用于制造起始于有机酸的二卤代二苯砜的方法

摘要

一种用于制备具有高区域选择性的二卤代二苯砜比如4,4’-二氯二苯砜或4,4’-双-(4-氯苯基磺酰基)联苯的方法，在低温和不存在有毒试剂的情况下通过使至少一种酸、三氧化硫和至少一种卤代苯一起反应。本发明的方法尤其适合于制造4,4’-二氯二苯砜。

说明书

本申请要求于2011年4月18日提交的美国临时申请号61/476413 的优先权，为了所有的目的将该申请的全部内容通过引用结合在此。

技术领域

本发明涉及一种用于制造二卤代二苯砜比如4,4’-二氯二苯砜的新 方法。

背景技术

4,4’-二氯二苯砜，缩写为DCDPS，是一种具有分子式(ClC₆H₄)₂SO₂的有机砜。其最通常地用作一种制造砜聚合物的主要的单体。

除了4,4’-二氯二苯砜以外的二卤代二苯砜和相关的衍生物也具有 很大的工业重要性。除其他之外可以提及的一个为4,4’-双-(4-氯苯基磺 酰基)联苯或4,4’-双-(4-氯苯基磺酰基)三联苯。

可通过不同的方式制备DCDPS。通常，通过一种两步骤的弗里德 尔-克拉夫茨磺酸化和磺酰化反应来制备。

如US4,983,773所描述的，在200℃-250℃的温度下，通过用硫 酸处理氯苯合成DCDPS。该反应可在存在硼酸或三氟甲烷磺酸的情况 下完成，通过降低2,4’和3,4’异构体的形成来提高DCDPS产量。在约 10小时内完成该反应并且产生高产率的4,4’-二氯二苯砜。

Cl-Ph+H₂SO₄→Cl-Ph-SO₃H+H₂O

Cl-Ph+Cl-Ph-SO₃H→Cl-Ph-SO₂-Ph-Cl+H₂O

高温的使用导致选择性（80%-87%的4,4’-异构体）的降低并且也 要求使用昂贵的抗腐蚀性的构造材料。

也已经描述了更低的温度的使用。它给出了一个较高的区域选择 性但是需要活化的基质。

US3,415,887描述了起始于三氧化硫、硫酸二乙酯和氯苯的 DCDPS的合成。该反应是放热的，并且必须应用外部冷却以维持该温 度至不大于约15℃的水平，以便限制中间产物的分解。该反应在较低 的温度下进行并且导致更高的区域选择性。硫酸二甲酯也可用于替换 硫酸二乙酯。然而，由于其剧毒性导致关于其使用和运输的严重的问 题，硫酸二乙酯或硫酸二甲酯的使用已经被坚决制止。

因此，仍然非常需要在低温下并且在没有毒性的试剂的情况下， 以高产率和高区域选择性制造二卤代二苯砜和相关的衍生物的可替代 的途径。

发明内容

通过一种根据本发明允许制备具有如下分子式的分子（M）的方 法来满足这些需要：

X-[Ar¹-SO₂-Ar²]-[Ar³]_n-[Ar¹-SO₂-Ar²]_m-X    （M）

其中n和m独立地为0、1、2、3或4；

其中X是一种选自氯、氟、溴和碘的卤素；

其中Ar¹、Ar²相等或彼此不同，并且是如下分子式的芳香族部分：

其中Ar³选自由以下各项组成的组：

其中每个Ri是独立地选自由以下各项组成的组：氢、卤素、烷基、 烯基、炔基、芳基、醚、硫醚、羧酸、酯、酰胺、酰亚胺、碱或碱土 金属磺酸盐、烷基磺酸酯、碱或碱土金属膦酸盐、烷基膦酸酯、胺和 季铵；通过使至少一种酸、三氧化硫和至少一种卤代苯一起反应。

根据本发明的方法提供了在低温（低于200℃）和高的区域选择 性下，一种成本更低的、不使用昂贵的抗腐蚀性的构造材料的可替代 的路径，以制备上面提到的分子并且尤其是DCDPS。

