专利名称：2－氰甲基硫基乙酰氯的化学合成方法
技术领域：
本发明涉及一种2-氰甲基硫基乙酰氯的化学合成方法。
背景技术：
2-氰甲基硫基乙酰氯主要用于合成氰硫系列头孢菌素的中间体。现有技术中，2-氰甲基硫基乙酰氯的化学合成主要是由2-氰甲基硫基乙酸钾与草酰氯为原料在苯中反应而得，一方面造成较大的环境污染，增加生产成本，另一方面给生产带来很大安全隐患，而且现有合成方法收率低(小于70％)，纯度小于96％。例如US 3944546，US 3855212，US 3932396，US 3932397，US 4111978，US 4139618等；也有用2-氰甲基硫基乙酸与氯化亚砜、三氯氧磷等反应合成2-氰甲基硫基乙酰氯的方法，但这类方法普遍反应收率低(均低于70％，以2-氰甲基硫基乙酸计)，且三废难治理，不符合清洁生产的要求。
发明内容为解决现有技术中2-氰甲基硫基乙酰氯的化学合成易造成环境污染、存在安全隐患且成本高、收率低的不足，本发明提供了一种污染小、条件缓和生产安全可靠、反应收率高、成本低的2-氰甲基硫基乙酰氯的化学合成方法。
为解决现有技术问题本发明采用的技术方案是一种2-氰甲基硫基乙酰氯的化学合成方法，所述的方法是以2-氰甲基硫基乙酸钾(2-[(cyanomethyl)thio]acetic acid potassium salt)和双(三氯甲基)碳酸酯[bis(trichloro methyl)carbonate]为原料，在催化剂作用下，-5℃～60℃条件下在有机溶剂中反应8～16小时，再经过分离纯化得到2-氰甲基硫基乙酰氯，所述的有机溶剂质量为2-氰甲基硫基乙酸钾的10～25倍，反应物摩尔投料比为2-氰甲基硫基乙酸钾∶双(三氯甲基)碳酸酯∶催化剂＝1∶0.33～0.75∶0.001～0.01，所述的催化剂为下列通式之一或其混合物 其中，R1～R7为含有1～5个碳原子的烷基。如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基或异戊基，它们可以相同也可以不相同。
反应式如下 所述的有机溶剂为下列之一或其混合物①含1～2个碳原子、1～4个卤原子的卤代烷烃类化合物。如二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、1，1-二氯乙烷、1，2-二氯乙烷、1，1，1-三氯乙烷和1，1，2-三氯乙烷等；②含3～6个碳原子的酮类化合物。如丙酮、丁酮、环己酮等；③含2～4个碳原子的醚类化合物。如乙醚、丙醚、异丙醚、丁醚、四氢呋喃、1，4-二氧六环等；④取代基为卤原子或含1～3个碳原子烷基的苯类化合物。如苯、甲苯、乙苯、氯苯等；所述的有机溶剂优选下列之一①二氯甲烷 ②丙酮 ③四氢呋喃 ④1，4-二氧六环 ⑤甲苯。
优选的，所述的有机溶剂质量为所述的2-氰甲基硫基乙酸钾的15～18倍。
反应物优选摩尔投料比为2-氰甲基硫基乙酸钾∶双(三氯甲基)碳酸酯∶催化剂＝1∶0.5∶0.005。
反应温度优选为55～60℃，反应时间优选为12～13小时。
所述的方法可按如下步骤进行(1)往有机溶剂中加入2-氰甲基硫基乙酸钾，冰盐浴冷却至-5～0℃后，再滴加双(三氯甲基)碳酸酯和催化剂，滴加完毕后，在-5～0℃搅拌2～10分钟；(2)移去冰盐浴，缓慢升温至55～60℃，继续搅拌8～16小时；(3)减压蒸馏回收溶剂，真空减压蒸馏得2-氰甲基硫基乙酰氯液体。
特别地，反应物摩尔投料比为2-氰甲基硫基乙酸钾∶双(三氯甲基)碳酸酯∶催化剂四丁基脲＝1∶0.5∶0.005，有机溶剂为二氯甲烷，质量为2-氰甲基硫基乙酸钾的15～18倍，并按如下步骤进行(1)往二氯甲烷中加入2-氰甲基硫基乙酸钾，冰盐浴冷却至-5～0℃后，再滴加双(三氯甲基)碳酸酯和四丁基脲，滴加完毕后，在-5～0℃搅拌2～3分钟；(2)移去冰盐浴，缓慢升温至55～60℃，继续搅拌12～13小时；(3)减压蒸馏回收溶剂，真空减压蒸馏得2-氰甲基硫基乙酰氯液体。
