CN107954909A - 一种采用氯甲酸乙酯制备异硫氰酸酯的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种采用氯甲酸乙酯制备异硫氰酸酯的方法，以为起始原料，与二硫化碳反应制备内盐，然后内盐在有机溶剂中，与氯甲酸乙酯于0‑40℃下反应制备硫代的混合酸酐；所述

Description

一种采用氯甲酸乙酯制备异硫氰酸酯的方法
技术领域
本发明属于医药中间体制备领域，具体涉及一种采用氯甲酸乙酯制备异硫氰酸酯的方法。
背景技术
异硫氰酸酯类化合物的通式表现为RN＝C＝S。当R为脂肪基团时，化合物是油状物且具有稳定的挥发性；当R为芳香基时，则是高沸点油状物或固体化合物。自然界中异硫氰酸酯数量稀缺，但是它用途广，因此被人工大量的合成。人工合成的异硫氰酸酯对我们来讲是一类重要的化合物。早先也有关于烯胺和异硫氰酸酯反应生成杂环化合物的一些报道。同时酞基/硫代酞基乙烯基异硫氰酸酯和六元杂环异硫氰酸酯的合成也做了一些与反应相关的研究。20世纪90年代，异硫氰酸酯在制备杂环化合物方面的应用报道层出不穷。该类化合物具有抗药物性的特点，发现和发展也已经有多年的历史，相信其在各方面的应用也将迎来一个欣欣向荣的前景。
异硫氰酸酯是重要的有机合成中间体，能和多种有机物发生化学反应，多用于合成多种含硫化合物，含氮化合物和含氧的化合物，以及杂环化合物。异硫氰酸酯在农药领域、制药领域、染料领域具有广泛的应用，是一种具有经济价值的重要中间体。在医药上，主要用于抗菌消炎及癌症等方面药物的合成；在农业方面，可以用来制备杀虫剂、除草剂等相关化合物；在选矿方面，其衍生物合成的硫脲和硫氨酯是一类硫化铜矿物捕收剂，具有新型高效低毒的优点，在中性和弱碱环境下捕收能力和选择性均很强。异硫氰酸酯不仅可以测定肽和蛋白质中氨基酸的顺序，而且可以作为荧光素标记物。同时，异硫氰酸酯在高分子领域用来生成硫脲树脂。该树脂对金属离子(Cu2+、Fe3+)的吸附性良好，常用作金属矿物浮选药剂，也可用于处理水质。
异硫氰酸酯常用的合成方法总结如下：
(1)二溴代三苯基磷法：
(2)DCC法：
(3)硫代光气：
(4)光气法：
(5)二(三氯甲基)碳酸酯法：
与使用氯甲酸甲酯或氯甲酸乙酯相比，在常温的环境下，二(三氯甲基)碳酸酯(BTC)是一种环境友好的试剂，在市场中，也是属于价格低廉的原料。通过实验结果我们可以得知，使用三乙烯二胺的进行催化反应时，选择以CS2原料，以此来代替剧毒的CSCl2进行反应合成芳基异硫氰酸酯效果较好，收率可以达到71％～95％。并且用BTC代替氯甲酸酯操作简单，方法简便，安全有效。
(6)二硫化碳-有机碱-氯甲酸酯分解法：
氯甲酸乙酯方法是目前比较常用的方法，目前，(2-异硫代氰酰基-乙基)-二甲胺的制备就是采用此方法。
(7)双氧水氧化法：
此方法的缺点是：废水较多，并且氧化过程放热剧烈，能够导致生成的异硫氰酸酯在高温下继续与生成的钠盐反应，产物较少，收率较低。
(8)其他方法：分解法
加热条件下，一部分硫脲类化合物分解可生成相应的异硫氰酸酯，但是，这种方法底物的选择性很低，适用性不强，只适合于原料限定在硫脲的体系，或者可以方便得到硫脲的反应体系中。
发明内容
本发明的目的在于提供一种收率高、产品纯度高的采用氯甲酸乙酯制备异硫氰酸酯的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种采用氯甲酸乙酯制备异硫氰酸酯的方法，包括以下步骤：
(1)以为起始原料，与二硫化碳反应制备内盐，然后内盐在有机溶剂中，与氯甲酸乙酯于0-40℃下反应制备硫代的混合酸酐；所述中的n为1、2、3、4或5；
(2)将步骤(1)中制备的混合酸酐加入无机碱水溶液，在-5-30℃的条件下水解制备相应的异硫氰酸酯。
上述制备方法的反应式如下：
具体地，所述步骤(1)中与二硫化碳的摩尔比为1:1～1:1.5。
具体地，所述步骤(1)中有机溶剂为卤代烷烃溶剂。
具体地，所述步骤(1)中有机溶剂为二氯甲烷或氯仿。
具体地，所述步骤(1)中与氯甲酸乙酯的摩尔比为1:1～1:1.3。
具体地，所述步骤(2)中的无机碱为氢氧化钠、碳酸钠或碳酸钾中的一种。
具体地，所述步骤(2)中的与无机碱的摩尔比为1:1～1:1.3。
本发明具有以下有益效果：本发明的制备方法先经合成混合酸酐，再用无机碱水解，有效避免了有机碱的使用，并且减少了异硫氰酸酯和醇的副反应，提高了异硫氰酸酯的反应收率以及产品的纯度。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案做进一步描述，但是本发明的保护范围并不限于这些实施例。凡是不背离本发明构思的改变或等同替代均包括在本发明的保护范围之内。
实施例1
称取76g二硫化碳加入到300ml的甲醇中，缓慢滴加102g，其中n＝3，控制温度在30℃，滴加完毕，保温30min中，过滤、干燥得到内盐，收率90.45％，纯度99％；
将内盐加入到300ml的二氯甲烷中，缓慢滴加108.5g氯甲酸乙酯，控制温度在0℃，滴加完毕，控温在-5℃缓慢滴加127g碳酸钠水溶液，滴加完毕升温到30℃，保温15min，分层，有机相浓缩得到异硫氰酸酯，收率91％，液相纯度98.7％。
实施例2
称取91.2g二硫化碳加入到200ml的乙醇中，缓慢滴加74g，其中n＝1，控制温度在0℃，滴加完毕，保温30min中，过滤，干燥，得内盐，收率90.70％，纯度99.2％；
将内盐加入到300ml的氯仿中，缓慢滴加130g氯甲酸乙酯，控制温度在10℃，滴加完毕，控温在15℃缓慢滴加40g氢氧化钠水溶液，滴加完毕升温到30℃，保温15min，分层，有机相浓缩得到异硫氰酸酯，收率92％，液相纯度96.7％。
实施例3
称取106.4g二硫化碳加入到200ml的甲醇中，缓慢滴加88g，其中n＝2，控制温度在20℃，滴加完毕，保温30min中，过滤，干燥，得内盐，收率90.61％，纯度99.1％；
将内盐加入到300ml的氯仿中，缓慢滴加141g氯甲酸乙酯，控制温度在20℃，滴加完毕，控温在20℃缓慢滴加151.8g碳酸钾水溶液，滴加完毕升温到30℃，保温15min，分层，有机相浓缩得到异硫氰酸酯，收率91.5％，液相纯度98.9％。
实施例4
称取114g二硫化碳加入到300ml的乙醇中，缓慢滴加116g，其中n＝4，控制温度在10℃，滴加完毕，保温30min中，过滤，干燥，得内盐，收率90.32％，纯度99％；
将内盐加入到300ml的二氯甲烷中，缓慢滴加108.5g氯甲酸乙酯，控制温度在40℃，滴加完毕，控温在30℃缓慢滴加116.6g碳酸钠水溶液，滴加完毕保温15min，分层，有机相浓缩得到异硫氰酸酯，收率93％，液相纯度97.1％。
实施例5
称取98.8g二硫化碳加入到300ml的甲醇中，缓慢滴加130g，其中n＝5，控制温度在15℃，滴加完毕，保温30min中，过滤，干燥，得内盐，收率90.55％，纯度99.1％；
将内盐加入到300ml的氯仿中，缓慢滴加119.4g氯甲酸乙酯，控制温度在25℃，滴加完毕，控温在25℃缓慢滴加138g碳酸钾水溶液，滴加完毕升温到30℃，保温15min，分层，有机相浓缩得到异硫氰酸酯，收率92％，液相纯度97.4％。

