一种叔丁基二硫醚的制备方法
阅读说明：本技术 一种叔丁基二硫醚的制备方法 (Preparation method of tert-butyl disulfide ) 是由 王银 应忠华 周家焱 王超 郭鹏 于 2020-04-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种叔丁基二硫醚的制备方法,所述制备方法包括以下工序:先以亚硫酸二叔丁酯,与二硫化二钠溶液反应,后经纯化得到产品。本发明采用亚硫酸二叔丁酯为原料,对比现有路线一般采用叔丁基硫醇或叔丁基氯为原料,具有创新优势,而且制备亚硫酸二叔丁酯的方法和原料都是价格便宜容易采购,且气味较小容易控制,整个反应条件温和,后处理操作简单,只需使用常规设备即可进行生产,解决了现有方法存在生产气味大环境难治理,生产成本高,不适用于工业化生产的问题。(The invention discloses a preparation method of tert-butyl disulfide, which comprises the following steps of reacting di-tert-butyl sulfite with a disodium disulfide solution, and purifying to obtain a product. The invention adopts the di-tert-butyl sulfite as the raw material, compared with the prior route which generally adopts tert-butyl mercaptan or tert-butyl chloride as the raw material, the invention has innovative advantages, and the method and the raw material for preparing the di-tert-butyl sulfite are cheap and easy to purchase, have small odor and easy control, have mild reaction conditions, simple post-treatment operation, can be used for production only by using conventional equipment, and solve the problems of large production odor, difficult environmental management, high production cost and inapplicability to industrial production in the prior art.)
技术领域
本发明涉及一种制备方法，具体涉及一种叔丁基二硫醚的制备方法。
背景技术
叔丁基二硫醚为合成多种手性药物和生物活性物质的重要中间体。叔丁基二硫醚作为一种重要的中间体，可以用于合成叔丁基亚磺酰胺，叔丁基亚磺酰氯等重要原料，在药物合成中有广泛的应用；工业上可用作橡胶和高弹体的硫化剂，也是合成蛋白质和其他生物活性分子的单体。已报道叔丁基二硫醚的合成与后处理方法，要么使用臭味很大的叔丁基硫醇为原料，要么使用叔丁基氯为原料，都存在如现场气味大环境难治理，生产成本高等问题。
专利CN106995395A报道了叔丁基二硫醚的制备方法，以叔丁基硫醇为原料，与硫粉和氢氧化钠反应得到90％产率的产品。
专利CN101665454B也报道了叔丁基二硫醚的制备方法，将叔丁基硫醇气体通入硫磺和异丙醇的混合溶液吸收釜中，让硫醇通过异丙醇溶液时与硫磺发生反应，生成叔丁基二硫醚。
文献《单质溴氧化法合成二叔丁基二硫醚》(化学试剂,2008,30(9),709～710)也报道了以叔丁硫醇为原料,经单质溴氧化得到了叔丁基二硫醚,总收率92.3％。
虽然在前人的基础上进行了改进，但仍存在原料叔丁基硫醇气味大环境难治理的问题；并且原料价格较高，运输存储等存在较大风险。
文献《微波辅助相转移催化合成叔丁基二硫醚》(化学试剂,2010,32(10),94l～943)和文献Syn.Comm.,2002,32(7),963-969报道了以叔丁基氯为原料，在微波作用下与二硫化二钠反应得到产物的方法。然而该方法需要微波，工业化生产难以快速找到合适的设备匹配；生产成本较高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有方法存在生产气味大环境难治理，生产成本高，不适用于工业化生产，目的在于提供一种叔丁基二硫醚的制备方法，解决上述问题。
本发明通过下述技术方案实现：
一种叔丁基二硫醚的制备方法，其特征在于，以二硫化二钠水溶液、亚硫酸二叔丁酯制备叔丁基二硫醚。
