氯磺酰异氰酸酯的应用与制备

背景及概述^[1]

氯磺酰异氰酸酯在工业上用作医药、农药的中间体等。已知以往氯磺酰异氰酸酯可以用三氧化硫和氯化氰的反应进行合成，已经报导了几种它的制造方法。例如在(a)在-50℃或更低的低温下，在氯化氰中添加三氧化硫而使其反应的方法。另外，在(b)使三氧化硫和氯化氰在100℃～200℃下进行反应的方法。但是，在前述(a)方法中，由于使用的氯化氰相对于三氧化硫的量多(1.5～3倍摩尔)，所以在经济方面不能说是优选的。而且由于过多使用毒性强的氯化氰，所以从安全观点考虑，也不能说是优选的。还存在所得氯磺酰异氰酸酯的分离收率低为60～62％或者质量(特别是纯度)不能满足市场要求的问题。另外，在(b)方法中，不容易控制向反应体系内供给的三氧化硫和氯化氰的流量，与(a)方法一样，也存在所得氯磺酰异氰酸酯的收率低或质量方面的问题。

应用^[2-3]

氯磺酰异氰酸酯是一个非常活泼的中间体。该物质与羟基、氨基、羧基反应生成N～氯磺酰氨基甲酸酯、脲、酰胺。能与水、活性氢、醇、酚、胺、酰胺、羧酸、烯烃、醛、酮、酯加成，得到各种新的化合物，可作脱水剂、氧化剂使用。氯磺酰异氰酸酯主要用于生产头孢呋辛、头孢西丁、卡芦莫南等药品。

1)制备(3R，4S)3-乙酰氧基-4-苯基-2-氮杂环丁酮，以外消旋体乙酸酯为原料，以牛肝酯酶溶液酶解，加入磷酸盐缓冲液，搅拌酶解，加盐分层，萃取得到3S-顺式乙酸酯；将氯磺酰异氰酸酯经氯化钙干燥、常压回流，减压蒸馏，分子筛干燥，得到精制的氯磺酰异氰酸酯；以3S-顺式乙酸酯为原料，以乙酰氯、乙酰乙酸铜锌为催化剂，与精制的氯磺酰异氰酸酯反应生成β-氨基酮酯，再在氮气保护下还原，环化得到产品。本发明的制备方法原料不贵易得，反应条件温和，产率高，操作简单安全，制备的(3R，4S)3-乙酰氧基-4-苯基-2-氮杂环丁酮可作为重要的医药和化工的中间体，在药用领域具有广泛的应用前景。

2）制备头孢西丁，包括：向式(Ⅳ)结构的化合物水溶液中加有机溶剂A，再加N，N’-二苄基乙二胺二醋酸盐或其水溶液，过滤得到中间体式(Ⅲ)结构的化合物；将中间体式(Ⅲ)结构的化合物加入到丙酮或四氢呋喃中，加氯磺酰异氰酸酯反应，反应结束后水解；然后加乙酸乙酯，经过滤、萃取、脱色后盐析，过滤得中间体式(Ⅱ)结构的化合物；将中间体式(Ⅱ)结构的化合物加入有机溶剂B中，加有机酸溶解，再加甲醇钠的甲醇溶液和次氯酸叔丁酯进行甲氧化反应，反应结束后加入焦亚硫酸钠和醋酸中和，加水萃取，水相经酸析，过滤，得头孢西丁；本发明中去乙酰基头孢噻吩始终以钠盐或胺盐的形式存在，避免了低pH容易导致的缩合副反应，能够较好的控制产品质量和收率。

制备^[4]

在2000ml反应瓶中加入1000ml的21％氰化钠溶液，与氯气一起慢慢通入玻璃反应器中，制得氯氰气体，经过氯化钙干燥后通入带搅拌装有200克SO3的反应器，在25℃-60℃之间反应3小时，待气体通入结束后，保温30分钟，然后升温到127-150℃回流3小时，除去所有氯氰和三氧化硫，并收集一起重新利用，装上精馏装置进行精馏，收集106℃-107℃的馏份得到400克。实施例3：在1000ml三口瓶中加入500克2，6-二氯代1，3，4，5-氧、氮、硫杂六元环和氯化焦硫酰异氰酸酯混合物，加热到120-135℃，回流3小时，反应完毕后，用精馏塔精馏得到氯磺酰异氰酸酯370克。

主要参考资料

[1] CN201811353003.8一种高纯氯磺酰异氰酸酯的合成方法

[2] CN201711026260.6一种（3R，4S）3-乙酰氧基-4-苯基-2-氮杂环丁酮的生产方法

[3] CN03127621.0一种氯磺酰异氰酸酯的制备方法