CN101108820B - 异硫脲嗡盐及其制备方法和用其制备取代苯乙硫醇类化合物的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于有机合成领域，尤其涉及异硫脲嗡盐及其制备方法和用其制备取代苯乙硫醇类化合物的方法。异硫脲嗡盐，所述异硫脲嗡盐(IV)的结构式如下所述：
，其中，所述的R为氢、卤素原子或C1-C4的烷基，所述的X为可以成酸的阴离子基团。本发明还公开了上述的异硫脲嗡盐的制备方法和用其制备取代苯乙硫醇类化合物的方法。本发明由于采用了以上的技术方案，提供一种异硫脲嗡盐，该异硫脲嗡盐可以用于取代苯乙硫醇类化合物的制备，用上述方法制备取代苯乙硫醇类化合物具有操作简单，成本低，收率高，易于工业化等特点。
Description
技术领域
本发明属于有机合成领域，尤其涉及异硫脲嗡盐及其制备方法和用其制备取代苯乙硫醇类化合物的方法。
背景技术
取代苯乙硫醇类化合物是有机合成的重要中间体，也是亮氨酸等氨基酸的良好拆分剂苯乙磺酸的制备原料。专利US2402613公开了硫代羰基通过催化氢化和水解制备硫醇的方法，该方法成本高，收率低，操作繁琐，无法实现工业化生产。专利US4161493报道了利用硫醛或硫酮和硫醇进行交换反应得到相应的产物，虽然该方法具有选择性和转化率高等特点，但主产物和副产物分离困难，从而阻碍了该方法的工业应用。村井真二等发表的文章(《日本化学会誌》，1987，(7)，P.1502-1504)采用硫、一氧化碳和水与芳烃酮和醛反应制备硫醇的方法，该方法虽然收率较高，但反应结束后排出的一氧化碳对环保压力大，限制了该方法的商业化生产。针对现有技术的不足，本发明提供一种原料易得，成本低，操作简单，对环境友好，易于工业化生产的制备方法。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明的一个目的是提供一种异硫脲嗡盐，可以用于取代苯乙硫醇类化合物的制备，具有操作简单，成本低，收率高，易于工业化等特点。
本发明的第二个目的是提供上述的异硫脲嗡盐的制备方法。
本发明的第三个目的是提供用上述的异硫脲嗡盐制备取代苯乙硫醇类化合物的方法。
为了实现第一个目的，本发明采用了以下的技术方案：
异硫脲嗡盐，所述异硫脲嗡盐(IV)的结构式如下所述：
其中，所述的R为氢、卤素原子或C1-C4的烷基，所述的X为可以成酸的阴离子基团。
作为优选，上述的R为氟、氯、甲基、乙基或叔丁基。
作为优选，上述的酸选自苯磺酸、对甲苯磺酸、甲磺酸、硫酸、盐酸、氢溴酸和硝酸中的一种或多种。
为了实现第二个目的，本发明采用了以下的技术方案：
上述的异硫脲嗡盐的制备方法，由苯乙烯类化合物(II)和硫脲(III)在水介质中，在一种或多种酸HX和相转移催化剂的存在下进行反应生成，其化学反应方程式如下：
作为优选，上述的苯乙烯类化合物(II)和硫脲(III)的反应摩尔比为1：0.9～2。
作为优选，上述的苯乙烯类化合物(II)和酸、催化剂的摩尔比为1：0.9～5：0.0001～0.5。
作为优选，上述形成嗡盐的反应温度为50～120℃。再优选60～100℃下进行，时间为0.5～10小时。
作为优选，上述的相转移催化剂是季铵盐、季磷盐或冠醚。作为再优选，上述的相转移催化剂是式(4a)或(4b)的化合物：
R1’R2’R3’R4’N+Hal-(4a)或R1”R2”R3”R4”P+Hal-(4b)
其中：R1’、R2’、R3’、R4’可以相同或不同，代表苯基、烷基或苯基取代烷基；
