CN103435431A - 一种绿色合成不对称硫脲的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一种绿色合成不对称硫脲的方法，涉及有机化工领域。按照下述步骤进行：（1）以苯氧基硫酰氯或取代苯氧基硫酰氯和伯胺为原料合成O-芳基硫代酰胺中间体；伯胺与取代苯氧基硫酰氯的摩尔比为1-3:1，以水作为溶剂，反应温度为10～60℃，反应时间为0.5～12h；（2）O-芳基硫代酰胺中间体与另一种伯胺反应制备不对称硫脲：伯胺与O-芳基硫代酰胺中间体的摩尔比为1-3:1，以水作为溶剂，反应温度为65～100℃，反应时间为10～120min。本发明具有反应原料易得、低毒、反应条件温和、反应时间短，分离提纯方便，底物适用范围广等许多优点，具有很高的应用价值。

Description

一种绿色合成不对称硫脲的方法
技术领域
本发明涉及有机化工领域，特别涉及一种绿色合成不对称硫脲的方法。
背景技术
硫脲常用于构建杂环骨架，是一类用途极广的有机合成中间体和医药中间体，广泛应用于医药、农药、染料、手性合成、临床医学、环境监测和生物代谢以及化工生产等各个领域，因此，硫脲的合成方法研究一直是有机化学的一个重要课题。
以胺为原料合成硫脲是一种比较简便和经济的方法。常见方法是采用硫光气或二硫化碳与胺类化合物一步缩合制备硫脲，但这两种方法具有很大的弊端：一方面，硫光气或二硫化碳毒性比较大，其生产、运输和使用都不安全，对环境的危害也较大；另一方面，该方法只能制备结构对称的硫脲。尽管以异硫氰酸酯和胺为原料可以合成结构不对称的硫脲，但该方法的前提是必须制备相应的异硫氰酸酯，而许多异硫氰酸酯却难以合成，且稳定性差或生产不安全。
因此，开发新的路线简洁、反应条件温和、操作简便和安全、且环境友好、底物适用范围更广泛的不对称硫脲的合成方法仍是化学工作者的重要任务之一。
发明内容
本发明克服现有技术中以胺为原料合成不对称硫脲衍生物时方法局限、原料难得、毒性大、生产不安全的不足，提供一种绿色、高效且底物适用范围广泛的合成不对称硫脲的方法。以水作为溶剂，苯氧基硫酰氯或取代苯氧基硫酰氯和伯胺为原料先制备和分离O-芳基硫代酰胺中间体，然后再与另一种伯胺反应生成不对称硫脲。反应方程式如下：
Figure BDA0000374509000000011
一种绿色合成不对称硫脲的方法，按照下述步骤进行：
(1)以苯氧基硫酰氯或取代苯氧基硫酰氯和伯胺为原料合成O-芳基硫代酰胺中间体：将伯胺（R1-NH2）与苯氧基硫酰氯或取代苯氧基硫酰氯以摩尔比为1-3:1混合，然后加入水，在反应温度为10～60℃，反应0.5～12h，停止反应，冷却静置，抽滤，依次用10%盐酸、清水洗涤，即制得O-芳基硫代酰胺中间体；
（2）O-芳基硫代酰胺中间体与另一种伯胺（R2-NH2）反应制得不对称硫脲：将伯胺与O-芳基硫代酰胺中间体以摩尔比1-3:1混合，然后加入水，反应温度为65～100℃；反应时间为10～120min，停止反应，冷却静置，抽滤，依次用10%盐酸、清水洗涤，得到不对称硫脲；
作为优选，步骤（1）所述的取代苯氧基硫酰氯的结构式为
Figure BDA0000374509000000021
其中取代基R为1-6个碳原子的烷基、1-6个碳原子的烷氧基、卤素原子、氨基、取代氨基或硝基中的一种；其中取代基R在苯氧基硫酰氯的邻位，间位或对位。
进一步地，步骤（1）所述的伯胺（R1-NH2）和步骤（2）所述的伯胺（R2-NH2）均为脂肪类伯胺或芳香类伯胺，其中R1≠R2。
作为优选，所述的脂肪类伯胺为含杂原子或杂环的烷基胺，所述的芳香类伯胺为苄胺、取代苄胺、稠环胺或杂环芳香胺中的一种。
作为优选，所述的杂环芳香胺为氨基吡啶衍生物、氨基呋喃衍生物、氨基噻吩衍生物、氨基嘧啶衍生物、氨基吡唑衍生物或氨基咪唑衍生物。
作为优选，步骤（1）中所述水的用量为苯氧基硫酰氯或取代苯氧基硫酰氯：水=1：15（mmol/mL）；步骤（2）中所述水的用量为O-芳基硫代酰胺：水=1：15（mmol/mL）。
作为优选，步骤（1）所述的苯氧基硫酰氯或取代苯氧基硫酰氯与伯胺摩尔比为1:2，反应温度为25℃，反应时间为1～2h；步骤（2）所述的O-芳基硫代酰胺中间体与伯胺摩尔比为1:1；反应温度为100℃；反应时间为20～60min。
本发明的有益效果如下：采用苯氧基硫酰氯或取代苯氧基硫酰氯和伯胺类化合物为原料，在水中分两步合成不对称硫脲，与现有技术中的制备方法相比，具有反应原料易得、低毒、反应条件温和、分离提纯方便、底物适用范围广泛、收率高和绿色环保等许多优点，具有很高的应用价值。
具体实施方式：
以下结合实施例对本发明进行详细描述，但本发明不局限于这些实施例。
实施例1
第一步：在50mL的单口烧瓶中依次加入苯氧基硫代酰氯（1mmol,0.17g）、15mL水和苯胺（2mmol,0.19g），25℃下搅拌1h，停止反应。抽滤，滤饼依次用10%盐酸、清水洗涤，得到纯的N-苯基-O-苯基硫代酰胺中间体，产率95.4%。
第二步：在50mL的单口烧瓶中依次加入N-苯基-O-苯基硫代酰胺（1mmol,0.23g）、15mL水和苄胺（1mmol,0.11g），100℃下搅拌反应60min，停止反应。冷却静置，抽滤，滤饼依次用10%盐酸、清水洗涤，得到苯基苄基硫脲，产率为90.2%。
1H NMR(300MHZ,DMSO):δ=9.67(s,1H,NH),8.21(s,1H,NH),7.44(d,J=7.5Hz,2H,ArH),7.34-7.22(m,7H,ArH),7.11(d,J=7.5Hz,1H,ArH),4.74(d,J=5.7Hz,2H,CH2);13CNMR(75MHZ,DMSO):δ=181.2,139.7,139.5,129.1,128.7,127.9,127.3,124.7,123.8,47.6;MS(ESI):m/z=241([M-H]-,100%).
实施例2
参照实施例1的方法，第一步反应中以对氟苯氧基硫酰氯作为碳硫化试剂，N-苯基-O-苯基硫代酰胺中间体的收率为89.6%。
实施例3
参照实施例1的方法，第一步反应中苯氧基硫代酰氯和苯胺的摩尔比为1：1，N-苯基-O-苯基硫代酰胺中间体的收率为85.3%。
实施例4
参照实施例1的方法，第一步反应中苯氧基硫代酰氯和苯胺的摩尔比为1：3，N-苯基-O-苯基硫代酰胺中间体的收率为95.6%。
实施例5
参照实施例1的方法，第二步反应中N-苯基-O-苯基硫代酰胺和苄胺的摩尔比为1：3，N-苯基-O-苯基硫代酰胺中间体的收率为88.4%。
实施例6
参照实施例1的方法，进行伯胺底物适应范围考察。结果见表1。
表1水相中不对称硫脲合成的伯胺底物适应范围考察
Figure BDA0000374509000000031
Figure BDA0000374509000000051

