CN106674099A - 一种二［2‑(n‑氧化物‑吡啶基‑2‑硫基)乙基］胺的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种二[2‑(N‑氧化物‑吡啶基‑2‑硫基)乙基]胺的制备方法，即利用2‑氯吡啶‑N‑氧化物与二(2‑巯基乙基)胺相互作用合成二[2‑(N‑氧化物‑吡啶基‑2‑硫基)乙基]胺的路线。N‑上的氧强化吡啶环上α位碳的亲电性，碱介质强化硫醇负离子亲核性，两反应物反应活性被充分利用，再加上可回收过量的2‑氯吡啶‑N‑氧化物，使此制备方法产率高，物耗少。

Description

一种二[2-(N-氧化物-吡啶基-2-硫基)乙基]胺的制备方法
技术领域
本发明属于海洋防污技术领域，具体涉及一种二[2-(N-氧化物-吡啶基-2-硫基)乙基]胺的制备方法，主要用于生产海洋防污涂料中的防污剂，防止海洋生物在养殖网具、舰船、海上油气平台、码头、桥墩、海水管道等海洋设施的表面上附着和生长。
背景技术
海洋生物在海洋设施表面的附着和生长被称为海洋生物污损，海洋生物污损有加大船舶航行阻力，堵塞管道和养殖网具，影响声学仪器以及其他海上设备的正常使用，增加海洋石油和天然气开采平台的负担，加速金属腐蚀等严重危害，从而造成海洋军事活动、海洋运输、工业和水产养殖生产等产生巨大损失。据统计，全世界范围内每年由海洋生物污损造成的损失大约为500亿美元。海洋生物污损问题，制约着人类对海洋资源的开发利用，并带来巨大的经济损失。因此，对海洋防污问题的研究是海洋运输、海洋工程及海洋渔业等领域中重要课题。
目前，海洋防污技术中经济、简便有效的方法是在海洋设施的表面涂装含有防污剂的防污涂料。而防污涂料产品的研发中最重要的就是选择合适的防污剂。
传统的防污涂料种类很多，其中无机类主要包括氧化亚铜、氧化汞、氯化锌等，有机类主要包括有机锡化合物(如TBT)、有机氯化合物(如DDT)等。其中有机锡化合物是已经使用多年的主要海洋防污剂，其防污效果可达五年以上，但后来的研究发现，有机锡会对海洋生态环境造成影响。目前，国际海事组织已禁止了有机锡在海洋防污涂料中的应用。现今80％海洋防污涂料都是采用氧化亚铜作为防污剂。氧化亚铜的用量占涂料中不挥发成分的30-60％，但由于氧化亚铜比重大、亲水性强，容易产生沉降，释放到水体中，对防污涂料的使用造成影响。同时，过多的氧化亚铜释放到水体中，易造成水体重金属积累，具有潜在的污染性，因此，国际海事组织将于2012年开始限制氧化亚铜的使用。可见，开发新型的无毒或低毒防污剂已迫在眉睫。
二[2-(N-氧化物-吡啶基-2-硫基)乙基]胺的铜、锌、银络合物是很好海防污剂，它们对三角褐指藻的半数有效浓度为(EC50)分别为25.3μg/L、16.6μg/L、28.6μg/L。且二乙基胺的母体结构上键合的吡啶硫酮，在防污塗层中更安定不易解离出吡啶硫酮，有利于海洋环境。是一种有前途的高效低毒的防污剂。二[2-(N-氧化物-吡啶基-2-硫基)乙基]胺，因其母体结构上有二个吡啶硫酮单元，其自身也有很好的其它杀菌防霉用途。
专利2011103890872：一种含吡啶硫酮的金属配合物纳米防污剂及其制备方法，该专利公开了在氢氧化钠的乙醇溶液中吡啶硫酮钠与二(2-氯乙基)胺盐酸盐反应，制备得到二(2-(N-氧化物-吡啶基-2-硫基)乙基)胺的方法，其反应式如下：
在上述制备方法中，二(2-氯乙基)胺烷基上的碳-氯键是相对稳定的，氯不易离去，其亲电性不好，所以其合成产率不高(产率为58.1％左右)。二个原料等摩尔投料，且均未反应完。后处理时二个原料均要回收易较难、损耗大，易形成污染。为此开发此类药剂新的制备方法很有必要。
发明内容
为了克服背景技术所述的不足,本发明提供一种二[2-(N-氧化物-吡啶基-2-硫基)乙基]胺的制备方法，该方法采用2-氯吡啶-N-氧化物与二(2-巯基乙基)胺相互作用合成二[2-(N-氧化物-吡啶基-2-硫基)乙基]胺，N-上的氧强化吡啶环上α位碳的亲电性，碱介质强化硫醇负离子亲核性，两反应物反应活性被充分利用，再加上可回收过量的2-氯吡啶-N-氧化物，使此制备方法产率高，物耗少。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种二[2-(N-氧化物-吡啶基-2-硫基)乙基]胺的制备方法，所述的二[2-(N-氧化物-吡啶基-2-硫基)乙基]胺为采用过量的2-氯吡啶-N-氧化物与二(2-巯基乙基)胺，在碱性条件下相互作用制备得到，其反应方程式如下：