Claims (7)

1.一种采用氯甲酸乙酯制备异硫氰酸酯的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)以为起始原料，与二硫化碳反应制备内盐，然后内盐在有机溶剂中，与氯甲酸乙酯于0-40℃下反应制备硫代的混合酸酐；所述中的n为1、2、3、4或5；
(2)将步骤(1)中制备的混合酸酐加入无机碱水溶液，在-5-30℃的条件下水解制备相应的异硫氰酸酯。
2.如权利要求1所述的采用氯甲酸乙酯制备异硫氰酸酯的方法，其特征在于，所述步骤(1)中与二硫化碳的摩尔比为1:1～1:1.5。
3.如权利要求1所述的采用氯甲酸乙酯制备异硫氰酸酯的方法，其特征在于，所述步骤(1)中有机溶剂为卤代烷烃溶剂。
4.如权利要求3所述的采用氯甲酸乙酯制备异硫氰酸酯的方法，其特征在于，所述步骤(1)中有机溶剂为二氯甲烷或氯仿。
5.如权利要求1所述的采用氯甲酸乙酯制备异硫氰酸酯的方法，其特征在于，所述步骤(1)中与氯甲酸乙酯的摩尔比为1:1～1:1.3。
6.如权利要求1所述的采用氯甲酸乙酯制备异硫氰酸酯的方法，其特征在于，所述步骤(2)中的无机碱为氢氧化钠、碳酸钠或碳酸钾中的一种。
7.如权利要求1所述的采用氯甲酸乙酯制备异硫氰酸酯的方法，其特征在于，所述步骤(2)中的与无机碱的摩尔比为1:1～1:1.3。
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