有效搅拌下于1小时内将8.5-10.0克氯气缓缓通入上述反应相,反应逐渐升温至60摄氏度后再搅拌1小时,体系中残存的氯气或氯化氢气体用氮气鼓泡法除去。反应体系减压下回收溶剂,残留物在真空下蒸馏,依次得到苯甲酰氯12.6克(无色液体)和邻氯硫基苯甲酰氯18.9克(淡黄色固体,熔点65-67摄氏度)。
[0012] 实施例二:在氮气保护下向烧瓶中依次加入300毫升干燥氯苯,24.0克1,3,5-三甲基-2-(三氯甲基)-苯,85毫克的无水三氯化铁,以及15.3克二硫代水杨酸,体系升温至100度左右搅拌反应至TLC薄层色谱法监测到原料几近消失(反应释放的盐酸干气用稀碱液吸收),体系冷却到室温后在有效搅拌下于1小时内将8.5-10.0克氯气缓缓通入上述反应相,反应逐渐升温至60摄氏度后再搅拌1小时,体系中残存的氯气或氯化氢气体用氮气鼓泡法除去。反应体系减压下回收溶剂,残留物在真空下蒸馏,依次得到2,4,6-三甲基苯甲酰氯15.2克(无色液体)和邻氯硫基苯甲酰氯17.4克(淡黄色固体)。
[0013] 实施例三:在氮气保护下降上述制备的邻氯硫基苯甲酰氯30克和18克异丙苯和160毫升二氯乙烷混合,在高效搅拌下将上述液体在半小时内逐渐滴加到含有24.5克无水三氯化粉末的
150毫升二氯乙烷中,维持反应温度在20摄氏度的室温搅拌反应半小时后缓缓倒入等体积的水混合物中,有机相用水和稀氢氧化钠依次洗涤,溶剂蒸干回收得到的油状物在约60帕的高真空下蒸馏得到30.1克2/4/3-异丙基硫杂蒽酮ITX(74/14/12质量比例)。
[0014] 实施例四:在氮气保护下降上述制备的邻氯硫基苯甲酰氯30克和21克间二乙基苯和150毫升二氯乙烷混合,在高效搅拌下将上述液体在半小时内逐渐滴加到含有24.5克无水三氯化铝粉末的150毫升二氯乙烷中,维持反应温度在20摄氏度的室温搅拌反应半小时后缓缓倒入等体积的冰水混合物中,有机相用水和稀氢氧化钠依次洗涤,溶剂蒸干回收得到的油状物在约
60帕的高真空下蒸馏得到35.4克2,4-二乙基硫杂蒽酮DETX。
[0015] 实施例五:在氮气保护下向烧瓶中依次加入300毫升干燥甲苯,19.5克三氯甲基苯,80毫克的无水三氯化铁,以及15.3克二硫代水杨酸,体系升温至100度左右搅拌反应至TLC薄层色谱法监测到原料几近消失(约2小时,反应释放的盐酸干气用稀碱液吸收),体系中残存的氯化氢气体用氮气鼓泡法除去。反应体系减压下回收溶剂,残留物在真空下蒸馏,依次得到苯甲酰氯
12.9克和2,2’-二硫代水杨酰氯16.4克(淡黄色固体,熔点146-148摄氏度)。
[0016] 实施例六:在氮气保护下向烧瓶中依次加入300毫升干燥甲苯,24.1克1,3,5-三甲基-2-(三氯甲基)-苯,90毫克的无水三氯化铁,以及15.3克二硫代水杨酸,体系升温至100度左右搅拌反应至TLC薄层色谱法监测到原料几近消失(约2小时,反应释放的盐酸干气用稀碱液吸收),体系中残存的氯化氢气体用氮气鼓泡法除去。反应体系减压下回收溶剂,残留物在真空下蒸馏,依次得到2,4,6-三甲基苯甲酰氯15.6克和2,2’-二硫代水杨酰氯15.4克。
[0017] 实施例七:在氮气保护下向烧瓶中依次加入350毫升干燥氯苯,31.1克三氯甲基苯,92毫克的无水三氯化铁,以及22.2克二硫代水杨酸,体系升温至100度左右搅拌反应至TLC薄层色谱法监测到原料几近消失,体系中残存的氯化氢气体用氮气鼓泡法除去。反应体系减压下回收溶剂,残留物在水减压下蒸馏回收得到苯甲酰氯20.5克,烧瓶中剩余的邻氯硫基苯甲酰氯中间体直接和19.1克异丙苯和200毫升二氯乙烷混合,在高效搅拌下将上述液体在半小时内逐渐滴加到含有25.3克无水三氯化铝粉末的150毫升二氯乙烷中,维持反应温度在20摄氏度的室温搅拌反应半小时后,在快速机械搅拌下将反应液缓缓倒入等体积的冰水混合物中,有机相用水和稀氢氧化钠依次洗涤,溶剂蒸干回收得到的油状物在约60帕的高真空下蒸馏得到32.8克2/4/3-异丙基硫杂蒽酮ITX(82/11/7质量比例)。
[0018] 实施例八:在氮气保护下向烧瓶中依次加入300毫升干燥甲苯,28.6克三氯甲基苯,86毫克的无水三氯化铁,以及20.4克二硫代水杨酸,体系升温至100度左右搅拌反应至TLC薄层色谱法监测到原料几近消失,体系中残存的氯化氢气体用氮气鼓泡法除去。反应体系减压下回收甲苯溶剂,残留物在水泵减压下蒸馏回收得到苯甲酰氯17.6克,烧瓶中剩余的邻氯硫基苯甲酰氯中间体直接和20.3克间二乙基苯和200毫升二氯乙烷混合,在高效搅拌下将上述液体在半小时内逐渐滴加到含有23.3克无水三氯化铝粉末的150毫升二氯乙烷中,维持反应温度在20摄氏度的室温搅拌反应半小时后,在快速机械搅拌下将反应液缓缓倒入等体积的冰水混合物中,有机相用水和稀氢氧化钠依次洗涤,溶剂蒸干回收得到的油状物趁热在甲醇中重结晶得到28.6克2,4-二乙基硫杂蒽酮DETX。
[0019] 需要强调的是,上述实施例仅仅为示例性而非限定性说明,基于本项申请披露,任何从业技术人员所通常可能采用的反应条件或参数等调整或变动均不会偏离本发明的要旨,本专利的保护范围应以相关的权利书记载条目为准。
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