或反应物摩尔投料比为2-氰甲基硫基乙酸钾∶双(三氯甲基)碳酸酯∶催化剂N，N’-二甲基咪唑烷酮＝1∶0.5∶0.005，有机溶剂为四氢呋喃，质量为2-氰甲基硫基乙酸钾的15～18倍，并按如下步骤进行(1)往二氯甲烷中加入2-氰甲基硫基乙酸钾，冰盐浴冷却至-5～0℃后，再滴加双(三氯甲基)碳酸酯和N，N’-二甲基咪唑烷酮，滴加完毕后，在-5～0℃搅拌2～3分钟；(2)移去冰盐浴，缓慢升温至55～60℃，继续搅拌12～13小时；(3)减压蒸馏回收溶剂，真空减压蒸馏得2-氰甲基硫基乙酰氯液体。
又或者，反应物摩尔投料比为2-氰甲基硫基乙酸钾∶双(三氯甲基)碳酸酯∶催化剂N-甲基吡咯＝1∶0.5∶0.005，有机溶剂为甲苯，质量为2-氰甲基硫基乙酸钾的15～18倍，并按如下步骤进行(1)往二氯甲烷中加入2-氰甲基硫基乙酸钾，冰盐浴冷却至-5～0℃后，再滴加双(三氯甲基)碳酸酯和N-甲基吡咯，滴加完毕后，在-5～0℃搅拌2～3分钟；(2)移去冰盐浴，缓慢升温至55～60℃，继续搅拌12～13小时；(3)减压蒸馏回收溶剂，真空减压蒸馏得2-氰甲基硫基乙酰氯液体。
本发明所述的2-氰甲基硫基乙酰氯的化学合成方法的有益效果主要体现在(1)氯化试剂采用双(三氯甲基)碳酸酯后用量大大下降，不仅降低了生产成本，而且从工艺源头上消除了生产安全隐患，大幅度降低了三废产生量，同时较大幅度提高了反应收率及产品质量；(2)溶剂可回收，进一步减少了污染、降低了成本。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述实施例1投料摩尔比为2-氰甲基硫基乙酸钾∶双(三氯甲基)碳酸酯∶催化剂四丁基脲＝1∶0.35∶0.001，其中2-氰甲基硫基乙酸钾(C4H4NKO2S)8.45g、双(三氯甲基)碳酸酯(C3O3Cl6)5.2g、四丁基脲(C17H36N2O)0.02g，有机溶剂二氯甲烷126.75g，用量为2-氰甲基硫基乙酸钾的15倍。
在装有温度计、回流冷凝管、干燥管、恒压滴液漏斗和机械搅拌的150毫升三口烧瓶内，加入2-氰甲基硫基乙酸钾和有机溶剂，开启搅拌，冰盐浴冷却至-5℃，接着，在冰盐浴冷却下加入双(三氯甲基)碳酸酯、和催化剂四丁基脲。加毕，继续在冰盐浴冷却下搅拌2分钟，然后移去冰盐浴，缓慢升温至55-60℃，并在55-60℃下搅拌反应13小时。反应结束后，减压蒸馏回收溶剂。经高真空减压蒸馏得淡黄色透明的2-氰甲基硫基乙酰氯液体6.0克，收率为80.0％，经衍生物法检测纯度为98.3％(HPLC)。
实施例2投料摩尔比为2-氰甲基硫基乙酸钾∶双(三氯甲基)碳酸酯∶催化剂四丁基脲＝1∶0.5∶0.005，其中2-氰甲基硫基乙酸钾10.1g、双(三氯甲基)碳酸酯8.9g、四丁基脲0.08g，有机溶剂为二氯甲烷181.8g，用量为2-氰甲基硫基乙酸钾的18倍。
在装有温度计、回流冷凝管、干燥管、恒压滴液漏斗和机械搅拌的150毫升三口烧瓶内，加入2-氰甲基硫基乙酸钾和二氯甲烷，开启搅拌，冰盐浴冷却至-5℃，接着，在冰盐浴冷却下加入双(三氯甲基)碳酸酯和四丁基脲。加毕，继续在冰盐浴冷却下搅拌3分钟，然后移去冰盐浴，缓慢升温至55-60℃，并在55-60℃下搅拌反应12小时。反应结束后，减压蒸馏回收溶剂。经高真空减压蒸馏得淡黄色透明的2-氰甲基硫基乙酰氯液体约7.30克，收率为81.6％，经衍生物法检测含量(HPLC)为98.5％。
实施例3投料摩尔比为2-氰甲基硫基乙酸钾∶双(三氯甲基)碳酸酯∶催化剂N，N’-二甲基咪唑烷酮＝1∶0.5∶0.005，其中2-氰甲基硫基乙酸钾8.45g、双(三氯甲基)碳酸酯7.4g、N，N’-二甲基咪唑烷酮(C4H10N2O)0.03g、有机溶剂为四氢呋喃143.65g，用量为2-氰甲基硫基乙酸钾的17倍。
