二苯基型芳族硫醚的制备方法 本发明涉及二苯基型芳族硫醚的制备方法。
更确切地，本发明涉及包括至少两个苯基、其中至少一个苯基携带硫醚基团的链状连接的芳族化合物的制备。
更特别地，本发明涉及4-氯-4’-甲硫基二苯基醚的制备。
当人们希望将官能团引入到二苯基型分子中时，存在的问题是难以将官能团引入到仅仅一个苯环上。
本发明旨在提供一种包括将至少一个硫醚基团引入到这些苯基中一个之上的方法。
现已发现并构成本发明主题的是二苯基型芳族硫醚的制备方法，其特征在于二苯基型芳族化合物的重氮盐与二硫化物型含硫化合物在含水介质中在有效量的偶联催化剂存在下进行反应。
术语“二苯基型芳族硫醚”是指两个苯基彼此连接、其中至少一个苯环携带硫醚官能团的链状连接。
本发明方法的优选变化形式包括使用一种方法来制备硫醚，该方法包括从相应的芳族胺制备重氮盐的过程，然后无需分离，进行与含硫化合物的反应。
根据本发明的方法，二苯基型芳族胺能用作该起始化合物；在第一步中，它被转变成重氮盐。
术语“二苯基型芳族胺”是指两个苯基连接在一起、其中至少一个苯环携带胺官能团的链状连接。
该起始芳族胺能够由通式(I)表示：
在该通式(I)中：●R1表示氢原子或取代基R；●Z表示：
●化学键；
●含有1-4个碳原子的亚烷基或1，1-亚烷基，优选亚甲基或1，1-亚异丙基；
●基团B，它是以下原子或基团：
-O-，-CO-，-COO-，-OOC-，-OCOO-
-S-，-SO-，-SO2-，
在该通式中，R2表示氢原子或含有1-6个碳原子的烷基或苯基。
在通式(I)中，一个或两个苯环能够被取代，意指在二苯基型起始底物中，芳环的5个氢原子中的至少一个能够被不是氢原子的其它原子取代。具体地，它能够是卤素、碳、氧或氮原子。
基团R1表示氢原子或任何其它基团R。
基团R能够具有任何性质，只要它不干扰重氮化反应就行。
能够具体地列举地取代基的非限制性例子在以下给出：
●优选含有1-6个碳原子、更优选1-4个碳原子的线性或支链烷基；
●优选含有2-6个碳原子、更优选2-4个碳原子的线性或支化链烯基；
●优选含有1-4个碳原子、和1-9个卤素原子的线性或支化卤代烷基；
●含有3-7个碳原子的环烷基，优选环己基；
●苯基；
●羟基；
●NO2基团；
●R3-O-烷氧基或R3-S-硫醚基团，其中R3表示含有1-6个碳原子、优选1-4个碳原子的线性或支链烷基，或苯基；
●-N-(R2)2基团，其中基团R2，可以相同或不同，表示氢原子，含有1-6个碳原子、优选1-4个碳原子的线性或支链烷基，或苯基；
●-NH-CO-R2基团，其中基团R2具有以上给出的意义；
●羧基或R2-O-CO-衍生物，其中基团R2具有以上给出的意义；
●酰氧基或芳酰氧基R3-CO-O-，其中基团R3具有以上给出的意义；
●B(OR3)2基团，其中基团R3具有以上给出的意义；
●卤素原子，优选氟原子；
●CF3基团；
●两个基团R能够连接在一起形成在亚烷基中含有1-4个碳原子的亚烷基二氧基，优选亚甲基二氧基或亚乙基二氧基。
能够列举的优选基团R是卤素原子，优选氟、氯或溴原子或卤代烷基，优选全氟烷基；羟基；含有1-6个碳原子、优选1-4个碳原子的烷基或烷氧基；氨基或被含有1-6个碳原子、优选1-4个碳原子的一个或两个烷基取代的氨基。
被优选使用的化合物是符合式(I)的其中R1表示氟原子或氯原子和Z表示氧原子的物质。
