[發明專利]一種2-硝基-4-甲砜基苯甲酸的合成方法

在審

• 申請號: 201310233720.8
• 申請日: 2013-06-14
• 公開（公告）號: CN103274974A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 鄒小毛;單鵬程;劉俊;黃純;楊亞喆;王鑫;傅翠蓉
• 申請（專利權）人: 南開大學
• 主分類號: C07C317/44
• 分類號: C07C317/44;C07C315/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于有機合成領域，具體地說是涉及一種2-硝基-4-甲砜基苯甲酸的新的合成方法。

背景技術

2-硝基-4-甲砜基苯甲酸簡稱NMSBA，是一種廣泛用于醫藥，農藥的重要中間體，特別是合成甲基磺草酮的一種重要中間體，其結構式如下所示：

甲基磺草酮(又名硝磺草酮)是瑞士先正達公司于上世紀70年代中期研發的內吸、選擇性、芽前或芽后玉米田專用除草劑，它以殺草譜廣、活性高、可混性強、毒性低、對環境友好、對后茬作物安全、使用靈活等特點在國外已取得相當大的成功，而國內的合成工藝仍不成熟，此外甲基磺草酮在中國的行政保護期已于2012年8月到期，其優良的防除玉米田雜草的效果和豐碩的經濟效益強烈吸引我國眾多生產企業的關注。因此2-硝基-4-甲砜基苯甲酸的合成工藝研究具有廣泛的應用前景。

目前國內外主要采用對甲苯磺酰氯經甲基化、硝化步驟合成2-硝基-4-甲砜基甲苯作為前體，通過氧化反應來合成2-硝基-4-甲砜基苯甲酸，如下式所示：

這種合成方法廣泛見于國內外專利中，但是，該合成方法對于工業化生產存在較多問題。比如：美國專利US5591890介紹的以鈷鹽催化下的空氣氧化法，但是此種方法存在金屬廢水的污染問題，同時生產效率低，僅有70％左右的收率。美國專利US5424481介紹的以五氧化二釩作為催化劑的硝酸氧化法，這種方法是目前工業生產普遍使用的，但是此種方法存在嚴重的氮氧化物污染，廢酸溶液處理困難，劇毒化學品五氧化二釩的使用等問題，造成工業三廢量大，操作危險等問題。世界專利WO2004058698報道了使用雙氧水的氧化方法，此種方法雙氧水的用量是原料量的近30倍，硫酸用量將是原料量的近20倍，這就造成了廢水大、生產效率低下、生產成本高的問題。世界專利WO2007099450報道了在金屬釩鹽，金屬鈰鹽催化下的雙氧水作為氧化試劑的方法，雖然有效減少了雙氧水的用量，除了金屬鹽廢水的污染問題外其收率也大大降低，僅為40％左右。此外，關于2-硝基-4-甲砜基苯甲酸的合成，中國專利也有大量報道，比如中國專利CN101177369報道的五氧化二釩催化下的臭氧-硝酸氧化法，此種方法仍無法避免酸性廢水及氮氧化物的三廢污染等問題。中國專利CN101503383介紹了使用發煙硫酸與雙氧水制成過硫酸作為氧化試劑，雖一定程度上改善了雙氧水的氧化效率，但70％的硫酸作為溶劑套用仍存在廢酸的污染問題，同時過硫酸的制備增加了其操作的復雜性，生產成本大，純度低。中國專利CN101921215報道的硝酸氧化法，大量廢酸水的產生，重鉻酸鉀，高錳酸鉀的使用等，帶來的污染問題更為嚴重，中國專利CN102584650介紹了CuO/Al₂O₃載體催化的雙氧水氧化法，其中催化劑的制備，無疑增加了其生產成本，且該種方法在扣除回收的原料之外，收率只能做到79％左右，生產效率低。分析各種方法我們發現，其均存在一些問題，比如：使用硝酸作為氧化試劑，反應劇烈，易產生副反應，并有大量氮氧化合物產生，嚴重污染空氣；使用硫酸作為反應介質，大量酸性廢水的產生，嚴重污染環境；催化劑的大量使用，易造成再次污染；重金屬鹽的使用，重金屬廢液的產生，污染環境；操作復雜等弊端。因此，高效，節能，環保，安全的2-硝基-4-甲砜基苯甲酸生產工藝成為近年來研究的熱點。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的缺陷，通過重新設計合成路線，以2-硝基4-甲砜基鹵代甲苯作為反應前體，提供一種高效，節能，環保，安全，易于實現大規模工業生產的2-硝基-4-甲砜基苯甲酸新的合成方法。合成路線如下所示：

本發明所涉及的2-硝基-4-甲砜基苯甲酸的合成方法是以對甲苯磺酰氯為原料，經過甲基化，鹵代，硝化，氧化步驟制得。現將分步驟簡述如下：

鹵代步驟中，當X＝Cl時，氯化試劑可以選擇為Cl₂、NCS(N-氯代丁二酰亞胺)、SO₂Cl₂等，溶劑為四氯化碳，氯苯，1，2-二氯苯等。當X＝Br時，溴化試劑可以為Br₂、NBS(N-溴代丁二酰亞胺)、KBr/KBrO₃、NaBr/NaBrO₃、NaBrO₃/NaHSO₃、HBr/H₂O₂，BBr₃等，溶劑可以選擇為二氯甲烷，三氯甲烷，乙酸乙酯，丙酮，乙醇，甲醇，乙醚，乙腈，1，4-二氧六環等。