CN116283820A - 3-卤代-1,2-苯并异噻唑的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及精细化工技术领域，具体提供一种3‑卤代‑1,2‑苯并异噻唑的制备方法，旨在解决现有技术中直接通过浓缩蒸馏的方式提纯3‑氯‑1,2‑苯并异噻唑存在的腐蚀反应设备、生产条件恶劣等问题。为此目的，本发明的制备方法包括：S1：使1,2‑苯并异噻唑‑3‑酮、亚硫酰卤、极性非质子溶剂、以及非极性溶剂在预设条件下发生反应，得到包含3‑卤代‑1,2‑苯并异噻唑的混合物；S2：将包含3‑卤代‑1,2‑苯并异噻唑的混合物冷却至‑10～40℃后静置分层，得到非油相和油相；S3：S2中的油相经水洗、蒸馏后得到3‑卤代‑1,2‑苯并异噻唑和非极性溶剂。本发明通过控制原料比例、反应后降温分层，油相通过先水洗后蒸馏的方式来提纯目标产品，从而能够有效改善生产条件。
Description
技术领域
本发明涉及精细化工技术领域，具体提供一种3-卤代-1,2-苯并异噻唑的制备方法。
背景技术
目前，可以通过1,2-苯并异噻唑-3-酮类、二甲基甲酰胺、以及亚硫酰氯在溶剂中反应能够得到3-氯-1,2-苯并异噻唑。不过，该反应的活性不高，反应过程中需要用到较多的二甲基甲酰胺。并且，通过上述反应得到的通常是包括二甲基甲酰胺、溶剂、剩余的亚硫酰氯以及反应的副产品(如氯化氢、二氧化硫等)的混合物。对于该混合物，目前通常是直接通过浓缩蒸馏的方式来提纯混合物中的3-氯-1,2-苯并异噻唑。不过，由于混合物中含有大量的二甲基甲酰胺、副反应产生的氯化氢和二氧化硫等强酸性物质，在浓缩蒸馏过程中会腐蚀反应设备，生产条件比较恶劣。
相应地，本领域需要一种新的技术方案来解决上述问题。
发明内容
本发明旨在解决上述技术问题，即，解决现有技术中直接通过浓缩蒸馏的方式提纯3-氯-1,2-苯并异噻唑存在的腐蚀反应设备、生产条件恶劣等问题。
本发明提供了一种3-卤代-1,2-苯并异噻唑的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
S1：使1,2-苯并异噻唑-3-酮、亚硫酰卤、极性非质子溶剂、以及非极性溶剂在预设条件下发生反应，得到包含3-卤代-1,2-苯并异噻唑的混合物，其中，1,2-苯并异噻唑-3-酮与亚硫酰卤的摩尔比为第一摩尔比，所述第一摩尔比的范围为1:1.6～1:1.2，1,2-苯并异噻唑-3-酮:极性非质子溶剂:非极性溶剂的摩尔比为1:(1.2～4):(1.5～8)；
S2：将包含3-卤代-1,2-苯并异噻唑的混合物冷却至-10～40℃后静置分层，得到非油相和油相；
S3：所述S2中的油相经水洗、蒸馏后得到3-卤代-1,2-苯并异噻唑和非极性溶剂。
在采用上述技术方案的情况下，通过对各原料比例的控制，使得在反应得到包含3-卤代-1,2-苯并异噻唑的混合物之后将混合物降温、静置之后就能够分成油相和非油相两层，然后对油相进行水洗、蒸馏得到最终产品3-卤代-1,2-苯并异噻唑。由于副产物氯化氢和二氧化硫通常会进入到非油相中，油相中的氯化氢和二氧化硫非常少，那么在对油相进行水洗时仅需少量的水就能够将油相中的氯化氢和二氧化硫基本洗掉，这样在对油相进行蒸馏时也就不会腐蚀设备，也不会产生刺激性气体，改善了生产条件。同时，由于仅需对油相进行水洗，水洗过程中产生的废水量也较少，废水处理压力也不会很大，所需的处理成本也较低。
在上述制备方法的优选技术方案中，所述制备方法还包括如下步骤：
S4：向所述S2中的非油相添加预设量的极性非质子溶剂得到包含极性非质子溶剂的混合物；
S5：用所述S4中包含极性非质子溶剂的混合物替代所述S1中的极性非质子溶剂，使其与1,2-苯并异噻唑-3-酮、亚硫酰卤以及非极性溶剂在所述S1中的所述预设条件下发生反应，得到新的包含3-卤代-1,2-苯并异噻唑的混合物，其中，1,2-苯并异噻唑-3-酮与亚硫酰卤的摩尔比为第二摩尔比，所述第二摩尔比的范围为1:1.6～1:1.2，1,2-苯并异噻唑-3-酮与非极性溶剂的摩尔比为1:(1.5～8)；
S6：循环所述S2至所述S5。
在采用上述技术方案的情况下，通过在非油相中增加少量的极性非质子溶剂的方式来替代原有反应过程中所需添加的大量的极性非质子溶剂，充分利用非油相中残留的1,2-苯并异噻唑-3-酮、亚硫酰卤、以及极性非质子溶剂，尤其是极性非质子溶剂，这样也就能够有效减少极性非质子溶剂的用量，有效避免有效原料浪费，进而也就能够大大降低生产成本。
在上述制备方法的优选技术方案中，所述S4中添加的极性非质子溶剂的预设量为所述S1中极性非质子溶剂的量的5％～10％。
在采用上述技术方案的情况下，只需额外添加少量的极性非质子溶剂，就能够替代原本需要的大量的极性非质子溶剂，与1,2-苯并异噻唑-3-酮、亚硫酰卤以及非极性溶剂充分发生反应得到目标产品3-卤代-1,2-苯并异噻唑，从而能够大大减少极性非质子溶剂的使用量，提高极性非质子溶剂的利用效率，降低企业的生产成本。
在上述制备方法的优选技术方案中，所述第一摩尔比大于所述第二摩尔比；并且/或者
所述S6中所述S2至所述S5的循环次数大于或等于5次。