在装有温度计、回流冷凝管、干燥管、恒压滴液漏斗和机械搅拌的150毫升三口烧瓶内，加入2-氰甲基硫基乙酸钾和四氢呋喃，开启搅拌，冰盐浴冷却至-5℃，接着，在冰盐浴冷却下加入双(三氯甲基)碳酸酯和N，N’-二甲基咪唑烷酮。加毕，继续在冰盐浴冷却下搅拌2分钟，然后移去冰盐浴，缓慢升温至55-60℃，并在55-60℃下搅拌反应12小时。反应结束后，减压蒸馏回收溶剂。经高真空减压蒸馏得淡黄色透明的2-氰甲基硫基乙酰氯液体约5.96克，收率为79.5％，经衍生物法检测含量(HPLC)为98.3％。
实施例4投料摩尔比为2-氰甲基硫基乙酸钾∶双(三氯甲基)碳酸酯∶催化剂N-甲基吡咯＝1∶0.5∶0.005，其中2-氰甲基硫基乙酸钾10.1g、双(三氯甲基)碳酸酯8.9g、N-甲基吡咯(C5H7N)0.03g、有机溶剂为二氯甲烷161.6g，用量为2-氰甲基硫基乙酸钾的16倍。
在装有温度计、回流冷凝管、干燥管、恒压滴液漏斗和机械搅拌的150毫升三口烧瓶内，加入2-氰甲基硫基乙酸钾和有机溶剂，开启搅拌，冰盐浴冷却至-5℃，接着，在冰盐浴冷却下加入双(三氯甲基)碳酸酯和N-甲基吡咯。加毕，继续在冰盐浴冷却下搅拌3分钟，然后移去冰盐浴，缓慢升温至55-60℃，并在55-60℃下搅拌反应12小时。反应结束后，减压蒸馏回收溶剂。经高真空减压蒸馏得淡黄色透明的2-氰甲基硫基乙酰氯液体约7.11克，收率为79.5％，经衍生物法检测含量(HPLC)为98.1％。
实施例5投料摩尔比为2-氰甲基硫基乙酸钾∶双(三氯甲基)碳酸酯∶催化剂四丁基脲＝1∶0.35∶0.01，其中2-氰甲基硫基乙酸钾8.45g、双(三氯甲基)碳酸酯5.2g、四丁基脲0.14g，有机溶剂为二氯甲烷126.75g，用量为2-氰甲基硫基乙酸钾的15倍。反应时间为8小时。
在装有温度计、回流冷凝管、干燥管、恒压滴液漏斗和机械搅拌的150毫升三口烧瓶内，加入2-氰甲基硫基乙酸钾和有机溶剂，开启搅拌，冰盐浴冷却至-5℃，接着，在冰盐浴冷却下加入双(三氯甲基)碳酸酯和四丁基脲。加毕，继续在冰盐浴冷却下搅拌10分钟，然后移去冰盐浴，缓慢升温至55-60℃，并在55-60℃下搅拌反应12小时。反应结束后，减压蒸馏回收溶剂。经高真空减压蒸馏得淡黄色透明的2-氰甲基硫基乙酰氯液体约5.87克，收率为78.3％，经衍生物法检测含量(HPLC)为98.4％。
实施例6投料摩尔比为2-氰甲基硫基乙酸钾∶双(三氯甲基)碳酸酯∶催化剂四甲基脲＝1∶0.35∶0.001，其中2-氰甲基硫基乙酸钾16.9g、双(三氯甲基)碳酸酯10.4g、四甲基脲(C5H12N2O)0.01g，有机溶剂为二氯甲烷253.5g，用量为2-氰甲基硫基乙酸钾的15倍。
操作步骤及反应条件同实施例1，得淡黄色透明的2-氰甲基硫基乙酰氯液体约11.7克，收率为78.7％，经衍生物法检测含量(HPLC)为98.3％。
实施例7投料摩尔比为2-氰甲基硫基乙酸钾∶双(三氯甲基)碳酸酯∶催化剂四丁基脲＝1∶0.5∶0.001，其中2-氰甲基硫基乙酸钾11.8g、双(三氯甲基)碳酸酯10.4g、四丁基脲0.01g，有机溶剂为二氯甲烷177g，用量为2-氰甲基硫基乙酸钾质量的15倍。
操作步骤及反应条件同实施例1，得淡黄色透明的2-氰甲基硫基乙酰氯液体9.63克，收率为82.3％，经衍生物法检测含量(HPLC)为98.4％。
实施例8投料摩尔比为2-氰甲基硫基乙酸钾∶双(三氯甲基)碳酸酯∶催化剂四丙基脲＝1∶0.35∶0.001，其中2-氰甲基硫基乙酸钾10.1g、双(三氯甲基)碳酸酯6.24g、四丙基脲(C13H28N2O)0.01g，有机溶剂为二氯甲烷151.5g，用量为2-氰甲基硫基乙酸钾的15倍。
操作步骤及反应条件同实施例1，得淡黄色透明的2-氰甲基硫基乙酰氯液体约7.21克，收率为80.6％，经衍生物法检测含量(HPLC)为98.5％。
实施例9投料摩尔比为2-氰甲基硫基乙酸钾∶双(三氯甲基)碳酸酯∶催化剂四戊基脲＝1∶0.35∶0.001，其中2-氰甲基硫基乙酸钾13.5g、双(三氯甲基)碳酸酯8.3g、四戊基脲(C21H44N2O)0.03g，有机溶剂为二氯甲烷202.5g，用量为2-氰甲基硫基乙酸钾的15倍。