根据本发明的方法，在第一步中制备优选具有通式(I)的二苯基型芳族胺的重氮盐。
为此，为了将氨基转变成重氮基团，使起始底物与酸反应。尽管可使用如硫酸之类的酸，但优选使用氢酸型酸以便将氨基以氢卤盐(halohydrate)形式成盐。
因此优选地，优选具有通式(I)的起始底物与盐酸或氢溴酸反应。
酸的用量应使得在H+离子的数目和底物的摩尔数之间的摩尔比是在2.0到2.5范围内，优选在2.0到2.2范围内。
在下一步骤中，通过呈氢卤合盐形式的二苯基型芳族胺与属于NO+的任何来源的重氮化反应物进行反应来制备重氮盐。
因此，可从二氧化氮NO2，三氧化二氮N2O3，四氧化二氮N2O4，一氧化氮NO连同氧化剂如硝酸，二氧化氮或氧气来开始。当该反应物在反应条件下是气体时，它被鼓泡通入介质中。
还可使用亚硝酸，硫酸亚硝酰或亚硝酰基硫酸或亚硝盐，优选碱金属盐，更优选钠盐。
还有可能使用亚硝酸烷基酯，更特别地具有通式(II)的那些：
Ra-ONO (II)
在通式(II)中，Ra表示含有1-12个碳原子、优选1-4个碳原子的线性或支链烷基。
有益地，使用亚硝酸钠。
重氮化反应物的用量能够在大范围内变化。当它以芳族胺/按NO+定义的重氮化反应物的摩尔比表达时，它至少等于化学计量用量，但优选地以可达化学计量用量的120％，优选100％到120％的过量使用。
至于芳族胺底物在反应介质中的浓度，它优选是在0.5-2.5mol/l范围内，更优选大约1mol/l。
胺的氢卤盐是通过起始胺和酸的简单混合来制备。
该反应理想地在50℃到100℃范围内的温度下进行。
然后优选缓慢地分批或连续添加重氮化反应物。
至于重氮化反应的温度，这通常是较低温度，理想地在-10℃到20℃，优选在0℃到10℃范围内。
按照本发明方法，含硫化合物与所获得的重氮盐反应，后者优选具有通式(III)：
在通式(III)中：
●X表示卤素原子X，优选氯或溴原子，HSO4-基团或SO4＝基团；
●R1和Z具有以上给出的意义；
●n等于1或2。
被投入反应中的含硫化合物优选具有以下通式(IV)：
R4-S-S-R5 (IV)
在通式(IV)中：
●R4和R5，可以相同或不同，表示含有1-24个碳原子的烃基，它能够是饱和的或不饱和的线性的或支化的脂肪族无环基团；饱和、不饱和或芳族的单环的或多环的碳环或杂环基团；线性或支化的饱和的或不饱和的携带环状取代基的脂族基团。
用于本发明方法中的含硫化合物具有通式(VI)，其中R4和R5能够具有不同含义。不同的非限制性的实例在下面给出。
对于具有通式(IV)的化合物，R4和R5优选表示饱和的或不饱和的优选含有1-24个碳原子的线性或支化无环脂族基，该基团为饱和的或在链中包含一个或多个不饱和键，通常1至3个不饱和键可以是简单的双链或共轭双键或三键。
更特别地，R4和R5表示线性或支链烷基、链烯基或二烯基，优选含有1到12个碳原子。
R4和R5表示线性或支化卤代烷基，优选含有1-12个碳原子，更优选1-4个碳原子，和3-25个卤素原子。
烃链能够任选地：
●被插入官能化原子或基团；可以引用上述基团B；
●和/或携带下面取代基中的一个：
-OH，-COR3，-COOR2，-CHO，-CN，-NO2，-X，-CF3
其中基团R2，可以相同或不同，和基团R3具有以上给出的意义。
