3-異噻唑啉酮衍生物及其中間產(chǎn)物的連續(xù)式生產(chǎn)方法
【專利說明】3-異噻唑啉酮衍生物及其中間產(chǎn)物的連續(xù)式生產(chǎn)方法
[0001] 相關(guān)申請
[0002] 本申請要求于2007年10月25日提交的題為"3-異噻唑啉酮衍生物的連續(xù)式生 產(chǎn)方法"的中國專利申請第200710163464. 4號的全部權(quán)益，該專利申請整體全部引入本申 請作為參考。 發(fā)明領(lǐng)域
[0003] 本申請涉及3-異噻唑啉酮衍生物的生產(chǎn)方法，更具體地本申請涉及3-異噻唑啉 酮衍生物及其中間產(chǎn)物的連續(xù)式生產(chǎn)方法。
[0004] 相關(guān)技術(shù)的描述
[0005] 異噻唑啉酮類化合物是一類新型的廣譜殺菌劑，具有高效、廣譜、低毒、使用濃度 下無害、在環(huán)境中能夠自然降解等優(yōu)點。因此廣泛應用于工業(yè)水處理、造紙、化妝品、建筑材 料、膠粘劑、涂料、醫(yī)療衛(wèi)生、紡織、照相、洗滌劑等領(lǐng)域。特別是2-烷基-4, 5-二取代_4_異 噻唑啉-3-酮，是更為優(yōu)良的殺菌防腐劑。
[0006] 3-異噻唑啉酮衍生物的生產(chǎn)通常包括硫化、純化、胺化和氯化四個步驟，對應的反 應式如下：
[0016] 在現(xiàn)有技術(shù)中，上述四個步驟都是以間歇的方式進行的，對于生產(chǎn)量較小的情況 而言，它方便易行。但是，隨著生產(chǎn)量增大，間歇式方法的設(shè)備多、在線原材料和中間體數(shù)量 大、反應時間長、能耗高、安全系數(shù)小的問題就顯露出來了。
[0017] 發(fā)明概沐
[0018] 為了對現(xiàn)有技術(shù)進行改進，本申請?zhí)峁┝松a(chǎn)3-異噻唑啉酮衍生物的方法。在該 方法中3-異噻唑啉酮衍生物生產(chǎn)的硫化、純化、酰胺化和氯化步驟均采用連續(xù)方式進行， 且所有步驟有機地結(jié)合在一起可形成連續(xù)的生產(chǎn)過程。從而可以減少生產(chǎn)設(shè)備，降低能耗， 簡化操作并提高生產(chǎn)安全性。
[0019] 本發(fā)明的一個方面涉及制備化合物II的方法，其包括向第一反應裝置中連續(xù)加 入化合物I、硫磺和硫化氫進行如下反應，
[0022] 在優(yōu)選實施方案中，所述方法包括：
[0023] i)向第一反應裝置中連續(xù)加入化合物I、硫磺和硫化氫進行反應；以及
[0024] ii)對從第一反應裝置溢流出的反應液進行過濾，得到固體和兩相濾液，其中固體 和水相返回第一反應裝置。
[0025] 本發(fā)明的另一方面涉及對包含化合物II和化合物III的混合物進行精制的方法， 其包括向第二反應裝置中連續(xù)加入所述混合物和亞硫酸鈉水溶液進行如下反應，
[0028] 在優(yōu)選實施方案中，所述方法包括：
[0029] 1)向第一逆流萃取塔中連續(xù)加入所述混合物和亞硫酸鈉水溶液進行反應；以及
[0030] 2)將步驟1)中得到的有機層與水連續(xù)加入第二逆流萃取塔中進行接觸，得到化 合物II。
[0031] 本發(fā)明的再一方面涉及制備化合物V的方法，其包括向第三反應裝置中連續(xù)加入 化合物II和伯胺IV進行如下反應，
[0034] 其中R代表C「C1S烷基或C3_(：18環(huán)烷基。
[0035] 在優(yōu)選實施方案中，所述方法包括：
[0036]a)向第三反應裝置中連續(xù)加入化合物II和伯胺IV進行反應；以及
[0037]b)對步驟a)所得反應產(chǎn)物進行固液分離，得到固體和母液，其中母液返回第三反 應裝置。
[0038] 本發(fā)明的再一方面涉及制備化合物VI的方法，其包括向第四反應裝置中連續(xù)加 入化合物V和氯進行如下反應，