优选的，所述的方法包括以下步骤：
(1)制备原料：制备二(2-巯基乙基)胺和2-氯吡啶-N-氧化物：
(2)加热并充分反应：在含甲醇钠的无水甲醇溶液中加入二(2-巯基乙基)胺，反应一段时间后，加入2-氯吡啶-N-氧化物，加热迴流，薄层色谱跟踪反应全程，并对产物定性及确定反应终点，停止反应；
(3)对步骤(2)得到的产物进行冷却、过滤，在旋转蒸发仪上减压加热蒸出低沸点溶剂，得到高沸点残余物；
(4)对步骤(3)得到的高沸点残余物，加入酸性溶液搅拌均匀并调节pH，乙酸乙酯萃取三次，将有机相用无水硫酸钠进行干燥，之后采用旋转蒸发仪上减压去溶剂得浅黄色液体粗产物；
(5)对步骤(4)得到的粗产物在柱层析上纯化，得洗提液，洗提液在旋转蒸发仪上减压回收溶剂，即得到浅黄色油状物二[2-(N-氧化物-吡啶基-2-硫基)乙基]胺。
优选的，步骤(2)中，加入二(2-巯基乙基)胺后反应的时间为15-25分钟，薄层色谱采用的载板为GF254薄层板，薄层色谱采用的展开剂中包括甲醇、氯仿，其中V(甲醇)：V(氯仿)＝1：6。
优选的，步骤(2)中，所述的无水乙醇用量为40-60ml，所述的甲醇钠用量为0.045-0.065mol，所述的二(2-巯基乙基)胺用量为0.03-0.08mol，所述的2-氯吡啶-N-氧化物与二(2-巯基乙基)胺的摩尔比为2.1-4:1。
优选的，步骤(2)中，所述的2-氯吡啶-N-氧化物与二(2-巯基乙基)胺的摩尔比为3:1。
优选的，步骤(4)中使用的酸性溶液为盐酸，调节pH值的范围为3-4。
本发明相比于现有技术的优点有：
(1)本发明中，用2-氯吡啶-N-氧化物的强亲电性取代现有技术中的不活泼的二(2-氯乙基)胺盐酸盐，2-氯吡啶-N-氧化物强化吡啶环上α位碳的亲电性及α位碳上的氯被亲核取代的活性，用2-氯吡啶-N-氧化物作为合成二[2-(N-氧化物-吡啶基-2-硫基)乙基]胺的亲电型反应原料，利用吡啶氮上氧的电子效应活化2-位上的氯，加大其亲电性、反应活性；
(2)本发明中，用二(2-巯基乙基)胺在碱介质下形成的硫醇负子作为合成二[2-(N-氧化物-吡啶基-2-硫基)乙基]胺的亲核型反应原料，二(2-巯基乙基)胺在碱介质作用呈硫醇负离子状态，有很强的亲核性及反应活性，使得2-氯吡啶-N-氧化物和二(2-巯基乙基)胺的反应活性被充分调动与利用，更有效地合成二(2-(N-氧化物-吡啶基-2-硫基)乙基)胺，提到产率；
(3)本发明中，价位低的2-氯吡啶-N-氧化物过量投料，拉动反应平衡右移，反应残余物中2-氯吡啶-N-氧化物是主物质，有利其回收再利用；
(4)本发明中，充分利用了二个新原料各自的反应活性的叠加，从而提高产品收率，同时2-氯吡啶-N-氧化物比背景技术所述的吡啶硫酮钠便宜，可过量，这有利反应平衡点右移，反应剩余物中原料可回收再利用；
(5)本发明中，反向思维、有利因素、条件等在本发明被充分挖掘、利用，使此反应物耗少，产率高、后处理容易、环境压力小、整体优势被极大发挥出来。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明作进一步的说明：
实施例1
在250ml四口反应瓶中，加入50ml无水甲醇、0.055mol甲醇钠，得醇钠溶液，加入新制备的二(2-巯基乙基)胺0.05mol，反应20分鈡后，加新制备的2-氯吡啶-N-氧化物0.15mol。加热迴流，薄层色谱跟踪反应全程，并对产物及时定性、定量及确定反应终点，停止反应。冷却后过滤，在旋转蒸发仪上减压加热蒸出低沸点溶剂。高沸残余物中再加含有盐酸的水溶液搅匀，调节pH至3，用乙酸乙酯萃取三次，有机相用无水硫酸钠干燥，旋转蒸发仪上减压去溶剂得浅黄色液体粗产物，粗产物在柱层析上纯化，洗提液在旋转蒸发仪减压回收溶剂，得浅黄色油状物13.8克，产率为85％。
其中，薄层色谱采用的载体为GF254薄层板，薄层色谱采用的展开剂为V(甲醇)：V(氯仿)＝1：6，薄层色谱仪检测2-氯吡啶-N-氧化物的变小、消失及产品点的出现与变大。因原料及产物有很好的发色与助色团，薄层色谱方法便宜、经典，易操作可作日后该生产现场的质监与质控用。