Claims (7)

1.一种绿色合成不对称硫脲的方法，其特征在于：按照下述步骤进行：
（1）以苯氧基硫酰氯或取代苯氧基硫酰氯和伯胺为原料合成O-芳基硫代酰胺中间体：将伯胺（R1-NH2）与苯氧基硫酰氯或取代苯氧基硫酰氯以摩尔比为1-3:1混合，然后加入水，在反应温度为10～60℃，反应0.5～12h，停止反应，冷却静置，抽滤，依次用10%盐酸、清水洗涤，即制得O-芳基硫代酰胺中间体；
（2）O-芳基硫代酰胺中间体与另一种伯胺（R2-NH2）反应制得不对称硫脲：将伯胺（R2-NH2）与O-芳基硫代酰胺中间体以摩尔比1:1-3混合，然后加入水，反应温度为65～100℃；反应时间为10～120min，停止反应，冷却静置，抽滤，依次用10%盐酸、清水洗涤，得到不对称硫脲。
2.根据权利要求1所述的绿色合成不对称硫脲的方法，其特征在于：步骤（1）所述的取代苯氧基硫酰氯的结构式为其中取代基R为1-6个碳原子的烷基、1-6个碳原子的烷氧基、卤素原子、氨基、取代氨基或硝基中的一种；其中取代基R在苯氧基硫酰氯的邻位，间位或对位。
3.根据权利要求1所述的绿色合成不对称硫脲的方法，其特征在于：所述的两种伯胺（R1-NH2和R2-NH2）为脂肪类伯胺或芳香类伯胺，其中R1≠R2。
4.根据权利要求3所述的绿色合成不对称硫脲的方法，其特征在于：所述的脂肪类伯胺为含杂原子或杂环的烷基胺；所述的芳香类伯胺为苄胺、取代苄胺、稠环胺或杂环芳香胺中的一种。
5.根据权利要求4所述的绿色合成不对称硫脲的方法，其特征在于：所述的杂环芳香胺为氨基吡啶衍生物、氨基呋喃衍生物、氨基噻吩衍生物、氨基嘧啶衍生物、氨基吡唑衍生物或氨基咪唑衍生物。
6.根据权利要求1所述的绿色合成不对称硫脲的方法，其特征在于：步骤（1）中所述水的用量为苯氧基硫酰氯或取代苯氧基硫酰氯：水=1：15（mmol/mL）；步骤（2）中所述水的用量为O-芳基硫代酰胺：水=1：15（mmol/mL）。
7.根据权利要求1所述的绿色合成不对称硫脲的方法，其特征在于：步骤（1）所述的苯氧基硫酰氯或取代苯氧基硫酰氯与伯胺摩尔比为1:2，反应温度为25℃，反应时间为1～2h；步骤（2）所述的O-芳基硫代酰胺中间体与伯胺摩尔比为1:1；反应温度为100℃；反应时间为20～60min。
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