发明详述

本发明涉及一种允许制备具有如下分子式的分子（M）的方法：

X-[Ar¹-SO₂-Ar²]-[Ar³]_n-[Ar¹-SO₂-Ar²]_m-X   （M）

如上所述，通过使至少一种酸、三氧化硫和至少一种卤代苯一起 反应。

在分子（M）中，n和m优选地独立地为0、1或2，更优选地n和m 为0或1。还有，X优选地选自F和Cl。另外，Ri优选地独立地选自由氢 和卤素组成的组，更优选地所有的Ri’是氢。

根据本发明，上面提到的“分子（M）”可显著地为以下分子之 一：

其中X可相同或不同，并且为选自氯、氟、溴和碘的任何卤素原 子。以上结构也可被与上述Ri相似的基团所取代。

换句话说，该分子（M）可为一种二卤代二苯砜，比如4,4’-二氯 二苯砜、4,4’-二氟二苯砜、4,4’-二溴二苯砜和4,4’-二碘二苯砜或混合 的衍生物。对于制备4,4’-二氯二苯砜获得优良的结果。

该分子（M）也可为4,4’-双-(4-氯苯基磺酰基)联苯或4,4’’-双-(4- 氯苯基磺酰基)三联苯。

在根据本发明的方法中，通过使至少一种酸、三氧化硫和至少一 种卤代苯一起反应来制备该分子（M）。

在本发明的方法过程中使用的每一种试剂优选地为干燥的，并且 具有优选地至少95%，更优选地至少98%和最优选地至少99%的纯度 水平。

在根据本发明的该方法中使用的该“至少一种酸”可选自由膦酸、 硼酸（H₃BO₃）、烃基硼酸（一种烷基或芳基取代的硼酸）、磺酸、羧 酸组成的组或其混合物。优选地，其选自由膦酸、磺酸、羧酸组成的 组或其混合物。

更精确地，该膦酸可为一种一、二或三膦酸。该总称“膦酸”指 通式ROP(OH)₂或RP(=O)(OH)₂的有机酸类中的一员，其中R可选自 烷基、卤代的烷基、芳基、卤代的芳基。

尤其，该磺酸可为一种一、二或三磺酸。该总称“磺酸”指通式 R-S(=O)₂-OH的有机酸类中的一员，其中R可选自烷基、卤代的烷基、 芳基、卤代的芳基。

尤其，该羧酸可为一种一、二或三羧酸。该总称“羧酸”指通式 R-C(=O)-OH的有机酸类中的一员，其中R可选自烷基、卤代的烷基、 芳基、卤代的芳基。在一些具体的实施例中，R也可为一种聚合物并且 尤其是一种包含全氟烷重复单元的聚合物。例如，由旭硝子（Asahi  Glass）出售的商品名称为下可商购的此类产品。

在一个更优选的实施例中，在根据本发明的方法中使用的“至少 一种酸”是一种磺酸或一种羧酸。仍更优选地，该酸是一种卤代烷羧 酸或一种卤代烷磺酸。甚至仍更优选地，该酸是一种氟代烷羧酸或一 种氟代烷磺酸。最优选地，该酸是一种全氟化的烷羧酸或一种全氟化 的烷磺酸。当该酸为三氟乙酸（TFA）或三氟甲烷磺酸（TfOH）或九 氟丁烷-1-磺酸时，获得优良的结果。

在一个具体的实例中，在根据本发明的方法中使用的“至少一种 酸”优选地为硼酸或硼酸与一种全氟化的烷羧酸或一种全氟化的烷磺 酸的混合物。更优选地，该“至少一种酸”是一种三氟乙酸和硼酸的 混合物。

在另一个优选的实施例中，在根据本发明的方法中使用的“至少 一种酸”优选地是一种磺酸或一种膦酸。更优选地，该酸是一种芳基 磺酸或一种芳基膦酸。

在根据本发明的方法中使用的三氧化硫可为气态的或液态的。其 优选地为气态的。也可使用发烟硫酸或出烟的硫酸。

术语“卤代苯”旨在指代任何苯的卤代衍生物。它可以为一、二 或三卤代的。该卤代苯优选地为一种一卤代苯，其中该卤素原子选自 氯、氟、溴和碘。更优选地，该卤代苯是一氯苯（MCB）。

