CN111072538A - 一种溴化硫代丁酰胆碱的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于生化检测底物领域，涉及一种溴化硫代丁酰胆碱的制备方法，步骤在于：①N,N‑二甲氨基氯乙烷盐酸盐和碳酸氢钠溶于95％乙醇中，再加入硫代丁酸钾，室温反应10～12h，反应结束，过滤，滤液减压浓缩除去乙醇后加入纯水分散，再用乙酸乙酯萃取，用纯水洗涤有机层，无水硫酸钠干燥后，减压浓缩蒸馏，收集82～86℃馏分，得S‑2‑(二甲氨基)丁酰硫醇乙酯；②将S‑2‑(二甲氨基)丁酰硫醇乙酯溶于乙酸乙酯，搅拌均匀后，冷却至‑5℃，滴加溴甲烷，滴完‑5℃反应4～5h，过滤，放置真空干燥箱内干燥10～12h，得白色结晶粉末。本发明所用的原料成本较低而且绿色环保，操作方便，总收率能够达到75％以上，反应条件温和，适合放大生产。

Description

一种溴化硫代丁酰胆碱的制备方法
技术领域
本发明属于生化检测底物领域，设计了一种溴化硫代丁酰胆碱的合成方法。
背景技术
农产品的病虫害防治仍以化学防治为主,有机磷和氨基甲酸酯类农药仍然是目前在蔬菜、粮食等作物上使用最广泛的农药。而其中检测农药残留定性的快速检测技术(农药残毒快速检测试剂盒)因其方便、高效而备受青睐。农药残留快速检测方法即胆碱酯酶抑制法，其理论基础是有机磷和氨基甲酸酯类农药能抑制动物体内胆碱酯酶(Cholinesterase,CHE)的活性,在一定条件下,CHE的活性变化与有机磷农药的浓度存在良好的相关性,从而通过测定农产品的农药残留提取液对胆碱酯酶(Cholinesterase,CHE)活力的影响即可判定农药残留的情况。配备农药残留快速检测试剂盒，需要包括胆碱酯酶酶粉、底物、显色剂、稳定剂和缓冲剂等。而其中所述底物为碘化硫代乙酰胆碱、碘化硫代丁酰胆碱、氯化硫代乙酰胆碱、氯化硫代丁酰胆碱、溴化硫代乙酰胆碱、溴化硫代丁酰胆碱中的一种或两种或三种混合物。
溴化硫代丁酰胆碱，其英文名称：S-Butyrylthiocholine bromide结构式如下：
Figure BDA0002340451060000011
目前溴化硫代丁酰胆碱需要从中间体S-2-(二甲氨基)丁酰硫醇乙酯合成，方法有以下两种：
第一种以2-叔丁氧羰基氨基乙硫醇(1)为原料与丁酰氯发生酯化反应得到S-2-(叔丁氧羰基氨基)丁酰硫醇乙酯(2)；S-2-(叔丁氧羰基氨基)丁酰硫醇乙酯(2)用氯化氢水解得到S-2-氨基丁酰硫醇乙酯盐酸盐(3)；S-2-氨基丁酰硫醇乙酯盐酸盐(3)与甲醛发生还原胺化反应得到S-2-(二甲氨基)丁酰硫醇乙酯(4)。反应过程如下：
Figure BDA0002340451060000021
该方法步骤较长，而且原料2-叔丁氧羰基氨基乙硫醇和丁酰氯具有恶臭气味，对环境极不友好，限制了该产品的工业化生产。
第二种方法：以卡普他明(5)为原料，与丁酸酐酰基化制得S-2-(二甲氨基)丁酰硫醇乙酯(6)。
Figure BDA0002340451060000022
该方法由于关键原料卡普他明不易得，价格较高，导致成本较高，而且在合成中用到具有恶臭气味的环硫乙烷，对环境极不友好，进一步限制了该产品的工业化生产。
因此，需要开发一种绿色环保、低成本的合成方法来提高收率。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种溴化硫代丁酰胆碱的制备方法，能够绿色环保、低成本、高收率的得到溴化硫代丁酰胆碱。
本发明通过如下技术方案实现上述目的：一种溴化硫代丁酰胆碱的制备方法，包括如下步骤：
①将N,N-二甲氨基氯乙烷盐酸盐和碳酸氢钠溶于95％乙醇，室温搅拌40～50min，再加入硫代丁酸钾，加完后室温反应10～12h反应结束，过滤去除无机盐，滤液减压浓缩除去乙醇后加入纯水分散溶液，再用乙酸乙酯萃取，用纯水洗涤有机层，无水硫酸钠干燥后，减压浓缩蒸馏，收集82～86℃馏分，得S-2-(二甲氨基)丁酰硫醇乙酯；
②将S-2-(二甲氨基)丁酰硫醇乙酯溶于乙酸乙酯，搅拌均匀后，冷却至-5℃，滴加溴甲烷，滴完-5℃反应4～5h，过滤，放置真空干燥箱内干燥10～12h，得白色结晶粉末。
具体的，所述步骤①在加入硫代丁酸钾过程中用冰水浴冷却，并保持温度不超过40℃。
具体的，所述步骤①乙酸乙酯萃取3次。
具体的，所述步骤②滴加溴甲烷过程中用干冰冷却，保持-5℃。
与现有技术相比，本发明的一种溴化硫代丁酰胆碱的制备方法的有益效果在于：
本发明所用的原料成本较低而且绿色环保，操作方便，总收率能够达到75％以上，反应条件温和，适合放大生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1：