[0041] 其中，
[0042]
R代表烷基或C3-Cls環(huán)烷基，且RJPR2獨立地代 表H或氯。
[0043] 在優(yōu)選實施方案中，所述方法包括：
[0044] A)向第四反應裝置中連續(xù)加入化合物V和氯進行反應；以及
[0045] B)對從第四反應裝置溢流出的反應液進行固液分離，得到固體和母液。
[0046]本發(fā)明的其它方面涉及生產(chǎn)3-異噻唑啉酮衍生物的方法，包括連續(xù)進行的以下 四個步驟：
[0047] (1)向第一反應裝置中連續(xù)加入化合物I、硫磺和硫化氫進行反應，得到包含化合 物II和化合物III的第一反應液；
[0048] (2)向第二反應裝置中連續(xù)加入第一反應液和亞硫酸鈉溶液進行反應，得到包含 化合物II的第二反應液；
[0049] (3)向第三反應裝置中連續(xù)加入第二反應液和伯胺IV進行反應，得到化合物V;以 及
[0050] (4)向第四反應裝置中連續(xù)加入化合物V和氯進行反應，得到化合物VI。
[0051] 本發(fā)明再一方面提供生產(chǎn)3-異噻唑啉酮衍生物的方法，其包含將前述各步驟的 方法進行兩種或兩種以上的任意組合。
[0052] 本發(fā)明再一方面提供前述任一方法獲得的產(chǎn)物。
[0053] 采用本發(fā)明的連續(xù)式方法生產(chǎn)3-異噻唑啉酮衍生物，可以減少生產(chǎn)設(shè)備，降低能 耗，簡化操作并提高生產(chǎn)安全性。
[0054] 附圖簡要說明
[0055] 1.圖1所示為本發(fā)明制備化合物II的方法的優(yōu)選實施方案的工藝流程圖。
[0056] 2.圖2所示為本發(fā)明對化合物II和III的混合物進行精制的方法的優(yōu)選實施方 案的工藝流程圖。
[0057] 3.圖3所示為本發(fā)明制備化合物V的方法的優(yōu)選實施方案的工藝流程圖。
[0058]4.圖4所示為本發(fā)明制備化合物VI的方法的優(yōu)選實施方案的工藝流程圖。
[0059] 發(fā)明的詳細說明
[0060] 以下的描述包括某些具體細節(jié)以便透徹理解各種公開的實施方案。然而，相關(guān)領(lǐng) 域技術(shù)人員應當理解，可以無需一種或多種這些具體細節(jié)，或者可以使用其它方法、成分、 材料等實踐實施方案。
[0061] 除非上下文另有要求，在以下的說明書及權(quán)利要求書中，術(shù)語"包含（其對應的英 文單詞為comprise) "及其英文單詞的變化如"comprises"和"comprising"應解釋為開放 式的、包括的含義，即應解釋為"包括，但不限于"。
[0062] 整個說明書中所提及的"一實施方案（oneembodiment) "，或"實施方案（an embodiment) "，或"在另一實施方案中"，或"某些實施方案"，或"在某些實施方案中"是指 與所述實施方案相關(guān)的所描述的具體涉及的特征、結(jié)構(gòu)或者特性被包括在至少一實施方案 中。因此，在整個本說明書中的各個地方出現(xiàn)的短語"在一實施方案中"、"在實施方案中"、 "在另一實施方案中"或者"在某些實施方案中"不必均指相同的實施方案。此外，具體特征、 結(jié)構(gòu)或者特性可以在一種或多種實施方案中以任何適當?shù)姆绞较嘟Y(jié)合。
[0063] 應當注意，如在本說明書和所附的權(quán)利要求書中所用的那樣，單數(shù)形式（其對應 的英文單詞為"a"、"an"、和"the"）包括復數(shù)形式的提及物，除非上下文內(nèi)容明確地另有所 指。因此，例如，含有"具有多個羥基和/或氨基基團的物質(zhì)"的溶劑包括單獨一種具有多 個羥基和/或氨基基團的物質(zhì)，或者兩種或多種具有多個羥基和/或氨基基團的物質(zhì)。還 應當注意，術(shù)語"或"通常以包括"和/或"的含義使用，除非上下文內(nèi)容明確地另有所指。