本发明用于制备4,4’-二氯二苯砜的方法，起始于MCB和TFAA， 可根据以下反应方案（方案I）进行描述：

相似地，用于制备4,4’-双-(4-氯苯基磺酰基)联苯的方法，可根据 以下方案（II）进行描述：

如方案I和II所显示的，该方法可用一锅法以一个单独的步骤或 几个步骤进行。例如，在存在如下至少一种酸和三氧化硫的情况下， 4,4’-双-(4-氯苯基磺酰基)联苯的制备可以如下地进行（方案III），首 先是形成4-氯苯磺酸，接着是使其与联苯反应：

步骤1：

步骤2：

根据本发明的方法优选地在该方法的每个步骤中在低于200℃，更 优选地低于180℃，仍更优选地低于160℃并且最优选地低于140℃ 的温度下进行。另一方面，根据本发明的方法优选地在高于-40℃，更 优选地高于0℃，仍更优选地高于20℃和最优选地高于40℃的温度下 进行。

根据本发明的方法优选地在低于10atm，更优选地低于7atm，仍 更优选地低于5atm和最优选地低于2atm的压强下进行。另一方面， 根据本发明的方法优选地在高于0.5atm，更优选地高于0.6atm，仍更 优选地高于0.7atm和最优选地高于0.8atm的温度下进行。当在大气 压下进行根据本发明的该方法时获得优良的结果。

根据本发明的方法优选地在惰性气氛，典型地为氮气气氛下进行， 并且主要在无水条件下。

在一个具体的实施例中，根据本发明的该方法包括以下步骤（a） 至（e）：

（a）在温度T1下，将该至少一种酸和该至少一种卤代苯加至 一种反应介质中；

（b）将该反应介质维持在温度T2；

（c）将三氧化硫加至该反应介质中；

（d）将该反应介质维持在温度T3；

（e）将该分子（M）与该反应介质分离。

在步骤（a）中，该温度T1优选地低于100℃，更优选地低于80℃， 仍更优选地低于60℃和最优选地低于40℃。在另一方面，该温度T1 优选地高于-40℃，更优选地高于-20℃，仍更优选地高于0℃和最优选 地高于10℃。当T1为室温时获得优良的结果。

在步骤（a）后，该反应介质优选地维持在温度T2。该温度T2优 选地低于120℃，更优选地低于100℃，仍更优选地低于90℃和最优 选地低于80℃。另一方面，该温度T2优选地低于-20℃，更优选地高 于0℃，仍更优选地高于10℃和最优选地高于20℃。当T2包括于30℃ 和70℃之间时获得优良的结果。

在步骤（c）中，优选地非常缓慢地添加该三氧化硫。典型地，在 5分钟至10小时的时间内添加该三氧化硫，这取决于该反应介质的冷 却能力。通过外部冷却装置，该反应介质优选地维持在温度T2。

在步骤（d）期间，该温度优选地维持在温度T3。该温度T3优选 地低于140℃，更优选地低于130℃，仍更优选地低于120℃和最优选 地低于110℃。另一方面，该温度T3优选地高于0℃，更优选地高于 10℃，仍更优选地高于20℃和最优选地高于30℃。当T3包括于30℃ 和110℃之间时获得良好的结果。当通过增加一个步骤（d*）（其中 该反应介质维持在温度T3’，不同于温度T3）进行该方法时获得优良 的结果。根据以上详述的温度T3的优选范围来选择该温度T3’。