这样通过数次循环上述S2至S5，从而能够更加充分地利用非油相中的极性非质子溶剂，更好地提高极性非质子溶剂的利用效率，更有利于避免有效原料的浪费。
在上述制备方法的优选技术方案中，所述S1中的所述预设条件中的反应温度的范围为65-120℃、反应时间为2～6小时。
在上述制备方法的优选技术方案中，所述S1中的反应温度的范围为75-100℃、反应时间为3～4小时。
通过使1,2-苯并异噻唑-3-酮、亚硫酰卤、极性非质子溶剂、以及非极性溶剂在75-100℃下反应3～4小时，能够获得较高的反应效率，进而获得较高的3-卤代-1,2-苯并异噻唑的收率。
在上述制备方法的优选技术方案中，所述非极性溶剂为甲苯、氯苯、邻二氯苯、苯、间二氯苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、二氯乙烷、氯丁烷、溴丁烷、戊烷中的至少一种。
在上述制备方法的优选技术方案中，所述非极性溶剂为氯苯、二氯苯或者甲苯。
在上述制备方法的优选技术方案中，所述极性非质子溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮和六甲基磷酰三胺中的至少一种。
在上述制备方法的优选技术方案中，所述极性非质子溶剂为二甲基甲酰胺。
附图说明
下面结合附图来描述本发明的优选实施方式，附图中：
图1是本发明的一种实施例的制备3-卤代-1,2-苯并异噻唑的方法的流程图；
图2是本发明的具体实施例1中第一次反应得到的目标产品的液相色谱图谱；
图3是本发明的具体实施例1中第二次反应得到的目标产品的液相色谱图谱；
图4是本发明的对比例1中反应得到的目标产品的液相色谱图谱。
具体实施方式
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。
目前，利用1,2-苯并异噻唑-3-酮类、二甲基甲酰胺、以及亚硫酰氯制备3-氯-1,2-苯并异噻唑的过程中会产生大量的废水，后续处理成本高。为此，本发明通过使1,2-苯并异噻唑-3-酮、亚硫酰卤、极性非质子溶剂、以及非极性溶剂反应后生成的混合物静置分层，仅需对油相进行水洗、蒸馏就能够得到目标产品3-卤代-1,2-苯并异噻唑，大大减少了所产生的废水量，降低了后续处理成本，减少了极性非质子溶剂的使用量。
本发明中，以1,2-苯并异噻唑-3-酮、亚硫酰卤、极性非质子溶剂、以及非极性溶剂为原料来制备3-卤代-1,2-苯并异噻唑。下面结合图1来阐述制备3-卤代-1,2-苯并异噻唑的的步骤：
S1：使1,2-苯并异噻唑-3-酮、亚硫酰卤、极性非质子溶剂、以及非极性溶剂在预设条件下发生反应，得到包含3-卤代-1,2-苯并异噻唑的混合物，其中，1,2-苯并异噻唑-3-酮与亚硫酰卤的摩尔比为第一摩尔比，第一摩尔比的范围均为1:1.6～1:1.2，1,2-苯并异噻唑-3-酮:极性非质子溶剂:非极性溶剂的摩尔比为1:(1.2～4):(1.5～8)。
本实施例中，1,2-苯并异噻唑-3-酮的化学式(1)为：
其中，R1表示氢原子、碳原子数1～4的烷基、碳原子数1～4的烷氧基、碳原子数2～5的烷氧基羰基、硝基或卤素原子。
3-卤代-1,2-苯并异噻唑的化学式(2)为：
其中，R1表示与前述化学式(1)中的R1相同的基团，X表示卤素原子。
在一种可能的实施方式中，S1中的预设条件通常包括反应温度和反应时间，其中，反应温度的范围为65-120℃，反应时间的范围为2～6小时。
优选地，反应温度的范围为75-100℃，在该温度范围内，上述各原料能够更加充分地参与反应，反应活性更好、反应效率更高，目标产品3-卤代-1,2-苯并异噻唑的收率更高。
优选地，反应时间的范围为3～4小时，在该反应时间内，上述各原料能够充分地参与反应，能够生成较多的3-卤代-1,2-苯并异噻唑，获得较高的收率。
S2：将包含3-卤代-1,2-苯并异噻唑的混合物冷却至-10～40℃后静置分层，得到非油相和油相。
S3：S2中的油相经水洗、蒸馏后得到3-卤代-1,2-苯并异噻唑和所述非极性溶剂。
现有技术中，在1,2-苯并异噻唑-3-酮、亚硫酰卤、极性非质子溶剂以及非极性溶剂发生反应得到包含3-卤代-1,2-苯并异噻唑的混合物之后，通常是直接对该混合物进行浓缩蒸馏，以便提纯3-卤代-1,2-苯并异噻唑。不过，由于混合物中包含有大量的极性非质子溶剂、副产物氯化氢和二氧化硫，氯化氢和二氧化硫是强酸性物质，在浓缩蒸馏过程中会腐蚀反应设备，生产条件比较恶劣。为此，本发明通过控制各原料的比例和反应条件(具体比例请见下文陈述)，使得S1中的反应生成的包含3-卤代-1,2-苯并异噻唑的混合物在冷却至-10～40℃时静置后会自动分层，形成位于上层的油相和位于下层的非油相，然后通过分液的方式(例如利用分液漏斗进行分液等)将油相和非油相分开，油相中主要包括3-卤代-1,2-苯并异噻唑和非极性溶剂，非油相中主要包括未反应的极性非质子溶剂和亚硫酰卤、以及反应过程中发生副反应生成的氯化氢和二氧化硫等。