操作步骤及反应条件同实施例1，得淡黄色透明的2-氰甲基硫基乙酰氯液体约9.30克，收率为78.0％，经衍生物法检测含量(HPLC)为98.3％。
实施例10投料摩尔比为2-氰甲基硫基乙酸钾∶双(三氯甲基)碳酸酯∶催化剂四丁基脲＝1∶0.75∶0.001，其中2-氰甲基硫基乙酸钾10.1g、双(三氯甲基)碳酸酯13.4g、四丁基脲0.02g，有机溶剂为二氯甲烷151.5g，用量为2-氰甲基硫基乙酸钾质量的15倍。
操作步骤及反应条件同实施例1，得淡黄色透明的2-氰甲基硫基乙酰氯液体7.33克，收率为82.0％，经衍生物法检测含量(HPLC)为98.4％。
实施例11投料摩尔比为2-氰甲基硫基乙酸钾∶双(三氯甲基)碳酸酯∶催化剂N，N’-二乙基咪唑烷酮＝1∶0.35∶0.001，其中2-氰甲基硫基乙酸钾13.5g、双(三氯甲基)碳酸酯8.3g、N，N’-二乙基咪唑烷酮(C4H14N2O)0.01g，有机溶剂为二氯甲烷202.5g，用量为2-氰甲基硫基乙酸钾的15倍。
操作步骤及反应条件同实施例1，得淡黄色透明的2-氰甲基硫基乙酰氯液体约9.19克，收率为77.1％，经衍生物法检测含量(HPLC)为98.1％。
实施例12投料摩尔比为2-氰甲基硫基乙酸钾∶双(三氯甲基)碳酸酯∶催化剂N，N’-二丙基咪唑烷酮＝1∶0.35∶0.001，其中2-氰甲基硫基乙酸钾10.1g、双(三氯甲基)碳酸酯6.2g、N，N’-二丙基咪唑烷酮(C9H18N2O)0.01g，有机溶剂为二氯甲烷151.5g，用量为2-氰甲基硫基乙酸钾的15倍。
操作步骤及反应条件同实施例1，得淡黄色透明的2-氰甲基硫基乙酰氯液体约6.75克，收率为75.5％，经衍生物法检测含量(HPLC)为98.0％。
实施例13投料摩尔比为2-氰甲基硫基乙酸钾∶双(三氯甲基)碳酸酯∶催化剂N，N’-二丁基咪唑烷酮＝1∶0.35∶0.001，其中2-氰甲基硫基乙酸钾10.1g、双(三氯甲基)碳酸酯6.2g、N，N’-二丁基咪唑烷酮0.01g，有机溶剂为二氯甲烷151.5g，用量为2-氰甲基硫基乙酸钾的15倍。
操作步骤及反应条件同实施例1，得淡黄色透明的2-氰甲基硫基乙酰氯液体约7.14克，收率为79.9％，经衍生物法检测含量(HPLC)为98.4％。
实施例14投料摩尔比为2-氰甲基硫基乙酸钾∶双(三氯甲基)碳酸酯∶催化剂四丁基脲＝1∶0.35∶0.005，其中2-氰甲基硫基乙酸钾10.1g、双(三氯甲基)碳酸酯6.2g、四丁基脲0.09g，有机溶剂为二氯甲烷151.5g，用量为2-氰甲基硫基乙酸钾的15倍。反应时间为10小时。
操作步骤及其它反应同实施例1，得淡黄色透明的2-氰甲基硫基乙酰氯液体约7.15克，收率为80.0％，经衍生物法检测含量(HPLC)为98.4％。
实施例15投料摩尔比为2-氰甲基硫基乙酸钾∶双(三氯甲基)碳酸酯∶催化剂N-乙基吡咯＝1∶0.35∶0.001，其中2-氰甲基硫基乙酸钾13.5g、双(三氯甲基)碳酸酯8.3g、N-乙基吡咯(C8H13N)0.01g，有机溶剂为二氯甲烷202.5g，用量为2-氰甲基硫基乙酸钾的15倍。
操作步骤及反应条件同实施例1，得淡黄色透明的2-氰甲基硫基乙酰氯液体约9.51克，收率为79.8％，经衍生物法检测含量(HPLC)为98.3％。
实施例16投料摩尔比为2-氰甲基硫基乙酸钾∶双(三氯甲基)碳酸酯∶催化剂N-丙基吡咯＝1∶0.35∶0.001，其中2-氰甲基硫基乙酸钾13.5g、双(三氯甲基)碳酸酯8.3g、N-丙基吡咯(C7H11N)0.01g，有机溶剂为二氯甲烷205.5g，用量为2-氰甲基硫基乙酸钾的15倍。
操作步骤及反应条件同实施例1，得淡黄色透明的2-氰甲基硫基乙酰氯液体约9.57克，收率为80.3％，经衍生物法检测含量(HPLC)为98.4％。
实施例17投料摩尔比为2-氰甲基硫基乙酸钾∶双(三氯甲基)碳酸酯∶催化剂N-丁基吡咯＝1∶0.35∶0.001，其中2-氰甲基硫基乙酸钾13.5g、双(三氯甲基)碳酸酯8.3g、N-丁基吡咯(C8H13N)0.01g，有机溶剂为二氯甲烷202.5g，用量为2-氰甲基硫基乙酸钾的15倍。