该反应介质优选地为均相的。

在另一个具体的实施例中，根据本发明的该方法包括以下步骤 （a’）至（k’）：

（a’）在温度T1*下，将该至少一种卤代苯加至第一反应介质中

（b’）将该第一反应介质维持在温度T2*；

（c’）将三氧化硫加至该第一反应介质中以形成一种无水卤代苯 磺酸；

（d’）在温度T3*下，将至少一种酸加至一种分开的第二反应介质 中；

（e’）将三氧化硫加至该第二反应介质中；

（f’）将该第二反应介质维持在温度T4*；

（g’）然后在温度T5*下，将第一反应介质与第二反应介质组合以 获得一种第三反应介质；

（h’）将该第三反应介质维持在温度T6*；

（i’）任选地，在温度T7*下，将另外量的该至少一种卤代苯或一 种芳香族化合物（A）加至该第三反应介质中；

（j’）将该第三反应介质维持在温度T8*；

（k’）将该分子（M）与第三反应介质分离。

在步骤（a’）和（b’）中，根据以上详述的温度T1和T2的优选 范围来选择温度T1*和T2*。

在步骤（c’）中，优选地非常缓慢的添加该三氧化硫。典型地， 在5分钟至10小时的时间内添加该三氧化硫，这取决于该反应介质的 冷却能力。通过外部冷却装置，该反应介质优选地维持在温度T2*。

在步骤（d’）中，该温度T3*优选地低于100℃，更优选地低于 80℃，仍更优选地低于60℃和最优选地低于50℃。在另一方面，该温 度T3*优选地高于-40℃，更优选地高于-20℃，仍更优选地高于0℃和 最优选地高于20℃。当T3*为45℃时获得优良的结果。

在步骤（f’）中，将该第二反应介质优选地维持在温度T4*。该温 度T4*优选地低于120℃，更优选地低于110℃，仍更优选地低于100℃ 和最优选地低于90℃。另一方面，该温度T4*优选地高于-20℃，更优 选地高于0℃，仍更优选地高于10℃和最优选地高于20℃。当T4*包 括于30℃和80℃之间时获得优良的结果。

当通过增加一个步骤（f’*）（其中该反应介质维持在温度T4’*， 不同于温度T4*）进行该方法时获得优良的结果。根据以上详述的温度 T4*的优选范围来选择该温度T4’*。

在步骤（g’）中，该温度T5*优选地低于120℃，更优选地低于 100℃，仍更优选地低于80℃和最优选地低于60℃。在另一方面，该 温度T5*优选地高于-40℃，更优选地高于-20℃，仍更优选地高于0℃ 和最优选地高于10℃。当T5*包括于20℃和50℃之间时获得优良的 结果。

在步骤（h’）中，将该反应介质优选地维持在温度T6*。根据以上 详述的温度T4*的优选范围来选择该温度T6*。

在步骤（i'）中，该温度T7*优选地低于140℃，更优选地低于120℃。 在另一方面，该温度T7*优选地高于-40℃，更优选地高于-20℃，仍更 优选地高于0℃和最优选地高于10℃。当T7*包括于30℃和100℃之 间时获得优良的结果。

在步骤（i'）中，取决于待合成的分子（M）的结构，可任选地将 另外量的该至少一种卤代苯或一种芳香族化合物（A）加至第三反应介 质。该芳香族化合物（A）旨在指代包括至少一个芳香族基团的任何分 子。优选地，该芳香族化合物（A）包括至少两个芳香族基团。这种芳 香族化合物（A）的非限制性的例子是：苯、联苯、（邻、间或对）三 联苯、芴、萘、蒽等。为了合成4,4’-双-(4-氯苯基磺酰基)联苯，将联 苯用作该芳香族化合物（A）。该芳香族化合物（A）实际上是分子（M） 中Ar³结构的前体。

在步骤（i'）之后，将该第三反应介质优选地维持在温度T8*。根 据以上详述的温度T2的优选范围来选择该温度T8。

该反应介质优选地为均相的，但是在一些情况下，最终产物（M） 在合成期间可从溶液中沉淀出来，并且/或该芳香族化合物（A）在该 反应介质中可为不溶解的。

如上所述的多步的方法尤其非常适用于合成具有通式Ar¹-SO₂-Ar²的不对称砜类，其中Ar¹和Ar²都是芳香族基团但是不同。在该情况下， Ar¹X（一种卤代苯其中X为如上所述的）在步骤（a’）中添加，而Ar²X 在步骤（i'）中添加。

该分子（M）可通过沉淀、结晶或萃取与该反应介质分离。当分 子（M）且尤其是4,4’-二氯二苯砜通过在水中或甲醇中沉淀，通过液- 液萃取或通过在真空下蒸馏分离时，获得良好的结果。