油相中也还会有少量的极性非质子溶剂。同时，还会有部分氯化氢和二氧化硫进入到油相中，虽然不多，但还是会对设备和生产条件产生影响。为此，本发明在蒸馏油相之前，先用少量的水对油相进行水洗，每次水洗完毕后，静置、分层，得到新的油相和水相，由于氯化氢、二氧化硫以及极性非质子溶剂在水中的溶解度更高，这样也就能够有效降低油相中的氯化氢、二氧化硫以及极性非质子溶剂的含量。经过水洗之后，能够将绝大部分的极性非质子溶剂、氯化氢以及二氧化硫洗到水中，这样在后续蒸馏油相时，也就不会有氯化氢和二氧化硫来腐蚀反应设备，改善了生产条件。水洗过程中得到的水相中主要包括氯化氢和二氧化硫，作为生产过程产生的废水进行处理。
优选地，将S2中得到的油相水洗三次之后，得到的新的油相中基本上只包括3-卤代-1,2-苯并异噻唑和非极性溶剂，并且呈弱酸性，有利于后续蒸馏处理，蒸馏处理过程中基本上不会对反应设备造成腐蚀，很好地改善了生产条件。同时，三次水洗产生的废水也较少。
在一种可能的实施方式中，在对油相进行蒸馏时采用减压蒸馏的方式进行蒸馏。具体而言，减压蒸馏过程中，真空度为-0.09MPa-0.095MPa，非极性溶剂的沸点与3-卤代-1,2-苯并异噻唑的沸点不同，分别属于不同温度段的馏分。以非极性溶剂为氯苯、3-卤代-1,2-苯并异噻唑为3-氯-1,2-苯并异噻为例，在真空度为-0.095MPa的条件下进行蒸馏，80℃-132℃之间的馏分为氯苯、135-165℃之间的馏分为3-氯-1,2-苯并异噻。需要说明，减压蒸馏过程中得到的氯苯可以用作S1中的非极性溶剂。
S4：向S2中的非油相添加预设量的极性非质子溶剂得到包含极性非质子溶剂的混合物。
S2中得到的非油相中主要包括未反应的极性非质子溶剂和亚硫酰卤、以及反应过程中发生副反应生成的氯化氢和二氧化硫，向该非油相中添加预设量的极性非质子溶剂，这样得到的混合物中也就含有较多的极性非质子溶剂。需要说明，该预设量远小于S1中所需的极性非质子溶剂的量。
S5：用S4中包含极性非质子溶剂的混合物替代S1中的极性非质子溶剂，使1,2-苯并异噻唑-3-酮、亚硫酰卤、包含极性非质子溶剂的混合物、以及非极性溶剂在S1中的预设条件下发生反应，得到新的包含3-卤代-1,2-苯并异噻唑的混合物。其中，1,2-苯并异噻唑-3-酮与亚硫酰卤的摩尔比为第二摩尔比，第二摩尔比的范围均为1:1.6～1:1.2，1,2-苯并异噻唑-3-酮与极性非质子溶剂的摩尔比不变。
S5中的预设条件(反应温度和反应时间)与S1中的预设条件相同，仅仅改变了极性非质子溶剂的来源以及1,2-苯并异噻唑-3-酮与亚硫酰卤的摩尔比。也就是说，S5中利用添加了少量极性非质子溶剂的S2中的非油相替代了原本所需的大量的极性非质子溶剂，这样充分利用非油相中残留的1,2-苯并异噻唑-3-酮、亚硫酰卤、以及极性非质子溶剂，尤其是极性非质子溶剂，无需如S1中添加大量的极性非质子溶剂，从而能够有效减少极性非质子溶剂的用量，避免有效原料浪费，进而也就能够大大降低生产成本。需要说明，S5中反应时所需要的非极性溶剂可以全部或者部分为S3中蒸馏后得到的非极性溶剂，充分利用。
S6：循环S2至S5。
在S5中反应得到新的包含3-卤代-1,2-苯并异噻唑的混合物之后，循环S2至S5。也就是说，将S5中得到的新的混合物冷却至-10～40℃，然后静置分层，得到新的非油相和新的油相。新的油相经水洗、蒸馏后得到3-卤代-1,2-苯并异噻唑和非极性溶剂。向新的非油相中再添加适量的极性非质子溶剂，形成的混合物与1,2-苯并异噻唑-3-酮、亚硫酰卤以及非极性溶剂再次反应得到新的包含3-卤代-1,2-苯并异噻唑的混合物。如此往复数次，从而能够更加充分地利用残留在非油相中的极性非质子溶剂，降低极性非质子溶剂的用量，降低生产成本。
优选地，上述S2至S5的循环次数大于或等于5次时，能够更加充分地利用非油相中的极性非质子溶剂，更好地提高极性非质子溶剂的利用效率，更有利于避免有效原料的浪费，降低生产成本。显然，上述S2至S5的循环次数也可以小于5次。
在一种可能的实施方式中，上述S4中添加的极性非质子溶剂的预设量为S1中极性非质子溶剂的量的5％～10％。这样仅需额外添加少量的极性非质子溶剂，就能够与1,2-苯并异噻唑-3-酮、亚硫酰卤以及非极性溶剂充分发生反应得到目标产品3-卤代-1,2-苯并异噻唑。并且，在仅仅只新增少量的极性非质子溶剂的情形下，反应得到的3-卤代-1,2-苯并异噻唑的收率还略高于直接以极性非质子溶剂作为原料时的收率(具体请见下文具体实施例1-6)，这也就说明S2中的非油相中的极性非质子溶剂得到了充分的利用，从而也就能够大大减少极性非质子溶剂的使用量，提高极性非质子溶剂的利用效率，降低企业的生产成本。
需要说明的是，S4中添加的极性非质子溶剂的预设量也可以是极性非质子溶剂的量的3％、4％等更少的量、或者是13％、18％等其他更多的量。