操作步骤及反应条件同实施例1，得淡黄色透明的2-氰甲基硫基乙酰氯液体约9.66克，收率为81.0％，经衍生物法检测含量(HPLC)为98.5％。
实施例18投料摩尔比为2-氰甲基硫基乙酸钾∶双(三氯甲基)碳酸酯∶催化剂＝1∶0.35∶0.001，其中2-氰甲基硫基乙酸钾10.1g、双(三氯甲基)碳酸酯6.2g、催化剂0.02g，有机溶剂为二氯甲烷151.5g，用量为2-氰甲基硫基乙酸钾的15倍，反应时间为15小时。催化剂为等质量的N-乙基吡咯和四丁基脲的混合物、或等质量的N-甲基吡咯和四丁基脲的混合物、或等质量的N-甲基吡咯和四甲基脲的混合物、或等质量的N-甲基吡咯和四乙基脲的混合物、或等质量的N-甲基吡咯和四丙基脲的混合物。
操作步骤及其他反应条件同实施例1，收率大于81.0％，经衍生物法检测含量(HPLC)均大于98.4％。
实施例19投料摩尔比为2-氰甲基硫基乙酸钾∶双(三氯甲基)碳酸酯∶催化剂＝1∶0.35∶0.001，其中2-氰甲基硫基乙酸钾13.5g、双(三氯甲基)碳酸酯8.3g、催化剂0.02g，有机溶剂为二氯甲烷202.5g，用量为2-氰甲基硫基乙酸钾的15倍，反应时间为12小时。催化剂为等质量的N，N’-二甲基咪唑烷酮和四丁基脲的混合物、或等质量的N，N’-二甲基咪唑烷酮和四甲基脲的混合物、或等质量的N，N’-二甲基咪唑烷酮和四乙基脲的混合物、或等质量的N，N’-二甲基咪唑烷酮和四丙基脲的混合物、或N，N’-二甲基咪唑烷酮和N-甲基吡咯的混合物、或等质量的N，N’-二甲基咪唑烷酮和N-乙基吡咯的混合物、或等质量的N，N’-二甲基咪唑烷酮和N-丙基吡咯的混合物、或等质量的N，N’-二甲基咪唑烷酮和N-丁基吡咯的混合物。
操作步骤及其他反应条件同实施例1，收率大于81.0％，经衍生物法检测含量(HPLC)均大于98.0％。
实施例20投料摩尔比为2-氰甲基硫基乙酸钾∶双(三氯甲基)碳酸酯∶催化剂四丁基脲＝1∶0.35∶0.001，其中2-氰甲基硫基乙酸钾10.1g、双(三氯甲基)碳酸酯6.2g、四丁基脲0.02g，有机溶剂为三氯甲烷151.5g，用量为2-氰甲基硫基乙酸钾的15倍，反应温度为50-55℃，反应时间为10小时。
操作步骤及其他反应条件同实施例1，得淡黄色透明的2-氰甲基硫基乙酰氯液体约7.01克，收率为79.0％，经衍生物法检测含量(HPLC)为98.0％。
实施例21投料摩尔比为2-氰甲基硫基乙酸钾∶双(三氯甲基)碳酸酯∶催化剂四丁基脲＝1∶0.35∶0.001，其中2-氰甲基硫基乙酸钾10.1g、双(三氯甲基)碳酸酯6.2g、四丁基脲0.02g，有机溶剂为四氯化碳151.5g，用量为2-氰甲基硫基乙酸钾的15倍，反应温度为40-45℃，反应时间为8小时。
操作步骤及其他反应条件同实施例1，得淡黄色透明的2-氰甲基硫基乙酰氯液体约6.63克，收率为74.2％，经衍生物法检测含量(HPLC)为97.0％。
实施例22投料摩尔比为2-氰甲基硫基乙酸钾∶双(三氯甲基)碳酸酯∶催化剂四丁基脲＝1∶0.35∶0.001，其中2-氰甲基硫基乙酸钾10.1g、双(三氯甲基)碳酸酯6.2g、四丁基脲0.02g，有机溶剂为四氯化碳151.5g，用量为2-氰甲基硫基乙酸钾的15倍，反应温度为50-55℃，反应时间为12小时。
操作步骤及其他反应条件同实施例1，得淡黄色透明的2-氰甲基硫基乙酰氯液体约6.81克，收率为76.2％，经衍生物法检测含量(HPLC)为97.6％。
实施例23投料摩尔比为2-氰甲基硫基乙酸钾∶双(三氯甲基)碳酸酯∶催化剂四丁基脲＝1∶0.35∶0.001，其中2-氰甲基硫基乙酸钾8.45g、双(三氯甲基)碳酸酯5.2g、四丁基脲0.02g，有机溶剂为四氢呋喃126.75g，用量为2-氰甲基硫基乙酸钾的15倍，反应温度为50-55℃，反应时间为8小时。
操作步骤及其他反应条件同实施例1，得淡黄色透明的2-氰甲基硫基乙酰氯液体约5.96克，收率为80.0％，经衍生物法检测含量(HPLC)为98.3％。