[0064] 定義
[0065]在本申請中命名的某些化學基團的前面帶有表明該化學基團中碳原子總數(shù)的縮 略記號。例如，C7_C12烷基表示如下定義的具有總數(shù)為7至12個碳原子的烷基基團，而C4_C12 環(huán)烷基烷基表示如下定義的具有總數(shù)為4至12個碳原子的環(huán)烷基烷基基團?？s略記號中 的碳原子總數(shù)不包括所述基團的取代基中可以存在的碳原子。
[0066]如本申請所用至Cn"or"Mn "指烷基、環(huán)烷基基團的環(huán)中的碳原子數(shù)目，其中 "m"和"n"是整數(shù)。即烷基、環(huán)烷基的環(huán)的環(huán)能夠含有"m"至"n"個碳原子。因此，例如 至C4烷基"基團指具有1至4個碳的全部烷基基團，即ch3-、ch3ch2-、ch3ch2ch2-、（CH3)2CH-、CH3CH2CH2CH2-、CH3CH2CH(CH3)_和（CH3)3C-。如果烷基、環(huán)烷基中沒有指定"m"和"n"，那么 就假定這些定義中描述了最大的范圍。
[0067]因此，除非具有明確相反的表示，在說明書和所附的權(quán)利要求書中使用的下列術(shù) 語具有以下的意思：
[0068] 本文使用的術(shù)語"烷基"指任何無支鏈的或支鏈的、取代的或未取代的飽和烴。烷 基部分可以是支鏈的、直鏈的或環(huán)狀的。烷基基團可以有1到18個碳原子（本文中無論何 時出現(xiàn)，例如" 1到18"的數(shù)值范圍是指在該給定范圍內(nèi)的每一個整數(shù)；例如" 1到18個碳 原子"的意思是該烷基基團由1個碳原子、2個碳原子、3個碳原子等、高達并包含18個碳原 子組成，盡管該定義還涵蓋了沒有指明數(shù)字范圍的術(shù)語"烷基"出現(xiàn)的情形）。烷基基團還 可以是具有1到10個碳原子的中等大小的烷基。烷基基團還可以是具有1到6個碳原子 的低級碳烷基。烷基基團可以被指定為的烷基"或做類似的指定。只是作為實例， 的烷基"表示在該烷基鏈中有一至四個碳原子，即該烷基鏈選自甲基、乙基、丙基、異 丙基、正丁基、異丁基、仲丁基和叔丁基。
[0069] 烷基基團可以是取代的或未取代的。當取代時，取代基是一個或多個單獨地和并 獨立地選自取代的或未取代的環(huán)烷基、取代的或未取代的烷氧基、烷硫基、鹵素、羰基、酮 基、硝基、甲硅烷基、三鹵代甲基磺酰基以及包括雙取代的氨基。典型的烷基烴基基團包括 但不限于：甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、叔丁基、戊基、己基、環(huán)丙基、環(huán)丁基、環(huán) 戊基、環(huán)己基等。當一個取代基被描述為"任意地取代"時，該取代基可以被上述取代基中 的一個取代。
[0070] 本文中單獨或者作為基團一部分使用的術(shù)語"環(huán)烷基"指完全飽和（不含雙鍵）的 單環(huán)或多環(huán)烷烴環(huán)體系。當由兩個或多個環(huán)組成時，所述環(huán)可以通過橋聯(lián)方式或螺聯(lián)方式 連接。本申請中的環(huán)烷基基團可以是(： 3至(：18。在某些實施方案中，可以是^至^。。在某 些實施方案中，可以是(：3至(： 6。環(huán)烷基可以是取代的或未取代的。通常的環(huán)烷基基團包括 但不限于環(huán)丙基、環(huán)丁基、環(huán)戊基、環(huán)己基等。如果被取代，除非另有說明，取代基可以是烷 基或選自上述烷基基團的取代基。
[0071] "鹵素"指溴、氯、氟或碘。
[0072] "任意的"或"任意地"意為隨后描述的事件或狀況可以發(fā)生或可以不發(fā)生，且說明 書包括該事件或狀