基团R4和R5能够表示卤代烷基，优选全卤代烷基，或卤代链烯基。
在通式(IV)中，该饱和的或不饱和的线性或支化脂肪族无环基团能够任选携带环状取代基。该术语“环”是指饱和的、不饱和的或芳族碳环或杂环的环结构。
该脂肪族无环基团能够通过化学键或通过上述基团B之一键接于环上。
能够想到的环式取代基的例子是脂环族，芳族或杂环族取代基，尤其是在环结构中含有6个碳原子的脂环族取代基或苯取代基，此类环取代基自身任选地携带一个或多个取代基。
能够提及的这类基团的例子尤其是苄基。
在通式(IV)中，R4和R5能够表示单环型碳环基团。环中碳原子数目能够明显地在3到8个碳原子之间变化，但是优选是5或6个碳原子。
该碳环能够是饱和的或在环中包括1个或2个不饱和键，优选1个或2个双键。
能够列举的基团R4和R5的优选例子是环己基或环己烯基。
当R4和R5表示饱和的或不饱和的单环型碳环基团时，该环的一个或多个碳原子可被杂原子(优选氧、氮或硫)或被官能团(优选羰基或酯)取代，得到单环型杂环化合物。环中原子数目能够明显地在3-8个原子范围内变化，优选是5或6个原子。
基团R4和R5还可以是多环型碳环，优选二环，这是指至少两个环具有两个共同的碳原子。对于多环基团，在各环中碳原子数目在3-6的范围内变化：碳原子总数优选是7。
基团R4和R5还可以是多环型杂环，优选二环，这是指至少两个环具有两个共同的碳原子。在这种情况下，在各环中原子数目在3-6的范围内变化，更优选是5或6。
基团R4和R5优选表示芳族碳环基团，尤其是苯环或被以上所定义的原子或基团B分隔开的2个或3个苯环的链状连接体。
作为符合通式(IV)的基团R4和R5的例子，更特别地可以提及苯基。
R4和R5还可以表示多环芳烃基团；这些环能够在它们之间形成邻位-稠合或邻位-或迫位-稠合体系。更特别地，该基团能够是萘基。
在通式(IV)中，R4和R5还可以表示在环结构中包括尤其5或6个原子、其中1或2个是杂原子如氮、硫或氧的芳族杂环基团。
能够列举的杂环基团的说明性例子是四氢呋喃基，四氢噻吩基，吡咯烷基，呋喃基，噻吩基，吡咯基和吡啶基。
R4和R5还可以表示多环芳族杂环基团，它被定义为由在各环中含有至少一个杂原子并在它们彼此之间形成邻位-或邻位-和迫位-稠合体系的至少两个芳族或非芳族杂环组成的基团，或由在它们彼此之间形成邻位-或邻位-和迫位-稠合体系的至少一个芳族或非芳族烃环和至少一个芳族或非芳族杂环组成的基团。
能够列举的多环芳基的例子是：异喹啉基，喹啉基，1，5-二氮杂萘基，苯并呋喃基和吲哚基。
应该指出，如果基团R4和R5包括任何环，该环可携带取代基。取代基的性质无关紧要，只要它不会影响所需产物即可。该取代基与R性质相同。
能够列举的基团R4和R5的优选例子是含有1-4个碳原子的线性或支链烷基，2-羧基乙基，环己基，苯基，苄基，苯甲酰基，吡啶基等。
该方法容易地通过使用多种含硫化合物来进行。
能够提及的二硫化物型含硫化合物的优选例子尤其是：
●二甲基二硫化物；
●二乙基二硫化物；
●二正丙基二硫化物；
●二异丙基二硫化物；
●二正丁基二硫化物；
●二异丁基二硫化物；
●二仲丁基二硫化物；
●二叔丁基二硫化物；
●二异戊基二硫化物；
●二正己基二硫化物；
●二叔庚基二硫化物；
●二正十一烷基二硫化物；
●二硬脂基二硫化物；
●二硫化二烯丙基；