实施例24投料摩尔比为2-氰甲基硫基乙酸钾∶双(三氯甲基)碳酸酯∶催化剂四丁基脲＝1∶0.35∶0.001，其中2-氰甲基硫基乙酸钾8.45g、双(三氯甲基)碳酸酯5.2g、四丁基脲0.02g，有机溶剂为四氢呋喃126.75g，用量为2-氰甲基硫基乙酸钾的15倍，反应温度为40-45℃，反应时间为12小时。
操作步骤及其他反应条件同实施例1，得淡黄色透明的2-氰甲基硫基乙酰氯液体约5.98克，收率为80.3％，经衍生物法检测含量(HPLC)为98.1％。
实施例25投料摩尔比为2-氰甲基硫基乙酸钾∶双(三氯甲基)碳酸酯∶催化剂四丁基脲＝1∶0.35∶0.001，其中2-氰甲基硫基乙酸钾8.45g、双(三氯甲基)碳酸酯5.2g、四丁基脲0.02g，有机溶剂为甲苯126.75g，用量为2-氰甲基硫基乙酸钾的15倍，反应温度为50-60℃，反应时间为12小时。
操作步骤及其他反应条件同实施例1，得淡黄色透明的2-氰甲基硫基乙酰氯液体约6.05克，收率为81.2％，经衍生物法检测含量(HPLC)为98.3％。
实施例26投料摩尔比为2-氰甲基硫基乙酸钾∶双(三氯甲基)碳酸酯∶催化剂四丁基脲＝1∶0.35∶0.001，其中2-氰甲基硫基乙酸钾8.45g、双(三氯甲基)碳酸酯5.2g、四丁基脲0.02g，有机溶剂为1，4二氧六环126.75g，用量为2-氰甲基硫基乙酸钾的15倍，反应温度为50-55℃，反应时间为16小时。
操作步骤及其他反应条件同实施例1，得淡黄色透明的2-氰甲基硫基乙酰氯液体约6.0克，收率为80.5％，经衍生物法检测含量(HPLC)为98.3％实施例27投料摩尔比为2-氰甲基硫基乙酸钾∶双(三氯甲基)碳酸酯∶催化剂四丁基脲＝1∶0.35∶0.001，其中2-氰甲基硫基乙酸钾8.45g、双(三氯甲基)碳酸酯5.2g、四丁基脲0.02g，有机溶剂为丙酮126.75g，用量为2-氰甲基硫基乙酸钾的15倍，反应温度为40-45℃，反应时间为15小时。
操作步骤及其他反应条件同实施例1，得淡黄色透明的2-氰甲基硫基乙酰氯液体约5.99克，收率为80.3％，经衍生物法检测含量(HPLC)为98.2％。
实施例28投料摩尔比为2-氰甲基硫基乙酸钾∶双(三氯甲基)碳酸酯∶催化剂四丁基脲＝1∶0.35∶0.001，其中2-氰甲基硫基乙酸钾8.45g、双(三氯甲基)碳酸酯5.2g、四丁基脲0.02g，有机溶剂为丙酮126.75g，用量为2-氰甲基硫基乙酸钾的15倍，反应温度为45-50℃，反应时间为15小时。
操作步骤及其他反应条件同实施例1，得淡黄色透明的2-氰甲基硫基乙酰氯液体约6.02克，收率为80.7％，经衍生物法检测含量(HPLC)为98.3％。
实施例29
投料摩尔比为2-氰甲基硫基乙酸钾∶双(三氯甲基)碳酸酯∶催化剂四丁基脲＝1∶0.35∶0.001，其中2-氰甲基硫基乙酸钾8.45g、双(三氯甲基)碳酸酯5.2g、四丁基脲0.02g，有机溶剂为丁酮126.75g，其质量为2-氰甲基硫基乙酸钾的15倍，反应温度为55-60℃，反应时间为10小时。
操作步骤及其他反应条件同实施例1，得淡黄色透明的2-氰甲基硫基乙酰氯液体约5.93克，收率为79.6％，经衍生物法检测含量(HPLC)为98.0％。
实施例30投料摩尔比为2-氰甲基硫基乙酸钾∶双(三氯甲基)碳酸酯∶催化剂四丁基脲＝1∶0.35∶0.001，有机溶剂为二氯乙烷126.75g，其质量为2-氰甲基硫基乙酸钾的15倍，反应温度为50-60℃，反应时间为8小时。
操作步骤及其他反应条件同实施例1，得淡黄色透明的2-氰甲基硫基乙酰氯液体约5.9克，收率为79.2％，经衍生物法检测含量(HPLC)为97.8％。
