2-（甲基磺酰基）烟醛的制备方法与流程

2-(甲基磺酰基)烟醛的制备方法
技术领域
1.本发明涉及有机合成技术领域，尤其是指2-(甲基磺酰基)烟醛的制备方法。


背景技术：

2.2-(甲基磺酰基)烟醛是一种重要的化工原料和有机砌块，是合成烟酰胺及烟酸酯类化合物的重要中间体，研究表明烟酰胺类化合物在抗肌肤衰老方面起着重要作用，被用作护肤品的添加剂，此外，2-(甲基磺酰基)烟醛也是合成一些新型降压药的必要结构单元，因此，探索如何高效率、高产率、低成本的制备2-(甲基磺酰基)烟醛是一项具有重要应用价值的课题。
3.现有技术中制备2-(甲基磺酰基)烟酸甲酯的原料多为2-甲硫基烟酸，该方法存在起始物料成本较高，反应后处理繁琐等问题。虽然有文献(heterocycles 2010,81,413；journal ofthe korean chemical society 2021,65,166)以2-巯基烟酸为起始原料，利用硫酸作为催化剂，在甲醇里回流反应得到2-甲硫基烟酸甲酯，但该方法存在收率低，反应时间长等问题，涉及硫酸的使用和后处理，对生产环境有更高的要求。反应路线如下：
[0004][0005]
由此可知，现有技术制备2-(甲基磺酰基)烟酸甲酯的过程中存在起始物料成本高、反应转化率较低，以及反应时间长等缺点，且现有技术中并无利用2-(甲基磺酰基)烟酸甲酯合成2-(甲基磺酰基)烟醛的报道。因此，亟需提供一种高收率，低成本的制备2-(甲基磺酰基)烟醛的方法。