本发明采用亚硫酸二叔丁酯为原料，对比现有路线一般采用叔丁基硫醇或叔丁基氯为原料，具有创新优势，而且制备亚硫酸二叔丁酯的方法和原料都是价格便宜容易采购，且气味较小容易控制，整个反应条件温和，后处理操作简单，只需使用常规设备即可进行生产，解决了现有方法存在生产气味大环境难治理，生产成本高，不适用于工业化生产的问题。
所述的一种叔丁基二硫醚的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
S1、制备二硫化二钠水溶液：向反应釜中加入硫化钠与纯化水，加热至反应溶解变清后，加入硫粉，反应至固体基本溶解变清，过滤得到二硫化二钠水溶液；
S2、制备亚硫酸二叔丁酯：向反应釜中加入叔丁醇液体，在20-40℃下，滴加入氯化亚砜，滴加完毕后继续搅拌0.5小时，随后向反应体系中加入水，水洗至pH接近中性，得无色油状物亚硫酸二叔丁酯；
S3、将步骤S1的二硫化二钠水溶液置于反应釜中并降温至20-65℃温度，然后滴加亚硫酸二叔丁酯，待滴加完成后反应至原料反应完成，纯化得到叔丁基二硫醚产品。
先以亚硫酸二叔丁酯，与二硫化二钠溶液反应，后经纯化得到产品。本发明为制备叔丁基二硫醚提供了一种低成本、路线简单的新方法。
优选地，步骤S1中所述的硫化钠为九水硫化钠。
优选地，步骤S1中所述的硫粉为升华硫。
优选地，步骤S3中降温至20-40℃。
优选地，二硫化二钠水溶液中的二硫化二钠与亚硫酸二叔丁酯的摩尔比为：1.0～1.5:1.0。本发明根据原料成本及产品性能优选了最佳配比范围。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明一种叔丁基二硫醚的制备方法采用亚硫酸二叔丁酯为原料，气味小，对环境友好，利于环境治理；
2、本发明一种叔丁基二硫醚的制备方法制备工艺简单，整个反应条件温和，便于放大生产；
3、本发明一种叔丁基二硫醚的制备方法中原料易得，能够合理控制生产成本，利于工业生产。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明反应示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
本发明一种叔丁基二硫醚的制备方法，按照图1所示的合成路线进行叔丁基二硫醚的制备，具体步骤如下：
步骤S1、制备二硫化二钠水溶液
向500mL三口瓶中加入200g去离子水与96g九水硫化钠，加热，水浴设置温度55℃，使九水硫化钠溶解变清并且已经搅拌0.5小时，然后加入升华硫17g，继续保温反应，将体系过滤，未溶解固体滤出，得到滤液。
步骤S2、制备亚硫酸二叔丁酯
向250mL三口瓶中加入111g叔丁醇液体，20-40℃下，向单口瓶中滴加入60g氯化亚砜，滴加完毕后，继续搅拌0.5小时后向反应体系中加入水，水洗两次(50mL x 2)至pH接近中性，得无色油状物95g。
步骤S3、制备叔丁基二硫醚
将S1的滤液加入烧瓶中，保温45℃，加入相转移催化剂(PEG-400)2g和滴加亚硫酸二叔丁酯90g，保温继续反应1小时，停止反应降温至室温15℃，分相得到有机相，水洗后旋蒸浓缩得到94.6g目标产品，产品的总产率为86％，GC纯度为99.4％。
实施例2
步骤S1、制备二硫化二钠水溶液
向3L三口瓶中加入240g九水硫化钠与500g纯化水，加热至55℃反应，然后继续搅拌0.5h，向三口瓶中加入升华硫38.4g，搅拌反应至溶清。
步骤S2、制备亚硫酸二叔丁酯
向3L三口瓶中加入1110g叔丁醇液体，20-40℃下，向单口瓶中滴加入600g氯化亚砜，滴加完毕后，继续搅拌0.5小时。向反应体系中加入水，水洗两次(500mLX 2)pH接近中性，得无色油状物935g。
步骤S3：制备叔丁基二硫醚
将二硫化钠溶液(778.4g)降温至30-40℃，加入相转移催化剂(PEG-400)20g和滴加亚硫酸二叔丁酯(900g)；滴加完成后反应1.5小时，TLC显示大量目标产物生成；静置分相，得到上层有机物产物，水洗后旋蒸浓缩得到560g产品，GC纯度为99.2％；水相中产品用甲基叔丁基醚萃取回收，旋蒸浓缩干溶剂得到355g产品，GC纯度为98.5％；总收率83％。
结合实施例1与实施例2可知，本发明得到的产品产率大于80％，与现有技术达到的产率相差不多，能够满足实际的生产需要，但是本发明产品的纯度远高于现有合成方法制备得到的产品纯度，此外，实施例2较于实施例1放大了生产，产率及纯度依然较高，采用的工艺手段及需要的反应条件相同，放大生产并不会增加工艺难度，说明本发明适用于工业化生产。本发明避免了使用叔丁基硫醇，叔丁基硫醇毒性大、生产气味大环境难治理，本发明对环境友好，解决了现有方法存在生产气味大环境难治理的问题；本发明与微波方法比较，微波方法难于实现放大生产；本发明与单质溴的方法比较，本发明成本低而且避免使用毒性大的溴素。本发明的方法条件温和，重现性好，对环境友好，仅需相应的反应釜和简单的蒸馏装置即可实现工业化生产。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。