用现有制备技术(专利2011103890872)合成出产品作为标品确定产品的RF值。同一薄层板及层析条件下，上本方法产品与用现有制备技术合成出产品的RF值相同，证明新合成简单、实效。
实施例2
在250ml四口反应瓶中，添加40ml无水甲醇、0.045mol乙醇钾，得醇钾溶液，加入新制备的二(2-巯基乙基)胺(0.03mol)反应15分鈡后，滴加0.112mol的2-氯吡啶-N-氧化物，其它制备过程同实施例1，所得产物产率为80％。
实施例3
在250ml四口反应瓶中，添加60ml无水甲醇、0.065mol乙醇钾得醇钾溶液，加入新制备的二(2-巯基乙基)胺(0.08mol)反应25分鈡后，滴加0.175mol的2-氯吡啶-N-氧化物，其它制备过程同实施例1，所得产物产率为81％。
最后应说明的是：显然，上述实施例是为清楚地说明本发明所作的举例，而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的变化或变动。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的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种二[2-(N-氧化物-吡啶基-2-硫基)乙基]胺的制备方法，其特征在于，所述的二[2-(N-氧化物-吡啶基-2-硫基)乙基]胺为采用过量的2-氯吡啶-N-氧化物与二(2-巯基乙基)胺，在碱性条件下相互作用制备得到，其反应方程式如下：
2.如权利要求1所述的一种二[2-(N-氧化物-吡啶基-2-硫基)乙基]胺的制备方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：
(1)制备原料：制备二(2-巯基乙基)胺和2-氯吡啶-N-氧化物：
(2)加热并充分反应：在含甲醇钠的无水甲醇溶液中加入二(2-巯基乙基)胺，反应一段时间后，加入2-氯吡啶-N-氧化物，加热迴流，薄层色谱跟踪反应全程，并对产物定性及确定反应终点，停止反应；
(3)对步骤(2)得到的产物进行冷却、过滤，在旋转蒸发仪上减压加热蒸出低沸点溶剂，得到高沸点残余物；
(4)对步骤(3)得到的高沸点残余物，加入酸性溶液搅拌均匀并调节pH，乙酸乙酯萃取三次，将有机相用无水硫酸钠进行干燥，之后采用旋转蒸发仪上减压去溶剂得浅黄色液体粗产物；
(5)对步骤(4)得到的粗产物在柱层析上纯化，得洗提液，洗提液在旋转蒸发仪上减压回收溶剂，即得到浅黄色油状物二[2-(N-氧化物-吡啶基-2-硫基)乙基]胺。
3.如权利要求2所述的一种二[2-(N-氧化物-吡啶基-2-硫基)乙基]胺的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，加入二(2-巯基乙基)胺后反应的时间为15-25分钟，薄层色谱采用的载板为GF254薄层板，薄层色谱采用的展开剂中包括甲醇、氯仿，其中V(甲醇)：V(氯仿)＝1：6。
4.如权利要求3所述的一种二[2-(N-氧化物-吡啶基-2-硫基)乙基]胺的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的无水乙醇用量为40-60ml，所述的甲醇钠用量为0.045-0.065mol，所述的二(2-巯基乙基)胺用量为0.03-0.08mol，所述的2-氯吡啶-N-氧化物与二(2-巯基乙基)胺的摩尔比为2.1-4:1。
5.如权利要求4所述的一种二[2-(N-氧化物-吡啶基-2-硫基)乙基]胺的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的2-氯吡啶-N-氧化物与二(2-巯基乙基)胺的摩尔比为3:1。
6.如权利要求5所述的一种二[2-(N-氧化物-吡啶基-2-硫基)乙基]胺的制备方法，其特征在于，步骤(4)中使用的酸性溶液为盐酸，调节pH值的范围为3-4。
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