技术实现要素：

[0006]
为解决上述技术问题，本发明提供了一种2-(甲基磺酰基)烟醛的制备方法。本发明中2-(甲基磺酰基)烟醛拥有更活泼的醛基，可以方便的应用于各类化学反应中，并衍生成各类结构单元，基于上述原因，本发明提供了一种高收率，低成本的制备2-(甲基磺酰基)烟醛的方法。
[0007]
本发明通过以下步骤实现：
[0008]
本发明的目的是提供一种2-(甲基磺酰基)烟醛的制备方法，包括以下步骤：
[0009]
(1)保护气氛下，将2-巯基烟酸与碱剂溶于有机溶剂中，加入碘甲烷反应，得到2-甲硫基烟酸甲酯；
[0010]
(2)将步骤(1)所得2-甲硫基烟酸甲酯与催化体系于有机溶剂中进行反应，得到2-(甲基磺酰基)烟酸甲酯；
[0011]
(3)保护气氛下，将步骤(2)所得2-(甲基磺酰基)烟酸甲酯溶于有机溶剂中，加入还原剂搅拌反应，得到所述2-(甲基磺酰基)烟醛。
[0012]
在本发明的一个实施例中，所述有机溶剂选自乙腈、四氢呋喃、醋酸、n,n-二甲基
甲酰胺和n,n-二甲基乙酰胺中的一种或多种。
[0013]
在本发明的一个实施例中，步骤(1)中，所述2-巯基烟酸、碘甲烷与碱剂的摩尔比为1:2:2.5～1:4:5。
[0014]
在本发明的一个实施例中，步骤(1)中，所述反应时间为4h～8h。
[0015]
在本发明的一个实施例中，所述碱剂选自碳酸钾、碳酸氢钾、磷酸氢二钾、三乙胺和n,n-二异丙基乙胺中的一种或多种。
[0016]
在本发明的一个实施例中，步骤(2)中，所述催化体系为钨酸钠/双氧水、高碘酸钠/氯化铑、三聚氰酸/次氯酸钠或mcpba。
[0017]
在本发明的一个实施例中，所述2-甲硫基烟酸甲酯与催化体系中双氧水和钨酸钠的摩尔比为1:2:0.05～1:2.5:0.1。
[0018]
在本发明的一个实施例中，步骤(2)中，所述反应的时间为8h～12h。
[0019]
在本发明的一个实施例中，步骤(3)中，所述2-(甲基磺酰基)烟酸甲酯与还原剂的摩尔比为1:1～1:1.2。
[0020]
在本发明的一个实施例中，步骤(3)中，所述还原剂为二异丁基氢化铝和/或红铝。
[0021]
在本发明的一个实施例中，步骤(3)中，所述反应条件为：-83℃～-73℃反应3h～6h。
[0022]
在本发明的一个实施例中，步骤(3)中，还包括对2-(甲基磺酰基)烟醛进行重结晶处理。
[0023]
在本发明的一个实施例中，所述重结晶处理的方法为：向2-(甲基磺酰基)烟醛粗品中加入乙酸乙酯，搅拌加热，温度控制在45℃～50℃，过滤除去不溶物，向滤液中加入正己烷，控制温度在45℃左右，搅拌一段时间后，撤去加热，降温直至固体析出，过滤得到产品。
[0024]
在本发明的一个实施例中，本发明2-(甲基磺酰基)烟醛的合成路线如下：
[0025][0026]
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
[0027]
(1)本发明以2-巯基烟酸为起始原料，经甲基化、氧化、还原三步，高产率、高纯度合成了目标产物2-(甲基磺酰基)烟醛，原料廉价易得，反应易操作、后处理较为简单，有效降低了合成成本，同时可以稳定的得到较高的纯度，具有很好的工业化生产的前景。
[0028]
(2)本发明的合成产物经核磁共振氢谱测定，表明本发明合成的最终产品为2-(甲基磺酰基)烟醛，纯度为97％-99％，总收率在70％以上。
附图说明
[0029]
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中，
[0030]
图1是本发明中2-(甲基磺酰基)烟醛的核磁氢谱。
具体实施方式
[0031]
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
[0032]
实施例1
[0033]
(1)2-甲硫基烟酸甲酯的合成
[0034]
在氮气氛围下，向500ml三口瓶中加入2-巯基烟酸(15.5g，0.1mol)、碳酸钾(34.6g，0.25mol)和dmf(75ml)，缓慢降温到0
±
5℃。缓慢滴加碘甲烷(28.4g，0.2mol)(注意温度不要高于5℃)，滴加完后恢复室温反应4h。之后加入1m的稀盐酸，调节ph值约2～3，此时有固体析出，缓慢加入约300ml水，并置于0℃下搅拌0.5h，过滤，用冷水洗涤固体，得到白色固体2-甲硫基烟酸甲酯16.7g，收率为91.2％.
[0035]
(2)2-(甲基磺酰基)烟酸甲酯的合成
[0036]
在250ml三口瓶中，向500ml三口瓶中加入2-甲硫基烟酸甲酯(9.15g，50mmol)、钨酸钠水合物(0.82g，2.5mmol)和醋酸(50ml)，降温到0
±
5℃，缓慢加入30wt％双氧水(11.3g，100mmol)，滴加完后恢复室温反应8h。反应完成后，向反应混合物中加入200ml水，并用乙酸乙酯萃取(100ml*3)，有机相依次用水、盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，减压除去溶剂，得到白色固体2-(甲基磺酰基)烟酸甲酯10.0g，收率为93.6％。
[0037]
(3)2-(甲基磺酰基)烟醛的合成
[0038]
在氮气氛围下，向500ml三口瓶中加入2-(甲基磺酰基)烟酸甲酯(8.6g，40mmol)和四氢呋喃(100ml)，缓慢降温到-78
±
5℃。缓慢滴加dibal(40ml，40mmol，1m in正己烷)。控制温度-78
±