实施例31投料摩尔比为2-氰甲基硫基乙酸钾∶双(三氯甲基)碳酸酯∶催化剂四丁基脲＝1∶0.5∶0.001，其中2-氰甲基硫基乙酸钾8.45g、双(三氯甲基)碳酸酯7.4g、四丁基脲0.02g，有机溶剂126.8g，为等质量的二氯乙烷和四氢呋喃的混合物、或等质量的二氯甲烷和四氢呋喃的混合物、或等质量的四氯化碳和四氢呋喃的混合物、或等质量的丙酮和四氢呋喃的混合物、或等质量的二氯乙烷和甲苯的混合物、或等质量的二氯甲烷和甲苯的混合物，其质量为2-氰甲基硫基乙酸钾的15倍，反应温度为50-55℃，反应时间为13小时。
操作步骤及其他反应条件同实施例1，收率均大于80.0％，经衍生物法检测含量(HPLC)均大于98.0％。
实施例32投料摩尔比为2-氰甲基硫基乙酸钾∶双(三氯甲基)碳酸酯∶催化剂四丁基脲＝1∶0.35∶0.008，其中2-氰甲基硫基乙酸钾8.45g、双(三氯甲基)碳酸酯5.2g、催化剂0.16g，有机溶剂为二氯甲烷84.5g，用量为2-氰甲基硫基乙酸钾的10倍，反应温度为50-55℃，反应时间为13小时。
操作步骤及其他反应条件同实施例1，得淡黄色透明的2-氰甲基硫基乙酰氯液体约5.25克，收率为70.5％，经衍生物法检测含量(HPLC)为96.5％。
实施例33投料摩尔比为2-氰甲基硫基乙酸钾∶双(三氯甲基)碳酸酯∶催化剂四丁基脲＝1∶0.35∶0.006，有机溶剂为二氯甲烷126.75g，用量为2-氰甲基硫基乙酸钾的15倍，反应温度为50-55℃，反应时间为13小时。
操作步骤及其他反应条件同实施例1，得淡黄色透明的2-氰甲基硫基乙酰氯液体约6.0克，收率为81.0％，经衍生物法检测含量(HPLC)为98.0％。
实施例34投料摩尔比为2-氰甲基硫基乙酸钾∶双(三氯甲基)碳酸酯∶催化剂四丁基脲＝1∶0.55∶0.005，其中2-氰甲基硫基乙酸钾8.45g、双(三氯甲基)碳酸酯8.2g、催化剂0.1g，有机溶剂为二氯甲烷152.1g，用量为2-氰甲基硫基乙酸钾的18倍。反应温度为50-55℃，反应时间为13小时。
操作步骤及其他反应条件同实施例1，得淡黄色透明的2-氰甲基硫基乙酰氯液体约6.02克，收率为80.8％，经衍生物法检测含量(HPLC)为98.3％。
实施例35投料摩尔比为2-氰甲基硫基乙酸钾∶双(三氯甲基)碳酸酯∶催化剂四丁基脲＝1∶0.45∶0.04，其中2-氰甲基硫基乙酸钾8.45g、双(三氯甲基)碳酸酯6.7g、四丁基脲0.08g有机溶剂为二氯甲烷169g，用量为2-氰甲基硫基乙酸钾的20倍。反应温度为50-55℃，反应时间为13小时。
操作步骤及其他反应条件同实施例1，得淡黄色透明的2-氰甲基硫基乙酰氯液体约5.94克，收率为79.8％，经衍生物法检测含量(HPLC)为98.3％。
实施例36投料摩尔比为2-氰甲基硫基乙酸钾∶双(三氯甲基)碳酸酯∶催化剂四丁基脲＝1∶0.60∶0.001，其中2-氰甲基硫基乙酸钾8.45g、双(三氯甲基)碳酸酯8.9g、四丁基脲0.02g有机溶剂为二氯甲烷211.25g，用量为2-氰甲基硫基乙酸钾的25倍。反应温度为50-55℃，反应时间为13小时。
操作步骤及其他反应条件同实施例1，得淡黄色透明的2-氰甲基硫基乙酰氯液体约5.93克，收率为79.6％，经衍生物法检测含量(HPLC)为98.2％。
权利要求
1.一种2-氰甲基硫基乙酰氯的化学合成方法，其特征在于所述的方法是以2-氰甲基硫基乙酸钾和双(三氯甲基)碳酸酯为原料，在催化剂作用下，-5℃～60℃条件下在有机溶剂中反应8～16小时，再经过分离纯化得到2-氰甲基硫基乙酰氯，所述的有机溶剂质量为2-氰甲基硫基乙酸钾的10～25倍，反应物摩尔投料比为2-氰甲基硫基乙酸钾∶双(三氯甲基)碳酸酯∶催化剂＝1∶0.33～0.75∶0.001～0.01，所述的催化剂为下列通式之一或其混合物； 其中，R1～R7为含有1～5个碳原子的烷基。
2.如权利要求1所述的2-氰甲基硫基乙酰氯的化学合成方法，其特征在于所述的有机溶剂为下列之一或其混合物①含1～2个碳原子、1～4个卤原子的卤代烷烃类化合物②含3～6个碳原子的酮类化合物③含2～4个碳原子的醚类化合物④取代基为卤原子或含1～3个碳原子烷基的苯类化合物。