●二环己基二硫；
●二苯二硫；
●二苄二硫
●二苯甲酰二硫；
●二硫基吡啶；
●二巯基乙酸。
在上述化合物中，优选使用在烷基部分含有1-4个碳原子的二烷基二硫化物。
含硫化合物的量应使得该摩尔比优选在1到1.5范围内。
偶联反应是在含水介质中进行。在反应介质中水的存在量一般占芳族胺的100％到500％(重量)。
在一个变化形式中，本发明的方法在于添加一种在反应条件下表现惰性的有机溶剂。
能够列举的有机溶剂的例子是饱和脂肪族单羧酸，更特别地甲酸，乙酸，丙酸，丁酸，异丁酸，戊酸和2-甲基丁酸。
乙酸是优选的饱和脂肪族单羧酸。
还有可能使用溶剂如丙酮或二甲基甲酰胺。
被表示为起始胺的重量的有机溶剂的用量理想地在100％到1000％范围内，优选在200％到500％范围内变化。
在本发明的方法中，优选具有通式(III)的该重氮盐与优选具有通式(IV)的含硫化合物反应：该反应在偶联催化剂存在下进行。
偶联催化剂是包括元素周期表的IIIA，IVA，VA，VIA，VIIA，VIII，IB和IIB族的第4和第5周期中至少一种金属元素的催化剂。
能够列举的优选金属元素是：铜，铁，钴，镍、钯和铂。
这些元素在《法国化学会通报》，n°1(1966)出版的周期表中有定义。
该金属元素还能够以零价金属或无机衍生物如氧化物或氢氧化物的形式提供。有可能使用无机盐，优选硝酸盐，硫酸盐，含氧硫酸盐，卤化物，卤氧化物，硅酸盐，碳酸盐或有机衍生物，优选氰化物，草酸盐，乙酰丙酮化物；醇盐，更优选甲醇盐或乙醇盐；或羧酸盐，更优选乙酸盐。还可使用配合物，尤其该金属和/或碱金属(优选钠或钾，或铵)的含氯或含氰化物的配合物。
能够列举的钯催化剂的更特定的实例尤其是氯化钯(II)，水合硝酸钯(II)，二水合硫酸钯(II)，乙酸钯(II)，四氯铂(II)酸铵，六氯铂(IV)酸钾，和四(三苯基膦)合钯(II)。
能够列举的铂催化剂尤其包括氯化铂(II)，四氯铂酸(II)铵，六氯铂酸(IV)铵，四氯·水合铂酸(IV)钠，六氯·六水合铂酸(IV)钠，六氯铂酸(IV)钾，和六水合氯铂酸。
能够列举的镍或钴催化剂尤其包括氯化镍(II)或溴化镍(II)以及氯化钴(II)或溴化钴(II)。
用于本发明方法的优质催化剂是铜基的。
能够列举的催化剂的例子是铜金属或铜I或铜II的有机或无机化合物。
优选使用基于铜0和I的催化剂。
能够列举的铜化合物的非限制性例子是溴化亚铜，溴化铜，碘化亚铜，氯化亚铜，氯化铜，碱性碳酸铜II，硝酸亚铜，硝酸铜，硫酸亚铜，硫酸铜，亚硫酸亚铜，一氧化二铜，乙酸亚铜，乙酸铜，三氟甲基磺酸铜，氢氧化铜，甲醇铜I，甲醇铜II，和具有结构式ClCuOCH3的甲醇氯合铜。
催化剂的用量，以重氮盐的重量为基准计，一般是在0.1-20摩尔％，优选1％-10％范围内变化。
在优选具有通式(III)的重氮盐和含硫化合物之间的偶联反应理想地是在0℃到120℃范围内，优选在80℃到100℃范围内的温度下进行。
一般而言，该反应是在大气压力下进行，但是更低或更高的压力也是合适的。当反应温度高于反应物和/或产物的沸点时，在自生压力下操作。
在本发明方法的优选变化形式中，本发明的方法是在惰性气体的受控气氛中进行的。可以使用稀有气体，优选氩气氛，但是使用氮气更经济。
该反应继续进行，直至重氮盐完全转变为止。通过使用任何常规的分析技术如气相色谱法或高效液相色谱法监控反应进程。
