[发明专利]制备4-甲砜基甲苯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备4-甲砜基甲苯的方法，属于有机化学领域。

背景技术

4-甲砜基甲苯广泛用于合成医用抗生素甲砜霉素、甲砜霉素甘氨酸酯盐酸盐、兽用抗菌药氟洛芬、农用除草剂磺草酮以及有机合成中间体，具有相当大的应用价值。目前4-甲砜基甲苯的生产工艺是以4-甲基苯磺酰氯为原料，经还原后得到4-甲基苯亚磺酸钠，在水相中进行甲基化反应，无机盐会使体系极性增大影响反应速率，须分离无机盐后再甲基化反应，此工艺还使用了剧毒试剂硫酸二甲酯。专利文献“2008101626197”、“200910018223.X”和“200910018412.7”等报道了使用低毒性氯甲烷为甲基化试剂，反应也为水相，但其生产周期长，产率及纯度都较低。上述的制备方法，影响收率的根本原因有两个：一是还原产物4-甲基苯亚磺酸钠与无机盐的分离，有机盐中脱无机盐损失很大；二是甲基化速率慢，生产周期长。

发明内容

本发明的目的在于解决以上现有技术中的不足之处，提出一种甲基化反应不使用溶剂的制备4-甲砜基甲苯的方法。

这种制备4-甲砜基甲苯的方法包括以下步骤：

(1)将一定比例的无水亚硫酸钠和碳酸氢钠溶于水中，均匀搅拌，在85℃条件下缓慢加入一定量的对甲苯磺酰氯，保温反应，反应结束后，冷却，抽滤干燥得4-甲基苯亚磺酸钠粗品；

(2)将上步所得的4-甲基苯亚磺酸钠粗品与一定量的4-甲砜基甲苯混合，加入咪唑类季铵盐类离子液作为催化剂，室温下通入氯甲烷气体并保持0.5Mpa的压力；

(3)在该压力下将反应体系升温至70-100℃进行反应，氯甲烷溶于4-甲砜基甲苯中并与4-甲基苯亚磺酸钠进行合成反应得到4-甲砜基甲苯；

(4)持续通入氯甲烷气体使压力保持恒定，待反应结束后停止通入氯甲烷气体，将温度降至室温后放空，然后再加热至85～100℃，物料成为熔融状态，将物料放出、冷却；

(5)上步所得物料冷却后即凝聚为固态，加入一定量的热水，不断搅拌，将物料化开、洗去无机盐和离子液，得到不溶于水的白色固体沉淀物；

(6)将上步所得的白色固体沉淀物抽滤，然后真空干燥，即得到白色晶体状4-甲砜基甲苯。

这种制备4-甲砜基甲苯的方法使用低毒试剂氯甲烷，以少量产物4-甲砜基甲苯为有机相，提高甲基化试剂的有效浓度。通入氯甲烷气体后，在一定的温度和压力下使氯甲烷溶解于该有机相。离子液作为固液相转移催化剂，反应过程中离子液携带4-甲基苯亚磺酸钠进入有机相与氯甲烷反应生成4-甲砜基甲苯，而混杂在4-甲基苯亚磺酸钠中的硫酸钠不能被离子液携带，因此不必将还原产物中无机盐与4-甲基苯亚磺酸钠分离，实现无需脱无机盐就能进行亲核取代的反应工艺。该反应生成的氯化钠和原料4-甲基苯亚磺酸钠中混杂的硫酸钠，均被隔离在反应体系外，使该亲核取代反应不受无机盐的影响。实现了清洁、快速、低毒生产4-甲砜基甲苯。本工艺副反应少，产品纯度高，收率达到95％以上，纯度可达到97％以上。

具体实施方式

这种制备4-甲砜基甲苯的方法包括以下步骤：

(1)将一定比例的无水亚硫酸钠和碳酸氢钠溶于水中，均匀搅拌，在85℃条件下缓慢加入一定量的对甲苯磺酰氯，保温反应，反应结束后，冷却，抽滤干燥得4-甲基苯亚磺酸钠粗品。

(2)将上步所得的4-甲基苯亚磺酸钠粗品与一定量的4-甲砜基甲苯混合，加入咪唑类季铵盐类离子液作为催化剂，室温下通入氯甲烷气体并保持0.5Mpa的压力。

(3)在该压力下将反应体系升温至70-100℃进行反应，氯甲烷溶于4-甲砜基甲苯中并与4-甲基苯亚磺酸钠进行合成反应得到4-甲砜基甲苯；其反应式如下：

反应中所用的离子液催化剂为咪唑类季铵盐类，具有以下结构：

上式中：R＝丁基、戊基、己基；X＝四氟化硼、溴、氯。

(4)持续通入氯甲烷气体使压力保持恒定，待反应结束后停止通入氯甲烷气体，将温度降至室温后放空，然后再加热至85～100℃，物料成为熔融状态，将物料放出、冷却。

(5)上步所得物料冷却后即凝聚为固态，加入一定量的热水，不断搅拌，将物料化开、洗去无机盐和离子液，得到不溶于水的白色固体沉淀物。

(6)将上步所得的白色固体沉淀物抽滤，然后真空干燥，即得到白色晶体状4-甲砜基甲苯。