R1”、R2”、R3”、R4”可以相同或不同，代表苯基、烷基或苯基取代烷基；
R1’、R2’、R3’、R4’与R1”、R2”、R3”、R4”可以相同或不同；
Hal是卤素，选自氟、氯、溴和碘。
作为优选，上述的R1’、R2’、R3’、R4’和R1”、R2”、R3”、R4”分别代表C1-C8烷基或苯甲基，尤其是C1-C4烷基、苯甲基或苯基。最优选的R1’、R2’、R3’、R4’和R1”、R2”、R3”、R4”分别代表C3-C4烷基，尤其是丁基。优选的Hal是氟、氯或溴，最优选氯或溴，尤其是溴。
为了实现上述的第三个目的，本发明采用了以下的技术方案：
一种取代苯乙硫醇类化合物的制备方法，采用上述的异硫脲嗡盐(IV)在碱的作用下分解生成取代苯乙硫醇类化合物(I)；其化学反应方程式如下：
作为优选，上述的碱选自氨水、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠和碳酸钾中的一种或多种。
作为优选，上述的分解嗡盐的反应温度为20～90℃，碱的水溶液浓度为1～40％。优选的分解反应时间为0.2～10小时。
本发明可以采用在一个反应体系中进行连续反应制备取代苯乙硫醇类化合物，其方法如下：将苯乙烯类化合物(II)和硫脲(III)在水介质中，在一种或多种酸和相转移催化剂的存在下进行反应，生成一种异硫脲嗡盐，然后在碱的作用下分解生成取代苯乙硫醇类化合物(I)。上述的酸、相转移催化剂、碱的选择以及工艺条件的优选方案同样适用于本技术方案。
本发明由于采用了以上的技术方案，提供一种异硫脲嗡盐，该异硫脲嗡盐可以用于取代苯乙硫醇类化合物的制备，用上述方法制备取代苯乙硫醇类化合物具有操作简单，成本低，收率高，易于工业化等特点。
具体实施方式
实施例1
按照摩尔比为2-正丁基苯乙烯：硫脲：氢溴酸：四丁基溴化铵：氨水＝1：1.05：1：0.003：1.2进行如下反应：
将50％氢溴酸、四丁基溴化铵和硫脲混合升温至80℃，于75℃-85℃滴加1mol的2-正丁基苯乙烯，滴加完毕后于80-85℃恒温反应5小时。反应结束后将反应液降温至30℃以下。取样对反应液做气相分析测定体系中含有相应的异硫脲嗡盐。然后在体系中滴加17％的氨水，并控制体系温度为30-40℃，滴加完毕后升温至60℃，恒温搅拌30分钟，冷却至30℃，反应液静置分层，有机相用70ml水洗得到粗品2-正丁基苯乙硫醇。将粗品2-正丁基苯乙硫醇减压蒸馏，于150-180℃真空度为-0.08～-0.095MPa收集馏分，得产品175g，收率为90％，经HPLC检测含量≥99％。
实施例2
按照摩尔比为4-氯苯乙烯：硫脲：盐酸：三乙基苄基氯化铵：碳酸钠＝1：1.5：3：0.4：2进行如下反应：
将30％盐酸、三乙基苄基氯化铵和硫脲混合升温至80℃，于80℃-90℃滴加1mol的4-氯苯乙烯，滴加完毕后于90℃-95℃恒温反应3小时。反应结束后将反应液降温至30℃以下。取样对反应液做气相分析测定体系中含有相应的异硫脲嗡盐。然后在体系中滴加20％的碳酸钠水溶液，并控制体系温度为30-40℃，滴加完毕后升温至50℃，恒温搅拌30分钟，冷却至30℃，反应液静置分层，有机相用70ml水洗得到粗品4-氯苯乙硫醇。将粗品4-氯苯乙硫醇减压蒸馏，于120-150℃真空度为-0.08～-0.095MPa收集馏分，得产品150g，收率为87％，经HPLC检测含量≥99％。
实施例3
按照摩尔比为4-甲基苯乙烯：硫脲：对甲苯磺酸：四丁基氯化铵：氢氧化钠＝1：2：4：0.02：1进行如下反应：
