[发明专利]氮硫杂环酮化合物的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及氮硫杂环酮化合物的一种制备方法，更具体讲是一种2-硫-5-氮杂环戊酮类化合物的制备方法。

背景技术

2-硫-5-氮杂环戊酮类化合物是一种在医药、农业、轻化工等领域中使用的重要化学品中间体。其制备方法有多种，如沈德隆等人报道的“氧化法合成噻唑烷酮”（现代农药，2003,2(3):11-12），以及包括JP 62-84067，JP96-21398，JP.78-111062，CN101880262A和CN1403447A等在内的专利文献报道的相关方法。这些方法中，有的因反应条件过分苛刻，有的则原料很难获得，难以实现产业化，因而不易得到廉价、优质的大量产品。其中，CN1403447A报道的以2-硫-5-氮杂环戊硫酮为原料与环氧乙烷反应得到2-硫-5-氮杂环戊酮具有满意的收率及良好的质量，多年来已实现百吨以上产量，具有较好的经济价值，但其仍存在的主要问题，是产生的环硫乙烷极易聚合，生成聚环硫乙烷化合物。在尚未找到其使用价值前，该聚合物将形成很大环境保护的压力。因而，寻找一种能保持良好质量，环境友好的新合成方法已有必要。

研究可知，在各种合成方法中，最直接的合成方式应是用氨基乙硫醇（H₂NCH₂CH₂SH）与包括如光气（ClCOCl）、碳氧化硫（COS）、氯甲酸甲酯（ClCOOCH₃），一氧化碳（CO）、尿素（NH₂CONH₂）等一碳试剂进行环合后得到，反应中的除酸剂或催化剂可以使用如氢氧化钠/钾等，或者是在加压条件下进行环合，反应通式如下，式中的R、R₁可独立选自H或-CH₃，X为COCl₂、COS等一碳试剂：

理论上，用光气与氨基乙硫醇进行环合时，若使用氢氧化钠为除酸剂，反应后除生成2-硫-5-氮杂环戊酮类化合物的产品外只有氯化钠，不存在环境污染。但在反应过程中，由于氨基乙硫醇原料中的氨基和巯基均可与光气的酰氯反应，且光气又是双功能基，因而会发生多种不同形式的反应，例如，可能不发生所需的环合反应，或是同时还进行直链式反应，然后再发生聚合等。例如：

，

导致了产品收率降低及产品质量低劣。即使以三光气及盐酸氨基乙硫醇在强碱性下反应，也不可避免地产生此类聚合物。

发明内容

    鉴于此，本发明提供了一种制备氮硫杂环酮化合物，具体讲是2-硫-5-氮杂环戊酮类化合物的新方法，可以满意地解决目前存在的上述问题。

    本发明氮硫杂环酮化合物的制备方法，以2-氨基乙硫醇的多元酸盐为原料，在pH4.5~6条件下，与一碳试剂进行环合反应，得到2-硫-5-氮杂环戊酮类化合物产物，所说的多元酸为可被取代而形成盐的[H⁺]数≥2的无机多元酸或有机多元羧酸；一碳试剂为包括前述的光气（ClCOCl）或是其二聚物或三聚物形式的双光气或三光气、氯甲酸甲酯（ClCOOCH₃），尿素（NH₂CONH₂）等碳酰类化合物，以及碳氧化硫或一氧化碳等，其中优选的一碳试剂是更为安全、方便的碳酸双（三氯甲）酯。

上述制备方法中所说可被取代而形成盐的[H⁺]数≥2的多元无机酸优选为磷酸；所说可被取代而形成盐的[H⁺]数≥2的有机多元酸优选为酒石酸或枸橼酸。

经本申请发明人的深入研究发现，在2-氨基乙硫醇与一碳试剂进行的环合反应中，反应体系的强碱性是形成所说副反应的关键，因此要避免上述副反应，控制反应体系的适宜碱性环境并使其在反应过程中保持稳定致关重要。

按传统方式采用氨基乙硫醇盐酸盐作为原料进行反应，以人工或仪器实时控制和调节反应体系的pH，通常都难以实现这一目的。而由基本化学知识可知，由二元或更多元酸的盐构成的缓冲对形成的缓冲体系，则可以达到使体系的pH值在一定范围内不随体系中成分的变化而改变，能始终保持恒定。本发明的制备方法即据此设计，采用由氨基乙硫醇的二元或更多元酸的盐作为原料，在以常用的酸/碱试剂调节至反应所需的pH环境下进行反应，反应中过程产生的不同二元或多元酸盐组成的缓冲对，可以使反应环境形成为相应的缓冲体系，达到使反应体系的pH不随反应物料的变化而改变，使反应能始终保持在较恒定的pH环境下进行的目的，从而满意地解决了传统方法所面临的上述难题。