5℃搅拌反应3h。待体系反应完全后，依次加入1.6ml水、1.6ml 15％naoh溶液、4ml水淬灭，加入无水硫酸钠，搅拌0.5h，过滤，有机相浓缩至干，得到粗产物，向2-(甲基磺酰基)烟醛粗品中加入乙酸乙酯，搅拌加热，温度控制在45℃～50℃，过滤除去不溶物，向滤液中加入正己烷，控制温度在45℃左右，搅拌一段时间后，撤去加热，降温直至固体析出，过滤得到白色固体2-(甲基磺酰基)烟醛6.1g，收率为82.7％。终产物总收率为70.6％。
[0039]
通过核磁对产物进行表征，如图1所示。
[0040]
实施例2
[0041]
(1)2-甲硫基烟酸甲酯的合成
[0042]
在氮气氛围下，向500ml三口瓶中加入2-巯基烟酸(15.5g，0.1mol)、碳酸钾(34.6g，0.25mol)和乙腈(100ml)，缓慢降温到0
±
5℃。缓慢滴加碘甲烷(28.4g，0.2mol)(注意温度不要高于5℃)，滴加完后恢复室温反应4h。之后加入1m的稀盐酸，调节ph值约2～3，此时有固体析出，缓慢加入约300ml水，并置于0℃下搅拌0.5h，过滤，用冷水洗涤固体，得到白色固体2-甲硫基烟酸甲酯15.3g，收率为83.6％。
[0043]
(2)2-(甲基磺酰基)烟酸甲酯的合成
[0044]
在250ml三口瓶中，向500ml三口瓶中加入2-甲硫基烟酸甲酯(9.15g，50mmol)、钨
酸钠水合物(0.82g，2.5mmol)和醋酸(50ml)，降温到0
±
5℃，缓慢加入30wt％双氧水(11.3g，100mmol)，滴加完后恢复室温反应12h。反应完成后，向反应混合物中加入200ml水，并用乙酸乙酯萃取(100ml*3)，有机相依次用水、盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，减压除去溶剂，得到白色固体2-(甲基磺酰基)烟酸甲酯9.6g，收率为89.8％。
[0045]
(3)2-(甲基磺酰基)烟醛的合成
[0046]
在氮气氛围下，向500ml三口瓶中加入2-(甲基磺酰基)烟酸甲酯(8.6g，40mmol)和四氢呋喃(100ml)，缓慢降温到-78
±
5℃。缓慢滴加dibal(40ml，40mmol，1m dibal溶于正己烷)。控制温度-78
±
5℃搅拌反应6h。待体系反应完全后，依次加入1.6ml水、1.6ml 15％naoh溶液、4ml水淬灭，加入无水硫酸钠，搅拌0.5h，过滤，有机相浓缩至干，得到粗产物，向2-(甲基磺酰基)烟醛粗品中加入乙酸乙酯，搅拌加热，温度控制在45℃～50℃，过滤除去不溶物，向滤液中加入正己烷，控制温度在45℃左右，搅拌一段时间后，撤去加热，降温直至固体析出，过滤得到白色固体2-(甲基磺酰基)烟醛6.3g，收率为85.4％。终产物收率为64.1％。
[0047]
实施例3
[0048]
(1)2-甲硫基烟酸甲酯的合成
[0049]
在氮气氛围下，向2l三口瓶中加入2-巯基烟酸(62.1g，0.4mol)、碳酸钾(276g，2mol)和dmf(300ml)，降温到0
±
5℃。缓慢滴加碘甲烷(125.2g，1.6mol)(注意温度不要高于5℃)，滴加完后恢复室温反应8h。之后加入1m的稀盐酸，调节ph值约2～3，此时有固体析出，缓慢加入约1.2l水，并置于0℃下搅拌0.5h，过滤，用冷水洗涤固体，得到白色固体2-甲硫基烟酸甲酯67.8g，收率为92.6％。
[0050]
(2)2-(甲基磺酰基)烟酸甲酯的合成
[0051]
在250ml三口瓶中，向2l三口瓶中加入2-甲硫基烟酸甲酯(45.8g，0.25mol)、钨酸钠水合物(6g，0.02mol)和醋酸(200ml)，降温到0
±
5℃，缓慢加入30wt％双氧水(56.5g，0.55mol)，滴加完后恢复室温反应8h。反应完成后，向反应混合物中加入800ml水，并用乙酸乙酯萃取(250ml*3)，有机相依次用水、盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，减压除去溶剂，得到白色固体2-(甲基磺酰基)烟酸甲酯9.9g，收率为92.9％。
[0052]
(3)2-(甲基磺酰基)烟醛的合成
[0053]
在氮气氛围下，向2l三口瓶中加入2-(甲基磺酰基)烟酸甲酯(43g，0.2mmol)和四氢呋喃(500ml)，缓慢降温到-78
±
5℃。缓慢滴加dibal(240ml，0.24mol，1m dibal溶于正己烷)。控制温度-78
±
5℃搅拌反应3h。待体系反应完全后，依次加入9.6ml水、9.6ml 15％naoh溶液、24ml水淬灭，加入无水硫酸钠，搅拌0.5h，过滤，有机相浓缩至干，得到粗产物，用乙酸乙酯/正己烷重结晶得到白色固体2-(甲基磺酰基)烟醛32.7g，收率为88.6％。终产物总收率为76.2％。
[0054]
对比例1
[0055]
本对比例提供了一种2-甲硫基烟酸甲酯的合成方法，具体步骤如下：
[0056]
在氮气氛围下，向2l三口瓶中加入2-巯基烟酸(62.1g，0.4mol)、浓硫酸(98％，10ml)和甲醇(1l)，滴加完后回流反应24h。之后加入碳酸钠溶液淬灭，乙酸乙酯萃取(200ml*3)无水硫酸钠干燥，快速柱层析(硅胶)分离，洗脱剂为正己烷/乙酸乙酯(20:1，v/v)，得到白色固体2-甲硫基烟酸甲酯32.4g，收率为44.3％。
[0057]
对比例2
[0058]
本对比例中2-(甲基磺酰基)烟醛的制备方法与实施例1相似，区别在于：
[0059]
步骤(3)中使用的还原剂为lialh4；最终所得白色固体的收率为32.4％。
[0060]
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