该反应时间一般较短，大约30分钟到2小时。
从实际考虑，两种反应物可按任何顺序彼此接触。在优选的变化形式中，含硫化合物优选被加入到重氮盐中，随后添加催化剂。
在反应结束后，获得了两相；包括所有形成的盐的水相和除任何过剩反应物之外还包括所需化合物的有机相，所需化合物优选具有通式(VI)：
在通式(VI)中，R1，R4和Z具有以上给出的定义。
所需产物通过使用普通方法从有机相中回收。举例来说，有可能添加有机溶剂，例如异丙基醚或烷烃如甲基环己烷，来萃取所有有机化合物，然后，通过使用常规的分离技术如尤其是蒸馏或从合适溶剂(优选醇，更具体地甲醇或异丙醇)中结晶，从有机相中分离该化合物。
下面给出说明性而非限定性的本发明实施例。
在这些实施例中以下缩写表示：
实施例1
将2.20g(10mmol)4-氯-4’-氨基二苯基醚，8ml水和，在搅拌下，2.33g(23mmol)36％盐酸加入到50ml夹套反应器中。
将它加热至90℃，混合物变均匀。
该温度被保持45分钟，然后它冷却至10℃。
通过使用注射器推进器经过2小时的时间注入0.69g(10mmol)30％亚硝酸钠水溶液。
在50℃将重氮盐滴加到处在100ml反应器中的0.82g二甲基二硫化物和5ml水和31mg铜金属的混合物中。
添加15ml异丙醚。
该反应器被排空，有机相用100ml水和100ml 10％亚硫酸氢钠水溶液洗涤和再次用100ml水洗涤。
该有机相在2毫巴的减压下和在50℃浓缩1小时。
获得了1.38g 4-氯-4’-甲硫基二苯基醚，对应于100％转化率和55％产率RR。
所获得的产物通过从甲醇中结晶来提纯。
实施例2到14
重复以上实施例，改变催化剂的性质。
所形成产物的量通过气相色谱分析法测定。
结果显示在表(I)中。
表(I)实施例编号 催化剂的性质 收率2 CuBr2 63.0％3 CuSO4 62.7％4 CuCl2·2H2O 61.2％5 CuBr 48.9％6 Cu2O 37.3％7 Pd(AcO)2 26.6％8 Pd(PPh3)4 25.5％9 NiBr2 24.6％10 PdCl2 24.4％11 CoCl2·6H2O 20.2％12 Pd/C 18.9％13 MnCl2 14.4％14 AgNO3 10.9％
实施例15
将165g的Cl-Ph-O-Ph-NH2(0.75摩尔)加入到配有温度计、滴液漏斗、其顶部设有氩气贮器(牛羊大肠制的薄膜气球)的冷却器并在剧烈磁力搅拌下保持在惰性气氛中的2.0升三颈烧瓶中。然后添加300ml乙酸。
将该装置加热至80℃，然后缓慢添加82.5g浓盐酸水溶液(37％)。
该反应介质在80℃下搅拌约45分钟。
在搅拌下让温度回到65℃。
然后将2.13g CuCl2加入到反应介质中，随后添加132ml Me2S2。
然后使用滴液漏斗添加NaNO2水溶液(54g在120ml水中的溶液)。
当不再有气体释放时，让温度回到室温和反应介质用360ml水稀释。出现两相。
添加500ml甲基环己烷和分离两相。
水相再次用甲基环己烷(500ml)萃取。
在蒸发掉甲基环己烷之后，回收242g棕色油。粗产物经过重结晶，得到124g白里透红的晶体(产率：66％；纯度：97.2％，由气相色谱法测定；和MP＝56.0℃)。
可以进行第二次重结晶。