在一种可能的实施方式中，S1中1,2-苯并异噻唑-3-酮:极性非质子溶剂:非极性溶剂的摩尔比为1:(1.2～4):(1.5～8)。S1中1,2-苯并异噻唑-3-酮与亚硫酰卤的第一摩尔比和S5中的第二摩尔比的范围均为1:1.6～1:1.2，S5中的1,2-苯并异噻唑-3-酮:非极性溶剂的摩尔比仍然为1:(1.5～8)。在这样的原料比例下，S1和S5中的1,2-苯并异噻唑-3-酮、亚硫酰卤、极性非质子溶剂、以及非极性溶剂在发生反应后得到的包含3-卤代-1,2-苯并异噻唑的混合物在冷却降温至-10～40℃之后，通过静置的方式就能够实现分层，形成非油相和油相。这是因为，发明人发现，在上述原料比例、上述反应条件下反应之后的混合物在冷却至-10～40℃时，会有部分副产物氯化氢和二氧化硫与呈弱碱性的极性非质子溶剂(例如二甲基甲酰胺等)发生反应，生成了强酸弱碱盐，达到了一个酸碱平衡。这样也就会使极性非质子溶剂、亚硫酰卤、以及氯化氢和二氧化硫会形成一个新相，即非油相，不再与非极性溶剂和3-卤代-1,2-苯并异噻唑混溶，这样也就形成了两个彼此不互溶的相，实现了分层。也就是说，本发明通过对原料的比例的控制，使得上述S1和S5中反应得到的混合物在降温至-10～40℃之后，通过静置就能够上下分层，使主要目标产物3-卤代-1,2-苯并异噻唑与未反应的原料和反应副产物分离开来，这样也就能够降低后续需要水洗、蒸馏的油相的处理量，简化生产工艺。
在S5中用添加了极性非质子溶剂的非油相替代S1中原有的极性非质子溶剂、并发生如S1中的反应时，由于反应温度远高于上述冷却温度-10～40℃，上述酸碱平衡被破坏，极性非质子溶剂与氯化氢和二氧化硫解离、并作为原料参与反应。反应过程中会生成新的氯化氢和二氧化硫，在反应完成后、降温至-10℃～40℃时，氯化氢和二氧化硫会再次与呈弱碱性的极性非质子溶剂(例如二甲基甲酰胺等)发生反应，达到酸碱平衡，进而形成两个相。
在一种可能的实施方式中，第一摩尔比小于或等于第二摩尔比，也就是说，在原料1,2-苯并异噻唑-3-酮的量相同、且得到的目标产品的量相同时，与S1相比，S5中所需的亚硫酰卤的量可以更少一些(具体请见下文具体实施例1-6)，这也能够说明S2中的非油相中也含有亚硫酰卤、并且在S5中被重复利用，这样也就实现了对非油相中的亚硫酰卤的回收利用，减少了原料亚硫酰卤的消耗，提高了原料利用率。显然，第一摩尔比也可以大于第二摩尔比。
在一种可能的实施方式中，非极性溶剂为甲苯、氯苯、邻二氯苯、苯、间二氯苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、二氯乙烷、氯丁烷、溴丁烷、戊烷中的至少一种。
优选地，非极性溶剂为氯苯、二氯苯或者甲苯。
在一种可能的实施方式中，极性非质子溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮和六甲基磷酰三胺中的至少一种。
优选地，极性非质子溶剂为二甲基甲酰胺。
在本实施例中，3-卤代-1,2-苯并异噻唑的化学式(2)中的卤素原子X可以是氟原子、氯原子、溴原子等。
下面以化学式(2)中的X为氯原子、重复步骤S2至S5一次为例来列举相应的实施例来具体阐述本发明的制备方法的可能的实现方式。相应地，X为氯原子时，亚硫酰卤为亚硫酰氯。
实施例1
向0.66mol的1,2-苯并异噻唑-3-酮(简称BIT)中加入2.665mol的氯苯、1.09mol的二甲基甲酰胺(简称DMF)，将混合物升温至75℃，然后缓慢滴入0.92mol的亚硫酰氯。在滴加亚硫酰氯的过程中，控制温度75-80℃之间。滴加完成后，控制温度在80～85℃之间，BIT、氯苯、DMF、亚硫酰氯发生反应4h之后，冷却至20℃左右，然后静置、分层。
向上层油相加入50g的水进行水洗，然后静置、分层，得到的油相继续水洗两次，每次用水量为50g。将经过3次水洗的油相进行减压蒸馏，减压蒸馏过程中真空度为-0.095MPa，分别得到氯苯和目标产品3-氯-1,2-苯并异噻两个馏分，其中，目标产品3-氯-1,2-苯并异噻有99g，通过液相色谱分析确定该3-氯-1,2-苯并异噻的纯度为99.36％。
向下层非油相中加入0.109mol DMF，使其与0.66mol的BIT、2.665mol的氯苯、0.85mol的亚硫酰氯发生反应，各原料的加入方式与前述相同，得到新的包含3-氯-1,2-苯并异噻的混合物。将该新的混合物冷却至20℃左右，然后静置、分层。得到的上层油相与前述的上层油相的处理过程大致相似、处理条件相同，经3次水洗后进行减压蒸馏，能够得到103g的目标产品3-氯-1,2-苯并异噻，通过液相色谱分析确定该3-氯-1,2-苯并异噻的纯度为98.92％。
对比例1
向0.66mol的1,2-苯并异噻唑-3-酮(简称BIT)中加入2.665mol的氯苯、1.09mol的二甲基甲酰胺(简称DMF)，将混合物升温至75℃，然后缓慢滴入0.92mol的亚硫酰氯。在滴加亚硫酰氯的过程中，控制温度75-80℃之间。滴加完成后，控制温度在80～85℃之间，BIT、氯苯、DMF、亚硫酰氯发生反应4h之后，向混合物中加入400g的水进行水洗，然后静置、分层，得到的油相继续水洗两次，每次用水量为400g。将经过3次水洗的油相进行减压蒸馏，减压蒸馏过程中真空度为-0.095MPa，分别得到氯苯和目标产品3-氯-1,2-苯并异噻两个馏分，能够得到90g的目标产品3-氯-1,2-苯并异噻，通过液相色谱分析确定该3-氯-1,2-苯并异噻的纯度为98.42％。
实施例2
向0.66mol的1,2-苯并异噻唑-3-酮(简称BIT)中加入1.36mol的二氯苯、1.09mol的二甲基甲酰胺(简称DMF)，将混合物升温至75℃，然后缓慢滴入0.92mol的亚硫酰氯。在滴加亚硫酰氯的过程中，控制温度75-80℃之间。滴加完成后，控制温度在80～85℃之间，BIT、氯苯、DMF、亚硫酰氯发生反应4h之后，冷却至20℃左右。然后静置、分层。