将20％对甲苯磺酸水溶液、四丁基氯化铵和硫脲混合升温至80℃，于80℃-85℃滴加1mol的4-甲基苯乙烯，滴加完毕后于85-90℃恒温反应4小时。反应结束后将反应液降温至30℃以下。取样对反应液做气相分析测定体系中含有相应的异硫脲嗡盐。然后在体系中滴加40％的氢氧化钠水溶液，并控制体系温度为30-40℃，滴加完毕后升温至70℃，恒温搅拌30分钟，冷却至30℃，反应液静置分层，有机相用70ml水洗得到粗品4-甲基苯乙硫醇。将粗品4-甲基苯乙硫醇减压蒸馏，于120-140℃真空度为-0.08～-0.095MPa收集馏分，得产品129.5g，收率为85％，经HPLC检测含量≥99％。
Claims (11)
1.取代苯乙硫醇类化合物的制备方法，其特征在于该方法包括以下的步骤：
①由苯乙烯类化合物(II)和硫脲(III)在水介质中，在一种或多种酸HX和相转移催化剂的存在下进行反应生成异硫脲嗡盐(IV)，其化学反应方程式如下：
其中，所述的R为氢、卤素原子或C1-C4的烷基，所述的X为可以成酸的阴离子基团；
②异硫脲嗡盐(IV)在碱的作用下分解生成取代苯乙硫醇类化合物(I)；其化学反应方程式如下：
2.根据权利要求1所述的取代苯乙硫醇类化合物的制备方法，其特征在于：R为氟、氯、甲基、乙基或叔丁基。
3.根据权利要求1所述的取代苯乙硫醇类化合物的制备方法，其特征在于：酸选自苯磺酸、对甲苯磺酸、甲磺酸、硫酸、盐酸、氢溴酸和硝酸中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的取代苯乙硫醇类化合物的制备方法，其特征在于：所述的苯乙烯类化合物(II)和硫脲(III)的反应摩尔比为1∶0.9～2。
5.根据权利要求1所述的取代苯乙硫醇类化合物的制备方法，其特征在于：苯乙烯类化合物(II)和酸、催化剂的摩尔比为1∶0.9～5∶0.0001～0.5。
6.根据权利要求1所述的取代苯乙硫醇类化合物的制备方法，其特征在于：形成嗡盐的反应温度为50～120℃。
7.根据权利要求1所述的取代苯乙硫醇类化合物的制备方法，其特征在于：所述的相转移催化剂是季铵盐、季磷盐或冠醚。
8.根据权利要求7所述的取代苯乙硫醇类化合物的制备方法，其特征在于：相转移催化剂是式(4a)或(4b)的化合物：
R1’R2’R3’R4’N+Hal-(4a)或R1”R2”R3”R4”P+Hal-(4b)
其中：R1’、R2’、R3’、R4’可以相同或不同，代表苯基、烷基或苯基取代烷基；
R1”、R2”、R3”、R4”可以相同或不同，代表苯基、烷基或苯基取代烷基；
R1’、R2’、R3’、R4’与R1”、R2”、R3”、R4”可以相同或不同；
Hal是卤素，选自氟、氯、溴和碘。
9.根据权利要求8所述的取代苯乙硫醇类化合物的制备方法，其特征在于：R1’、R2’、R3’、R4’和R1”、R2”、R3”、R4”分别代表C1-C8烷基或苯甲基。
10.根据权利要求1所述的取代苯乙硫醇类化合物的制备方法，其特征在于：所述的碱选自氨水、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠和碳酸钾中的一种或多种。
11.根据权利要求1所述的取代苯乙硫醇类化合物的制备方法，其特征在于：分解嗡盐的反应温度为20～90℃，碱的水溶液浓度为1～40％。
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