在反应结束时，可以回收该至少一种酸。通过简单的物理分离可 以实现回收。因为根据本发明所使用的该酸（这些酸）是真催化剂， 即反应之后在反应介质中发现它们是完整的，它（它们）可使用亚化 学计量的量，这是有经济吸引力的。

根据本发明的方法优选地使用不同试剂的特定的摩尔比进行。

优选地，该三氧化硫与至少一种卤代苯的摩尔比从0.17至1.2， 更优选地从0.25至1。当该比值为约0.42时获得优良的结果。

优选地，至少一种酸与至少一种卤代苯的摩尔比从0.1至10，更 优选地从0.5至5，最优选地从2至4。当该比值为约3时获得优良的 结果。

根据本发明的方法优选地在没有任何除了反应物以外的其他液体 的情况下进行，这是更有经济利益的。然而，也可以使用溶剂稀释该 反应介质，比如硝基甲烷、硝基苯、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、氯仿、 1,1,2,2-四氯乙烷、1,2-二氯苯、1,2,4-三氯苯、二硫化碳、三氯乙烯、 烷烃、石油醚和N-甲基吡咯烷酮。

根据本发明的方法优选地以一锅法进行。术语“一锅法”当其指 的是一个反应时，通常旨在指代任何的如下反应：其中一种反应物仅 在一种反应器中经历连续的化学反应，因此避免长期的分离方法和中 间的化学化合物的提纯。

在一个具体的实施例中，根据本发明的方法优选地在除了该至少 一种酸，还存在一种进一步的催化剂的情况下进行。如果存在，该催 化剂在每摩尔卤代苯中优选地以从0.2至50g，更优选地1至10g并 且最优选地2至5g的量使用。本发明中任选地使用的该催化剂可为异 相的或均相的。

均相的催化剂的非限制性的例子是ZnCl₂和AlCl₃。

均相催化剂也可沉积在固体载体比如粘土、氧化铝、二氧化硅和 沸石上。

根据本发明的方法优选地在存在一种酸催化剂的情况下进行。

在一些具体的实施例中，该催化剂是异相的。优选地，它是一种 固体酸催化剂。更优选地，该催化剂选自由铝硅酸盐、全氟烷基磺酸 树脂和混合氧化物组成的组。

该固体酸催化剂选自下组：铝硅酸盐、全氟烷基磺酸树脂（比如 -型）或混合氧化物（比如硫酸化的氧化锆）。适当的铝硅酸盐 为晶体硅酸铝盐，像酸处理的粘土，例如蒙脱石K10和类似物，以及 沸石，例如SiO₂/Al₂O₃比值≤40的H-β沸石。H-β沸石为优选的催化 剂。该催化剂形状与所设计的方法相关：小球用于固定床的或粉末用 于淤浆型反应器。这两种形式的催化剂都是商业上可用的。

取决于这些试剂的量和反应性，选择用于进行根据本发明的方法 的条件，该反应可在几分钟或几个小时内发生。

本发明的仍另一个方面涉及在存在三氧化硫的情况下，无机酸、 磺酸、羧酸或其混合物用于合成一种分子（M）的用途，该分子（M） 优选地为一种二卤代二苯砜。

若任何引用结合在此的专利、专利申请以及公开物中的披露内容 与本申请的描述相冲突的程度到了可能导致术语不清楚，则本说明应 该优先。

实例

以下的实例1至9涉及4,4’-二氯二苯砜的合成。根据本发明进行 实例1至5，并且当调整试剂和条件时，这些实例出人意料地具有一个 非常高水平的区域选择性以及中等至良好的产率（见表1）。

实例10和11涉及4,4’-双-(4-氯苯基磺酸基)联苯和4,4’’-双-(4-氯 苯基磺酸基)三联苯的合成，并且根据本发明进行。

使用以下试剂进行这些实例：

卤代苯：一氯苯（MCB，PPG，99%）。

酸：三氟甲烷磺酸（TfOH，奥德里奇（Aldrich），98%）或三氟 乙酸（TFA，奥德里奇，99%）

固体酸催化剂：Zeochem的沸石H-β：PB-H25粉末， SiO₂/Al₂O₃=30.3mol/mol，524m²/g BET表面积，8-10μm平均颗粒大 小或PB-H25，球粒，2.0-3.0mm，使用前都在500℃空气下 干燥12小时。