向上层油相加入50g的水进行水洗，然后静置、分层，得到的油相继续水洗两次，每次用水量为50g。将经过3次水洗的油相进行减压蒸馏，减压蒸馏过程中真空度为-0.095MPa，分别得到二氯苯和目标产品3-氯-1,2-苯并异噻两个馏分，其中，目标产品3-氯-1,2-苯并异噻有95g，通过液相色谱分析确定该3-氯-1,2-苯并异噻的纯度为99.4％。
向下层非油相中加入0.109mol DMF，使其与0.66mol的BIT、1.36mol的二氯苯、0.85mol的亚硫酰氯发生反应，各原料的加入方式与前述相同，得到新的包含3-氯-1,2-苯并异噻的混合物。将该新的混合物冷却至20℃左右，然后静置、分层。得到的上层油相与前述的上层油相的处理过程大致相似、处理条件相同，经3次水洗后进行减压蒸馏，能够得到105g的目标产品3-氯-1,2-苯并异噻，通过液相色谱分析确定该3-氯-1,2-苯并异噻的纯度为99.1％。
对比例2
向0.66mol的1,2-苯并异噻唑-3-酮(简称BIT)中加入1.36mol的二氯苯、1.09mol的二甲基甲酰胺(简称DMF)，将混合物升温至75℃，然后缓慢滴入0.92mol的亚硫酰氯。在滴加亚硫酰氯的过程中，控制温度75-80℃之间。滴加完成后，控制温度在80～85℃之间，BIT、氯苯、DMF、亚硫酰氯发生反应4h之后，向混合物中加入400g的水进行水洗，然后静置、分层，得到的油相继续水洗两次，每次用水量为400g。将经过3次水洗的油相进行减压蒸馏，减压蒸馏过程中真空度为-0.095MPa，分别得到二氯苯和目标产品3-氯-1,2-苯并异噻两个馏分，能够得到92g的目标产品3-氯-1,2-苯并异噻，通过液相色谱分析确定该3-氯-1,2-苯并异噻的纯度为98.6％。
实施例3
向0.66mol的1,2-苯并异噻唑-3-酮(简称BIT)中加入3.256mol的甲苯、1.09mol的二甲基甲酰胺(简称DMF)，将混合物升温至75℃，然后缓慢滴入0.92mol的亚硫酰氯。在滴加亚硫酰氯的过程中，控制温度75-80℃之间。滴加完成后，控制温度在80～85℃之间，BIT、氯苯、DMF、亚硫酰氯发生反应4h之后，冷却至20℃左右。然后静置、分层。
向上层油相加入50g的水进行水洗，然后静置、分层，得到的油相继续水洗两次，每次用水量为50g。将经过3次水洗的油相进行减压蒸馏，减压蒸馏过程中真空度为-0.095MPa，分别得到二氯苯和目标产品3-氯-1,2-苯并异噻两个馏分，其中，目标产品3-氯-1,2-苯并异噻有98g，通过液相色谱分析确定该3-氯-1,2-苯并异噻的纯度为99.28％。
向下层非油相中加入0.054mol DMF，使其与0.66mol的BIT、3.256mol的甲苯、0.85mol的亚硫酰氯发生反应，各原料的加入方式与前述相同，得到新的包含3-氯-1,2-苯并异噻的混合物。将该新的混合物冷却至20℃左右，然后静置、分层。得到的上层油相与前述的上层油相的处理过程大致相似、处理条件相同，经3次水洗后进行减压蒸馏，能够得到103g的目标产品3-氯-1,2-苯并异噻，通过液相色谱分析确定该3-氯-1,2-苯并异噻的纯度为99.1％。
对比例3
向0.66mol的1,2-苯并异噻唑-3-酮(简称BIT)中加入3.256mol的甲苯、1.09mol的二甲基甲酰胺(简称DMF)，将混合物升温至75℃，然后缓慢滴入0.92mol的亚硫酰氯。在滴加亚硫酰氯的过程中，控制温度75-80℃之间。滴加完成后，控制温度在80～85℃之间，BIT、氯苯、DMF、亚硫酰氯发生反应4h之后，向混合物中加入400g的水进行水洗，然后静置、分层，得到的油相继续水洗两次，每次用水量为400g。将经过3次水洗的油相进行减压蒸馏，减压蒸馏过程中真空度为-0.095MPa，分别得到二氯苯和目标产品3-氯-1,2-苯并异噻两个馏分，能够得到91g的目标产品3-氯-1,2-苯并异噻，通过液相色谱分析确定该3-氯-1,2-苯并异噻的纯度为98.6％。
实施例4
向0.66mol的1,2-苯并异噻唑-3-酮(简称BIT)中加入2.665mol的氯苯、1.36mol的二甲基甲酰胺(简称DMF)，将混合物升温至75℃，然后缓慢滴入0.92mol的亚硫酰氯。在滴加亚硫酰氯的过程中，控制温度75-80℃之间。滴加完成后，控制温度在80～85℃之间，BIT、氯苯、DMF、亚硫酰氯发生反应4h之后，冷却至25℃左右。然后静置、分层。
向上层油相加入50g的水进行水洗，然后静置、分层，得到的油相继续水洗两次，每次用水量为50g。将经过3次水洗的油相进行减压蒸馏，减压蒸馏过程中真空度为-0.095MPa，分别得到氯苯和目标产品3-氯-1,2-苯并异噻两个馏分，其中，目标产品3-氯-1,2-苯并异噻有100g，通过液相色谱分析确定该3-氯-1,2-苯并异噻的纯度为99.38％。