技术特征：
1.一种2-(甲基磺酰基)烟醛的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)保护气氛下，将2-巯基烟酸与碱剂溶于有机溶剂中，加入碘甲烷反应，得到2-甲硫基烟酸甲酯；(2)将步骤(1)所得2-甲硫基烟酸甲酯与催化体系于有机溶剂中进行反应，得到2-(甲基磺酰基)烟酸甲酯；(3)保护气氛下，将步骤(2)所得2-(甲基磺酰基)烟酸甲酯溶于有机溶剂中，加入还原剂搅拌反应，得到所述2-(甲基磺酰基)烟醛。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述有机溶剂选自乙腈、四氢呋喃、醋酸、n,n-二甲基甲酰胺和n,n-二甲基乙酰胺中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述2-巯基烟酸、碘甲烷与碱剂的摩尔比为1:2:2.5～1:4:5。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述碱剂选自碳酸钾、碳酸氢钾、磷酸氢二钾、三乙胺和n,n-二异丙基乙胺中的一种或多种。5.据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述催化体系为钨酸钠/双氧水、高碘酸钠/氯化铑、三聚氰酸/次氯酸钠或mcpba。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述反应的时间为8h～12h。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所述2-(甲基磺酰基)烟酸甲酯与还原剂的摩尔比为1:1～1:1.2。8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所述还原剂为二异丁基氢化铝和/或红铝。9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所述反应条件为：-83℃～-73℃反应3h～6h。10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，还包括对2-(甲基磺酰基)烟醛进行重结晶处理。

技术总结
本发明涉及2-(甲基磺酰基)烟醛的制备方法，属于有机合成技术领域。本发明包括以下步骤：保护气氛下，将2-巯基烟酸与碳酸钾溶于有机溶剂中，加入碘甲烷反应，得到白色固体2-甲硫基烟酸甲酯；将所得2-甲硫基烟酸甲酯与钨酸钠水合物溶于醋酸，在-5℃～5℃的条件下加入氧化剂，室温反应，收集产物，得到白色固体2-(甲基磺酰基)烟酸甲酯；保护气氛下，将所得2-(甲基磺酰基)烟酸甲酯溶于四氢呋喃，在-83℃～-73℃的条件下加入还原剂搅拌反应，反应结束后，收集产物，得到2-(甲基磺酰基)烟醛。本发明所得产物2-(甲基磺酰基)烟醛的纯度为97％-99％，总收率在70％以上。总收率在70％以上。总收率在70％以上。


技术研发人员：方慧康 苏强 林进
受保护的技术使用者：苏州源起材料科技有限公司
技术研发日：2023.06.30
技术公布日：2023/10/15