芳香族化合物：联苯（奥德里奇，99.5%）

用TfOH，没有固体酸催化剂的情况下

在含有一个PTFE涂覆的搅拌棒，并且配备一个PTFE涂覆的热电 偶、允许蒸汽返回混合物的蒸馏接收器（Barrett阱）+回流冷凝器+ H₂SO₄洗涤器，以及连接至发烟硫酸蒸馏装置的一个进口管和一个进氮 气管的一个干燥的3颈250-mL圆底烧瓶中，在氮气下连续引入以下各 项：

1.100.00g TfOH

2.56.29g MCB。

然后密封该烧瓶并且在搅拌下加热该混合物至40℃。当该混合物 达到40℃时，从相邻的发烟硫酸蒸馏装置向该反应器缓慢地引入34.00 g的SO₃蒸气。该添加持续60分钟，在此期间通过应用外部冷却至该 反应烧瓶使其温度维持在40℃。在添加结束时，将该反应介质维持在 40℃1小时，接着加热至55℃。该反应介质维持在55℃1小时。将该 反应介质温度升高至70℃，并且该反应介质维持在70℃1小时。将该 反应介质温度升高至100℃，并且该反应介质维持在100℃1小时。在 该反应结束时，将该反应介质倾注至2,000mL的去离子水上。通过过 滤分离形成的沉淀，用更多的去离子水（2,000mL）冲洗并且在 60℃/0.13atm下干燥20小时。通过GC分析该干燥的固体（51.06g） 并且显示是4,4’-二氯二苯砜（96.7%4,4’-异构体），84%产率。

实例2：用TFA，存在固体酸催化剂的情况下

在含有一个PTFE涂覆的搅拌棒，并且配备一个PTFE涂覆的热电 偶、允许蒸汽返回混合物的蒸馏接收器（Barrett阱）+回流冷凝器+ H₂SO₄洗涤器，以及连接至发烟硫酸蒸馏装置的一个进口管和一个进氮 气管的一个干燥的3颈250-mL圆底烧瓶中，在氮气下连续引入以下各 项：

1.71.40g TFA

2.5.69g沸石H-β粉末

3.87.80g MCB。

然后密封该烧瓶并且在搅拌下加热该混合物至60℃。当该混合物 达到60℃时，从相邻的发烟硫酸蒸馏装置向该反应器缓慢地引入50.00 g的SO₃蒸气。该添加持续60分钟，在此期间通过应用外部冷却至该 反应烧瓶使其温度维持在60℃。在添加结束时，将该反应介质冷却至 40℃并且维持在40℃1小时，接着加热至55℃。该反应介质维持在 55℃1小时。将该反应介质温度升高至70℃，并且该反应介质维持在 70℃1小时。将该反应介质温度升高至100℃，并且该反应介质维持在 100℃1小时。在该反应结束时，通过在压力下过滤（0.7μm玻璃纤维 过滤器GF/F）去除该催化剂并且将该滤液倾注至2,000mL的去离子水 上。通过过滤分离形成的沉淀，用更多的去离子水（2,000mL）冲洗并 且在60℃/0.13atm下干燥20小时。通过GC分析该干燥的固体（26.47 g）并且显示是4,4’-二氯二苯砜（96.7%4,4’-异构体），30%产率。

实例3：用TFA，没有固体酸催化剂的情况下

在含有一个PTFE涂覆的搅拌棒，并且配备一个PTFE涂覆的热电 偶、允许蒸汽返回混合物的蒸馏接收器（Barrett阱）+回流冷凝器+ H₂SO₄洗涤器，以及连接至发烟硫酸蒸馏装置的一个进口管和一个进氮 气管的一个干燥的3颈250-mL圆底烧瓶中，在氮气下连续引入以下各 项：

