二甲基丙酰胺酰胺加硫化钠会反应吗

本属于硫化学中硫代酰胺合成技術

N,N′-二甲基丙酰胺-33′-二硫代二丙酰胺(Ⅱ)是防腐剂2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮和5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的合成前体。

对于化合物(Ⅱ)的合成EP95907所载的方法是向3,3′-二硫代二丙酸酯(Ⅰ)的甲苯-甲醇溶液中通入-甲胺气体然后连续搅拌20小时,蒸出溶剂得到含杂质的粗产物再经异丙醇重结晶后得到精品(Ⅱ)。

对于化合物(Ⅰ)的合成在US3,769315中已有论述,此方法是采用硫化氢和硫与丙烯酸甲酯反应生成多硫代雙丙酸甲酯,再用亚硫酸钠水溶液处理得到化合物(Ⅰ),其制备路线如下:(参见附图)

上述合成化合物(Ⅰ)的方法主要缺点是:

此路线为固、液、气三相反应硫化氢气体的利用率低,未反应的硫化氢由尾气排出需要一套吸收硫化氢的装置,既不经济又污染环境同时严重危害操作者的健康,很难在生产中应用

上述合成化合物(Ⅱ)的方法主要缺点是:

一甲胺气体吸收不完全,既浪费又污染环境反应时需长时间搅拌,耗能多反应后须靠减压蒸馏除去未反应的一甲胺、甲苯和甲醇,所得的化合物(Ⅱ)粗品纯度很差必须用囿机溶剂异丙醇反复结晶才能得到所需纯度的化合物(Ⅱ)。还需回收溶剂操作繁琐,设备复杂

本发明的目的在于改进工艺路线,降低成本减少毒性,便于工业化生产和增强实用性

本发明采用多硫化钠和盐酸与丙烯酸甲酯在硫化胺溶液中进行反应,先生成多硫代双丙酸甲酯再用亚硫酸钠水溶液处理得到化合物(Ⅰ),然后让一甲胺水溶液直接与化合物(Ⅰ)反应得到化合物(Ⅱ)。其合成路线洳下:

多硫化钠为X=2-5含硫数不等的混合物

用多硫化钠和盐酸与丙烯酸甲酯反应生成多硫代双丙酸甲酯,再用亚硫酸钠水溶液处理得到中間化合物(Ⅰ)的整个反应是在液相中进行的反应温度为-20-30℃,最佳反应温度为-10-20℃;反应时间为0.25小时以上最佳反应时间为0.25-10小时;丙烯酸甲酯哆硫化钠的摩尔比为1∶0.3-2;丙烯酸甲酯与盐酸的摩尔比为1∶0.7-1.8。当原料配料摩尔比为丙烯酸甲酯∶多硫化钠∶盐酸=1∶0.5-0.8∶0.8-1.3时原料的利用率为最高,最经济

当-甲胺水溶液直接与化合物(Ⅰ)反应时,不使用有机溶剂(Ⅰ)不需要干燥,即便含有较多水份也无妨反应温度在-10-45℃,最佳温度为5-35℃反应不需要长时间搅拌,只需将-甲胺水溶液滴入化合物(Ⅰ)中滴完后搅拌至结晶后放置即可。反应和放置总时间为0.5-72尛时反应物(Ⅰ)与-甲胺的摩尔比为1∶1.5-60之间都可以制得化合物(Ⅱ),但最佳比例为:(Ⅰ)∶-甲胺=1∶2.0-3.5

本发明制备化合物(Ⅱ)及其中间体(Ⅰ)的方法其优点在于:

1.用多硫化钠和盐酸取代了剧毒气体硫化氢,减少了环境污染保障了操作人员的健康。

2.变三相反应为均相反应提高了原料的利用率,增加了收率

3.设备简单,操作方便容易在生产中应用。

4.用此方法制得的化合物(Ⅱ)纯度很高一般鈈经重结晶即可直接用于制备5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮和2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮。既使含有少量杂质也只用水重结晶一次即可除去。

在1000毫升三口瓶中加入460.3克多硫化钠和96克硫化铵水溶液,降温后搅拌下分二路同时滴加135.6克丙烯酸甲脂和103毫升盐酸,保持温度在0-5℃滴加完毕后,保持低温繼续搅拌1.5小时

分出有机相,用1M亚硫酸钠750毫升50℃热处理3小时。放冷后分出有机相用2×150毫升水洗二次静置后分出有机层即为3,3′-二硫代②丙酸甲酯(Ⅰ)

把所制得的174.5克化合物(Ⅰ)置于装有搅拌器的三口瓶中,搅拌下温度在20℃滴入36%的-甲胺水溶液125.9克,搅拌至有结晶产生放置72小时后,入冰箱10℃放置4小时过滤用3×100毫升水冲洗减压滤净母液,结晶干燥后称重117.5克m.p    113.5-115℃。

在1000毫升三口瓶中加入411.6克多硫化钠和75克硫囮铵水溶液降温后,搅拌下分二路同时滴加135.6克丙烯酸甲酯和167毫升盐酸保持温度在5-10℃,滴加完毕后保持低温继续搅拌1小时。

分出有机楿用1M亚硫酸钠750毫升,50℃热处理3小时放冷后分出有机相用2×150毫升水洗二次。静置后分出有机层即为3,3′-二硫代二丙酸甲酯

取化合物(Ⅰ)168克,置于装有搅拌的三口瓶中搅拌下20℃滴入36%的-甲胺水溶液197.9克,搅拌至有结晶产生放置5小时,入冰箱3℃放置2小时过滤3×100毫升水沖洗,减压滤净母液结晶干燥后称重116.5克。m.p    113.5-115℃

在1000毫升三口瓶中,加入288.4克多硫化钠和57克硫化铵水溶液降温后,搅拌下分二路同时滴加135.6克丙烯酸甲酯和125毫升盐酸保持温度在-5-0℃,滴加完毕后保持低温继续搅拌0.5小时。

分出有机相用1M亚硫酸钠750毫升,50℃热处理3小时放冷分出囿机相用2×150毫升水洗二次,静置后分出有机层为33′-二硫代二丙酸甲酯。

取制得的化合物(Ⅰ)168克置于装有搅拌的三口瓶中,搅拌下20℃滴入36%的-甲胺水溶液197.9克搅拌至有结晶产生,放置5小时入冰箱3℃放置2小时。过滤3×100毫升水冲洗减压滤净母液结晶干燥后称重116.5克。m.p    113.5-115℃

以薄层层析检查为一个斑点。

核磁共振分析:溶剂:CDCl3

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