向下层非油相中加入0.136mol DMF，使其与0.66mol的BIT、2.665mol的氯苯、0.85mol的亚硫酰氯发生反应，各原料的加入方式与前述相同，得到新的包含3-氯-1,2-苯并异噻的混合物。将该新的混合物冷却至25℃左右，然后静置、分层。得到的上层油相与前述的上层油相的处理过程大致相似、处理条件相同，经3次水洗后进行减压蒸馏，能够得到104g的目标产品3-氯-1,2-苯并异噻，通过液相色谱分析确定该3-氯-1,2-苯并异噻的纯度为99.06％。
对比例4
向0.66mol的1,2-苯并异噻唑-3-酮(简称BIT)中加入2.665mol的氯苯、1.09mol的二甲基甲酰胺(简称DMF)，将混合物升温至75℃，然后缓慢滴入0.92mol的亚硫酰氯。在滴加亚硫酰氯的过程中，控制温度75-80℃之间。滴加完成后，控制温度在80～85℃之间，BIT、氯苯、DMF、亚硫酰氯发生反应4h之后，向混合物中加入400g的水进行水洗，然后静置、分层，得到的油相继续水洗两次，每次用水量为400g。将经过3次水洗的油相进行减压蒸馏，减压蒸馏过程中真空度为-0.095MPa，分别得到氯苯和目标产品3-氯-1,2-苯并异噻两个馏分，能够得到93g的目标产品3-氯-1,2-苯并异噻，通过液相色谱分析确定该3-氯-1,2-苯并异噻的纯度为98.6％。
实施例5
向0.66mol的1,2-苯并异噻唑-3-酮(简称BIT)中加入2.665mol的氯苯、1.09mol的二甲基甲酰胺(简称DMF)，将混合物升温至75℃，然后缓慢滴入0.92mol的亚硫酰氯。在滴加亚硫酰氯的过程中，控制温度75-80℃之间。滴加完成后，控制温度在80～85℃之间，BIT、氯苯、DMF、亚硫酰氯发生反应4h之后，冷却至30℃左右。然后静置、分层。
向上层油相加入50g的水进行水洗，然后静置、分层，得到的油相继续水洗两次，每次用水量为50g。将经过3次水洗的油相进行减压蒸馏，减压蒸馏过程中真空度为-0.095MPa，分别得到氯苯和目标产品3-氯-1,2-苯并异噻两个馏分，其中，目标产品3-氯-1,2-苯并异噻有100g，通过液相色谱分析确定该3-氯-1,2-苯并异噻的纯度为99.45％。
向下层非油相中加入0.054mol DMF，使其与0.66mol的BIT、2.665mol的氯苯、0.85mol的亚硫酰氯发生反应，各原料的加入方式与前述相同，得到新的包含3-氯-1,2-苯并异噻的混合物。将该新的混合物冷却至20℃左右，然后静置、分层。得到的上层油相与前述的上层油相的处理过程大致相似、处理条件相同，经3次水洗后进行减压蒸馏，能够得到102g的目标产品3-氯-1,2-苯并异噻，通过液相色谱分析确定该3-氯-1,2-苯并异噻的纯度为99.12％。
对比例5
向0.66mol的1,2-苯并异噻唑-3-酮(简称BIT)中加入2.665mol的氯苯、1.09mol的二甲基甲酰胺(简称DMF)，将混合物升温至75℃，然后缓慢滴入0.92mol的亚硫酰氯。在滴加亚硫酰氯的过程中，控制温度75-80℃之间。滴加完成后，控制温度在80～85℃之间，BIT、氯苯、DMF、亚硫酰氯发生反应4h之后，向混合物中加入400g的水进行水洗，然后静置、分层，得到的油相继续水洗两次，每次用水量为400g。将经过3次水洗的油相进行减压蒸馏，减压蒸馏过程中真空度为-0.095MPa，分别得到氯苯和目标产品3-氯-1,2-苯并异噻两个馏分，能够得到90g的目标产品3-氯-1,2-苯并异噻，通过液相色谱分析确定该3-氯-1,2-苯并异噻的纯度为98.7％。
实施例6
向0.66mol的1,2-苯并异噻唑-3-酮(简称BIT)中加入0.906mol的二氯苯、1.09mol的二甲基甲酰胺(简称DMF)，将混合物升温至80℃，然后缓慢滴入0.92mol的亚硫酰氯。在滴加亚硫酰氯的过程中，控制温度80-85℃之间。滴加完成后，控制温度在85～90℃之间，BIT、氯苯、DMF、亚硫酰氯发生反应3h之后，冷却至20℃左右。然后静置、分层。
向上层油相加入50g的水进行水洗，然后静置、分层，得到的油相继续水洗两次，每次用水量为50g。将经过3次水洗的油相进行减压蒸馏，减压蒸馏过程中真空度为-0.095MPa，分别得到氯苯和目标产品3-氯-1,2-苯并异噻两个馏分，其中，目标产品3-氯-1,2-苯并异噻有101g，通过液相色谱分析确定该3-氯-1,2-苯并异噻的纯度为99.6％。
向下层非油相中加入0.067mol DMF，使其与0.66mol的BIT、0.906mol的二氯苯、0.85mol的亚硫酰氯发生反应，各原料的加入方式与前述相同，得到新的包含3-氯-1,2-苯并异噻的混合物。将该新的混合物冷却至20℃左右，然后静置、分层。得到的上层油相与前述的上层油相的处理过程大致相似、处理条件相同，经3次水洗后进行减压蒸馏，能够得到105g的目标产品3-氯-1,2-苯并异噻，通过液相色谱分析确定该3-氯-1,2-苯并异噻的纯度为99.4％。
对比例6
向0.66mol的1,2-苯并异噻唑-3-酮(简称BIT)中加入0.906mol的二氯苯、1.09mol的二甲基甲酰胺(简称DMF)，将混合物升温至80℃，然后缓慢滴入0.92mol的亚硫酰氯。在滴加亚硫酰氯的过程中，控制温度80-85℃之间。滴加完成后，控制温度在85～90℃之间，BIT、氯苯、DMF、亚硫酰氯发生反应3h之后，向混合物中加入400g的水进行水洗，然后静置、分层，得到的油相继续水洗两次，每次用水量为400g。将经过3次水洗的油相进行减压蒸馏，减压蒸馏过程中真空度为-0.095MPa，分别得到二氯苯和目标产品3-氯-1,2-苯并异噻两个馏分，能够得到92g的目标产品3-氯-1,2-苯并异噻，通过液相色谱分析确定该3-氯-1,2-苯并异噻的纯度为99.1％。