1.71.86g TFA

2.88.02g MCB。

然后密封该烧瓶并且在搅拌下加热该混合物至70℃。当该混合物 达到70℃时，从相邻的发烟硫酸蒸馏装置向该反应器缓慢地引入65.00 g的SO₃蒸气。该添加持续60分钟，在此期间通过应用外部冷却至该 反应烧瓶使其温度维持在70℃。在添加结束时，将该反应介质维持在 70℃24小时。在该反应结束时，将该反应介质倾注至2,000mL的去 离子水上。通过过滤分离形成的沉淀，用更多的去离子水（2,000mL） 冲洗并且在60℃/0.13atm下干燥20小时。通过GC分析该干燥的固 体（20.36g）并且显示是4.4’-二氯二苯砜（95.8%4,4’-异构体），17% 产率。

实例4：用TFA的多步骤的方法，没有固体酸催化剂的情况下

在配备一个连接至发烟硫酸蒸馏装置的进口管的干燥的250mL 的有夹套的加料漏斗中，维持在氮气覆盖下，在均衡的压力下引入 213.67g的TFA。将该加料漏斗的夹套加热至45℃并且经由一个玻璃 料将75.02g的SO₃蒸气缓慢地引入至TFA中。总的添加时间是2小时。 然后将三氟乙酰硫酸酯的混合物维持在45℃3小时并且冷却至5℃储 存。维持在该混合物上一直有氮气覆盖。

在含有一个PTFE涂覆的搅拌棒，并且配备一个PTFE涂覆的热电 偶、允许蒸汽返回混合物的蒸馏接收器（Barrett阱）+回流冷凝器+ H₂SO₄洗涤器，以及连接至包含该三氟乙酰硫酸的有夹套的添加漏斗的 一个干燥的3颈250-mL圆底烧瓶中，在氮气下引入如上所述制备的三 氟乙酸盐混合物的三分之一（25.00g SO₃+71.22g TFA）。将比较实 例6中制备的43.15g的熔化的4-氯苯磺酸（93%wt纯的），连同47.52 g的TFA一起加至该Barrett阱中。在反应烧瓶中，将该三氟乙酰硫酸 酯混合物加热至40℃。然后，将在Barrett阱中的4-氯苯磺酸和TFA 的混合物在搅拌下在30分钟内缓慢地加至该反应烧瓶中。然后，将 24.61g的MCB加至该Barrett阱中，并且在30分钟内内缓慢的加至该 反应烧瓶中。该反应介质在搅拌下加热至60℃。该反应介质维持在60℃ 3小时。随着该Barrett阱置于收集位置，将该温度升高至100℃。将 85.06g的蒸馏物收集在Barrett阱中并去除。再次将该Barrett阱放在全 回流位置，并且将该反应介质维持在100℃5小时。

在该反应结束时，将混合物倾注至2,000mL的去离子水上。通过 过滤分离形成的沉淀，用更多的去离子水（2,000mL）冲洗并且在60℃ /0.13atm下干燥20小时。通过GC分析该干燥的固体（9.480g）并且 显示是4.4’-二氯二苯砜（98.9%4,4’-异构体），11%产率。考虑出现在 初始4-氯苯磺酸中的二氯二苯砜（97.3%）的异构体纯度，与三氟乙酰 硫酸酯反应的区域选择性为99.6%。

实例5：用TFA的多步骤的方法，存在固体酸催化剂的情况下

除了在开始加入4-氯苯磺酸之前，将5.2064g的沸石H-β小球加 至反应烧瓶中的三氟乙酸酯以外，重复实例4的步骤。在该反应结束 时，通过在布氏漏斗上过滤去除该催化剂并且将该滤液倾注至2,000 mL的去离子水上。通过过滤分离形成的沉淀，用更多的去离子水（2,000 mL）冲洗并且在60℃/0.13atm下干燥20小时。通过GC分析该干燥 的固体（11.760g）并且显示是4.4’-二氯二苯砜（97.1%4,4’-异构体）， 14%产率。考虑出现在初始4-氯苯磺酸中的二氯二苯砜（97.3%）的异 构体纯度，与三氟乙酰磺酸酯反应的区域选择性为97.0%