①在5000mL干燥的三口烧瓶中加入900g N,N-二甲氨基氯乙烷盐酸盐，320g碳酸氢钠和3000mL 95％乙醇，室温搅拌40min，再加入1000g硫代丁酸钾，用冰水浴冷却，保持温度不超过40℃，加完后室温反应12h反应结束，过滤去除无机盐，滤液减压浓缩除去乙醇后加入5000mL纯水分散溶液，再用3000mL乙酸乙酯分3次萃取，2000mL纯水洗涤有机层，无水硫酸钠干燥后，减压浓缩，用水泵减压蒸馏，收集82～86℃馏分，得S-2-(二甲氨基)丁酰硫醇乙酯820g。因为硫代丁酸钾参与的反应放热，为了避免温度变高影响反应产物，需要用冰水浴保持低温状态。采用3次萃取可以让有效成分被更好地提取，有利于提高收率。
②在干燥的5000mL三口烧瓶中加入820g S-2-(二甲氨基)丁酰硫醇乙酯和3000mL乙酸乙酯，搅拌均匀后，冷却至-5℃，滴加534g溴甲烷，用干冰冷却，滴完-5℃反应4h，过滤，放置真空干燥箱内干燥10h，得白色结晶粉末1163g，总收率75.44％。因为溴甲烷参与的反应式放热反应，为了避免温度变高影响反应产物，需要用干冰冷却保持-5℃的低温状态。
实施例2：
5000mL干燥的三口烧瓶中加入900g N,N-二甲氨基氯乙烷盐酸盐，320g碳酸氢钠和3000mL 95％乙醇，室温搅拌45min，再加入1000g硫代丁酸钾，用冰水浴冷却，保持温度不超过40℃，加完后室温反应10h反应结束，过滤去除无机盐，滤液减压浓缩除去乙醇后加入5000mL纯水分散溶液，再用3000mL乙酸乙酯分3次萃取，2000mL纯水洗涤有机层，无水硫酸钠干燥后，减压浓缩，用水泵减压蒸馏，收集82～86℃馏分，得S-2-(二甲氨基)丁酰硫醇乙酯814g。
②在干燥的5000mL三口烧瓶中加入814g S-2-(二甲氨基)丁酰硫醇乙酯和3000mL乙酸乙酯，搅拌均匀后，冷却至-5℃，滴加539g溴甲烷，用干冰冷却，滴完-5℃反应5h，过滤，放置真空干燥箱内干燥11h，得白色结晶粉末1164g，总收率75.48％。
实施例3：
①在5000mL干燥的三口烧瓶中加入900g N,N-二甲氨基氯乙烷盐酸盐，320g碳酸氢钠和3000mL 95％乙醇，室温搅拌50min，再加入1000g硫代丁酸钾，用冰水浴冷却，保持温度不超过40℃，加完后室温反应11h反应结束，过滤去除无机盐，滤液减压浓缩除去乙醇后加入5000mL纯水分散溶液，再用3000mL乙酸乙酯分3次萃取，2000mL纯水洗涤有机层，无水硫酸钠干燥后，减压浓缩，用水泵减压蒸馏，收集82～86℃馏分，得S-2-(二甲氨基)丁酰硫醇乙酯823g。
②在干燥的5000mL三口烧瓶中加入823g S-2-(二甲氨基)丁酰硫醇乙酯和3000mL乙酸乙酯，搅拌均匀后，冷却至-5℃，滴加539g溴甲烷，用干冰冷却，滴完-5℃反应4.5h，过滤，放置真空干燥箱内干燥12h，得白色结晶粉末1168g，总收率75.74％。
本发明所用的原料成本较低而且绿色环保，操作方便，总收率能够达到75％以上，反应条件温和适合放大生产。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种溴化硫代丁酰胆碱的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
①将N,N-二甲氨基氯乙烷盐酸盐和碳酸氢钠溶于95％乙醇，室温搅拌40～50min，再加入硫代丁酸钾，加完后室温反应10～12h反应结束，过滤去除无机盐，滤液减压浓缩除去乙醇后加入纯水分散溶液，再用乙酸乙酯萃取，用纯水洗涤有机层，无水硫酸钠干燥后，减压浓缩蒸馏，收集82～86℃馏分，得S-2-(二甲氨基)丁酰硫醇乙酯；
②将S-2-(二甲氨基)丁酰硫醇乙酯溶于乙酸乙酯，搅拌均匀后，冷却至-5℃，滴加溴甲烷，滴完-5℃反应4～5h，过滤，放置真空干燥箱内干燥10～12h，得白色结晶粉末。
2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：所述步骤①在加入硫代丁酸钾过程中用冰水浴冷却，并保持温度不超过40℃。
3.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：所述步骤①乙酸乙酯萃取3次。
4.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：所述步骤②滴加溴甲烷过程中用干冰冷却，保持-5℃。
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