实施例7
向0.66mol的1,2-苯并异噻唑-3-酮(简称BIT)中加入2.665mol的氯苯、1.09mol的二甲基甲酰胺(简称DMF)，将混合物升温至75℃，然后缓慢滴入0.92mol的亚硫酰氯。在滴加亚硫酰氯的过程中，控制温度75-80℃之间。滴加完成后，控制温度在80～85℃之间，BIT、氯苯、DMF、亚硫酰氯发生反应4h之后，冷却至40℃，然后静置、分层。
向上层油相加入50g的水进行水洗，然后静置、分层，得到的油相继续水洗两次，每次用水量为50g。将经过3次水洗的油相进行减压蒸馏，减压蒸馏过程中真空度为-0.095MPa，分别得到氯苯和目标产品3-氯-1,2-苯并异噻两个馏分，其中，目标产品3-氯-1,2-苯并异噻有98g，通过液相色谱分析确定该3-氯-1,2-苯并异噻的纯度为99.40％。
向下层非油相中加入0.109mol DMF，使其与0.66mol的BIT、2.665mol的氯苯、0.85mol的亚硫酰氯发生反应，各原料的加入方式与前述相同，得到新的包含3-氯-1,2-苯并异噻的混合物。将该新的混合物冷却至40℃，然后静置、分层。得到的上层油相与前述的上层油相的处理过程大致相似、处理条件相同，经3次水洗后进行减压蒸馏，能够得到102g的目标产品3-氯-1,2-苯并异噻，通过液相色谱分析确定该3-氯-1,2-苯并异噻的纯度为98.82％。
实施例8
向0.66mol的1,2-苯并异噻唑-3-酮(简称BIT)中加入2.665mol的氯苯、1.09mol的二甲基甲酰胺(简称DMF)，将混合物升温至75℃，然后缓慢滴入0.92mol的亚硫酰氯。在滴加亚硫酰氯的过程中，控制温度75-80℃之间。滴加完成后，控制温度在80～85℃之间，BIT、氯苯、DMF、亚硫酰氯发生反应4h之后，冷却至-10℃，然后静置、分层。
向上层油相加入50g的水进行水洗，然后静置、分层，得到的油相继续水洗两次，每次用水量为50g。将经过3次水洗的油相进行减压蒸馏，减压蒸馏过程中真空度为-0.095MPa，分别得到氯苯和目标产品3-氯-1,2-苯并异噻两个馏分，其中，目标产品3-氯-1,2-苯并异噻有100g，通过液相色谱分析确定该3-氯-1,2-苯并异噻的纯度为99.28％。
向下层非油相中加入0.109mol DMF，使其与0.66mol的BIT、2.665mol的氯苯、0.85mol的亚硫酰氯发生反应，各原料的加入方式与前述相同，得到新的包含3-氯-1,2-苯并异噻的混合物。将该新的混合物冷却至-10℃，然后静置、分层。得到的上层油相与前述的上层油相的处理过程大致相似、处理条件相同，经3次水洗后进行减压蒸馏，能够得到101g的目标产品3-氯-1,2-苯并异噻，通过液相色谱分析确定该3-氯-1,2-苯并异噻的纯度为98.92％。
基于上述实施例1-8与对比例1-6，可以看出，实施例中利用添加少量的极性非质子溶剂(氯苯、二氯苯、甲苯)的非油相替代原本参与反应的大量的极性非质子溶剂、亚硫酰氯的投放量减少的反应，也就是实施例中的第二次反应，其所得到的目标产品3-氯-1,2-苯并异噻的收率与第一次反应的收率相当，甚至还稍高于第一次反应的收率，这也就说明第二次反应过程中充分利用了非油相中的极性非质子溶剂和亚硫酰氯。这样也就提高了原料的利用效率，降低了企业的生产成本。此外，从实施例1至8以及对比例1至6中可以看出，各实施例中在对油相蒸馏前水洗时所用到的水量比各对比例中用到的水量少，也就是说，利用本发明的方法制备目标产品3-氯-1,2-苯并异噻过程中产生的废水量较少，所需处理的废水量也较少。
在本实施例中，通过液相色谱分析的方式来分析上述实施例1至8以及对比例1至6中得到的目标产品3-氯-1,2-苯并异噻的纯度。
其中，液相色谱的生产厂家为上海伍丰科学仪器有限公司，型号为LC100。色谱柱的厂家为瑞典Akzo Nobel公司，型号为Kromasil100A C18 7μm，尺寸为250mm×4.6mm。检测波长为254nm，流动相为甲醇和水，甲醇:水的摩尔比为3:1，流速为0.8ml/min，色谱柱温度为25℃。
取目标产品3-氯-1,2-苯并异噻0.1g溶于4ml的甲醇中，放入超声波仪器中震荡混合数分钟(例如6分钟等)后，制备得到待测液。将2μl待测液注入至液相色谱中，按照上述条件、依照高效液相色谱法测定，记录色谱图，然后利用面积归一化法计算出色谱图中各成分的含量。
具体而言，为了清楚地说明目标产品的纯度，说明书附图2至4中分别列出了上述实施例1和对比例1中得到的3-氯-1,2-苯并异噻的液相色谱图谱以及分析结果。
从图2至4中所示的图谱可以看出，待测液中的主要成分均为3-氯-1,2-苯并异噻。其中，实施例1中第一次反应得到的目标产品中3-氯-1,2-苯并异噻的含量为99.36％、第二次反应得到的目标产品中3-氯-1,2-苯并异噻的含量为98.92％，由对比例1中反应得到的目标产品中3-氯-1,2-苯并异噻的含量为98.42％。