比较实例6：没有TFA或TfOH的情况下

在含有一个PTFE涂覆的搅拌棒，并且配备一个PTFE涂覆的热电 偶、允许蒸汽返回混合物的蒸馏接收器（Barrett阱）+回流冷凝器+ H₂SO₄洗涤器，以及连接至发烟硫酸蒸馏装置的一个进口管和一个进氮 气管的一个干燥的3颈250-mL圆底烧瓶中，在氮气下引入225.12g的 MCB。

然后密封该烧瓶并且将该混合物冷却至10℃。当该混合物达到 10℃时，从相邻的发烟硫酸蒸馏装置向该反应器缓慢地引入21.50g 的SO₃蒸气。该添加持续60分钟，在此期间通过应用外部冷却至该反 应烧瓶使其温度维持在10℃。在该反应结束时，将混合物倾注至2,000 mL的去离子水上。通过过滤分离形成的沉淀，用更多的去离子水（2,000 mL）冲洗并且在60℃/0.13atm下干燥20小时。通过GC分析该干燥 的固体（3.527g）并且显示是4.4’-二氯二苯砜（97.3%4,4’-异构体）， 4%产率。

比较实例6的产品实际上主要由4-氯苯磺酸构成。通过在降低的 压力下将过量的一氯苯从最终的反应介质中蒸发，分离出52.30g的4- 氯苯磺酸（93wt%纯的，0.252mol）。所得的固体也包含4,4’-二氯二 苯砜（6.7wt%）和硫酸（0.3wt%）。

比较实例7、8和9：

US4,983,773在其实例1、2和3中描述了4,4'-二氯二苯砜的合成。 在实例2和3中分别使用硼酸和三氟甲烷磺酸（TfOH）作为催化剂。 在没有酸（即膦酸、磺酸、羧酸，比如TFA或TfOH）加入的情况下， 需要200℃-250℃的温度以获得类似的产率，但是这是以牺牲反应选 择性来实现的。

实例10：用TFA，在没有固体酸催化剂的情况下，制备4,4’-双-(4- 氯苯基磺酰基)联苯

实例6的产品主要由4-氯苯磺酸构成。通过在降低的压力下将过 量的一氯苯从最终的反应介质中蒸发，分离出52.30g的4-氯苯磺酸（93 wt%纯的，0.252mol）。所得的固体也包含4,4’-二氯二苯砜（6.7wt%） 和硫酸（0.3wt%）。

将该固体引入到含有一个PTFE涂覆的搅拌棒，并且配备一个 PTFE涂覆的热电偶、允许蒸汽返回混合物的蒸馏接收器（Barrett阱） +回流冷凝器+H₂SO₄洗涤器，以及连接至发烟硫酸蒸馏装置的一个 进口管和一个进氮气管的一个干燥的3颈250-mL圆底烧瓶中。然后在 氮气下，将57.47g三氟乙酸（0.504mol）引入至该烧瓶中。然后密封 该烧瓶并且在搅拌下加热该混合物至40℃。当该混合物达到40℃时， 从相邻的发烟硫酸蒸馏装置向该反应器缓慢地引入20.17g的SO₃（0.252mol）蒸气。该添加持续60分钟，在此期间通过应用外部冷却 至该反应烧瓶使其温度维持在40℃。在添加结束时，将19.43g联苯 （0.126mol）加入至该烧瓶，并且该反应介质的温度升高至100℃并 且维持在100℃5小时。在该反应介质中迅速形成一种固体。在该反应 结束时，将该混合物倾注至2,000mL的异丙醇上。通过过滤分离该固 体，用更多的去离子水（2,000mL）冲洗并且在60℃/0.13atm下干燥 20小时。通过HPLC分析该干燥的固体（9.51g，15%产率）并且通过 与可商购的样品（奥德里奇，98%）对比，显示为4.4’-双-(4-氯苯基磺 酰基)联苯。

实例11：用TFA，在没有固体酸催化剂的情况下，制备4,4”-双-(4- 氯苯基磺酰基)三联苯

除了使用29.02g的p-三联苯（奥德里奇，99+%）替代联苯以外， 按照与实例10相同的步骤，产生7.3g的4,4’’-双-(4-氯苯基磺酰基)三 联苯(10%产率)，通过¹H NMR（DMSO-d₆）确定其结构。

表1：4,4'-二氯二苯砜的合成-实验结果