3.如权利要求2所述的2-氰甲基硫基乙酰氯的化学合成方法，其特征在于所述的有机溶剂为下列之一①二氯甲烷 ②丙酮 ③四氢呋喃 ④1，4-二氧六环 ⑤甲苯。
4.如权利要求1～3之一所述的2-氰甲基硫基乙酰氯的化学合成方法，其特征在于所述的有机溶剂质量为所述的2-氰甲基硫基乙酸钾的15～18倍。
5.如权利要求4所述的2-氰甲基硫基乙酰氯的化学合成方法，其特征在于反应物摩尔投料比为2-氰甲基硫基乙酸钾∶双(三氯甲基)碳酸酯∶催化剂＝1∶0.5∶0.005。
6.如权利要求4所述的2-氰甲基硫基乙酰氯的化学合成方法，其特征在于所述的反应温度为55～60℃，反应时间12～13小时。
7.如权利要求1～3之一所述的2-氰甲基硫基乙酰氯的化学合成方法，其特征在于所述的方法按如下步骤进行(1)往有机溶剂中加入2-氰甲基硫基乙酸钾，冰盐浴冷却至-5～0℃后，再滴加双(三氯甲基)碳酸酯和催化剂，滴加完毕后，在-5～0℃搅拌2～10分钟；(2)移去冰盐浴，缓慢升温至55～60℃，继续搅拌8～16小时；(3)减压蒸馏回收溶剂，真空减压蒸馏得2-氰甲基硫基乙酰氯液体。
8.如权利要求7所述的2-氰甲基硫基乙酰氯的化学合成方法，其特征在于反应物摩尔投料比为2-氰甲基硫基乙酸钾∶双(三氯甲基)碳酸酯∶催化剂四丁基脲＝1∶0.5∶0.005，有机溶剂为二氯甲烷，质量为2-氰甲基硫基乙酸钾的15～18倍，并按如下步骤进行(1)往二氯甲烷中加入2-氰甲基硫基乙酸钾，冰盐浴冷却至-5～0℃后，再滴加双(三氯甲基)碳酸酯和四丁基脲，滴加完毕后，在-5～0℃搅拌2～3分钟；(2)移去冰盐浴，缓慢升温至55～60℃，继续搅拌12～13小时；(3)减压蒸馏回收溶剂，真空减压蒸馏得2-氰甲基硫基乙酰氯液体。
9.如权利要求7所述的2-氰甲基硫基乙酰氯的化学合成方法，其特征在于反应物摩尔投料比为2-氰甲基硫基乙酸钾∶双(三氯甲基)碳酸酯∶催化剂N，N’-二甲基咪唑烷酮＝1∶0.5∶0.005，有机溶剂为四氢呋喃，质量为2-氰甲基硫基乙酸钾的15～18倍，并按如下步骤进行(1)往二氯甲烷中加入2-氰甲基硫基乙酸钾，冰盐浴冷却至-5～0℃后，再滴加双(三氯甲基)碳酸酯和N，N’-二甲基咪唑烷酮，滴加完毕后，在-5～0℃搅拌2～3分钟；(2)移去冰盐浴，缓慢升温至55～60℃，继续搅拌12～13小时；(3)减压蒸馏回收溶剂，真空减压蒸馏得2-氰甲基硫基乙酰氯液体。
10.如权利要求7所述的2-氰甲基硫基乙酰氯的化学合成方法，其特征在于反应物摩尔投料比为2-氰甲基硫基乙酸钾∶双(三氯甲基)碳酸酯∶催化剂N-甲基吡咯＝1∶0.5∶0.005，有机溶剂为甲苯，质量为2-氰甲基硫基乙酸钾的15～18倍，并按如下步骤进行(1)往二氯甲烷中加入2-氰甲基硫基乙酸钾，冰盐浴冷却至-5～0℃后，再滴加双(三氯甲基)碳酸酯和N-甲基吡咯，滴加完毕后，在-5～0℃搅拌2～3分钟；(2)移去冰盐浴，缓慢升温至55～60℃，继续搅拌12～13小时；(3)减压蒸馏回收溶剂，真空减压蒸馏得2-氰甲基硫基乙酰氯液体。
全文摘要
一种2－氰甲基硫基乙酰氯的化学合成方法，所述的方法是以2－氰甲基硫基乙酸钾(2－[(cyanomethyl) thio]acetic acid potassium salt)和双(三氯甲基)碳酸酯[bis(trichloro methyl)carbonate]为原料,在催化剂作用下,－5℃～60℃条件下在有机溶剂中反应8～16小时，再经过分离纯化得到2－氰甲基硫基乙酰氯。本发明所述的2－氰甲基硫基乙酰氯的化学合成方法中氯化试剂采用双(三氯甲基)碳酸酯后用量大大下降，不仅降低了生产成本，而且从工艺源头上消除了生产安全隐患，大幅度降低了三废产生量，同时较大幅度提高了反应收率及产品质量；溶剂可回收，进一步减少了污染、降低了成本。
文档编号C07C323/25GK1663949SQ20041001677
公开日2005年9月7日 申请日期2004年3月1日 优先权日2004年3月1日
发明者苏为科, 李永曙, 李振华 申请人:浙江工业大学