由此可见，本发明的实施例1中经由反应后先静置、分层，将油相水洗、蒸馏后得到的目标产品的纯度较高，利用添加少量极性非质子溶剂的非油相替代大量的极性非质子溶剂来参与反应得到的目标产品的纯度与对比例1中得到的目标产品的纯度大致相当。这也就说明，添加少量极性非质子溶剂的非油相能够有效代替纯极性非质子溶剂，这样也就能够在确保目标产品的纯度的基础上，充分利用非油相中的极性非质子溶剂，更有利于技术的推广应用。
综上所述，在本发明的优选技术方案中，通过将1,2-苯并异噻唑-3-酮、亚硫酰卤、极性非质子溶剂、以及非极性溶剂反应得到的混合物降温至-10～40℃后静置分层，将油相水洗、蒸馏后得到目标产品，向非油相中添加少量的极性非质子溶剂后与1,2-苯并异噻唑-3-酮、亚硫酰卤、以及非极性溶剂反应得到新的混合物，将新的混合物降温、静置分层后得到新的油相和非油相，按照前述的处理方式分别处理油相和非油相，如此反复。这样也就能够重复利用非油相中的极性非质子溶剂，降低极性非质子溶剂的用量，进而降低生产成本。同时，油相经水洗后再进行蒸馏，有效改善了生产条件。并且，由于仅需对油相进行水洗，水洗过程中产生的废水也较少，后续所需的处理成本也较低。
上述实施例中虽然将各个步骤按照上述先后次序的方式进行了描述，但是本领域技术人员可以理解，为了实现本实施例的效果，不同的步骤之间不必按照这样的次序执行，其可以同时(并行)执行或以颠倒的次序执行，这些简单的变化都在本申请的保护范围之内。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种3-卤代-1,2-苯并异噻唑的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
S1：使1,2-苯并异噻唑-3-酮、亚硫酰卤、极性非质子溶剂、以及非极性溶剂在预设条件下发生反应，得到包含3-卤代-1,2-苯并异噻唑的混合物，其中，1,2-苯并异噻唑-3-酮与亚硫酰卤的摩尔比为第一摩尔比，所述第一摩尔比的范围为1:1.6～1:1.2，1,2-苯并异噻唑-3-酮:极性非质子溶剂:非极性溶剂的摩尔比为1:(1.2～4):(1.5～8)；
S2：将包含3-卤代-1,2-苯并异噻唑的混合物冷却至-10～40℃后静置分层，得到非油相和油相；
S3：所述S2中的油相经水洗、蒸馏后得到3-卤代-1,2-苯并异噻唑和非极性溶剂。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括如下步骤：
S4：向所述S2中的非油相添加预设量的极性非质子溶剂得到包含极性非质子溶剂的混合物；
S5：用所述S4中包含极性非质子溶剂的混合物替代所述S1中的极性非质子溶剂，使其与1,2-苯并异噻唑-3-酮、亚硫酰卤以及非极性溶剂在所述S1中的所述预设条件下发生反应，得到新的包含3-卤代-1,2-苯并异噻唑的混合物，其中，1,2-苯并异噻唑-3-酮与亚硫酰卤的摩尔比为第二摩尔比，所述第二摩尔比的范围为1:1.6～1:1.2，1,2-苯并异噻唑-3-酮与非极性溶剂的摩尔比为1:(1.5～8)；
S6：循环所述S2至所述S5。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述S4中添加的极性非质子溶剂的预设量为所述S1中极性非质子溶剂的量的5％～10％。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第一摩尔比小于或等于所述第二摩尔比；并且/或者
所述S6中所述S2至所述S5的循环次数大于或等于5次。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述S1中的所述预设条件中的反应温度的范围为65-120℃、反应时间为2～6小时。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述S1中的反应温度的范围为75-100℃、反应时间为3～4小时。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述非极性溶剂为甲苯、氯苯、邻二氯苯、苯、间二氯苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、二氯乙烷、氯丁烷、溴丁烷、戊烷中的至少一种。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述非极性溶剂为氯苯、二氯苯或者甲苯。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述极性非质子溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮和六甲基磷酰三胺中的至少一种。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述极性非质子溶剂为二甲基甲酰胺。
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