CN101514190A - 离子液体催化下制备甲硫基的杂环化合物的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及离子液体催化下制备甲硫基的杂环化合物的方法，包括：(1)在离子液体中，加入1∶1.2～2摩尔比的含巯基杂环化合物和碳酸二甲酯，搅拌下升温至50～150℃，反应0.5～15小时；(2)反应结束后，降至室温，萃取出产物，减压浓缩，回收溶剂，即得。本发明具有操作简便，安全，底物转化率和产物选择性明显提高的优点，而且作为甲基化试剂的碳酸二甲酯和作为溶剂的离子液对环境友好，同时离子液易于回收并可以循环使用。
Description
技术领域
本发明属甲硫基的杂环化合物的制备领域，特别是涉及离子液体催化下制备甲硫基的杂环化合物的方法。
背景技术
甲硫基的杂环化合物是一类重要的化工中间体。例如，2-甲硫基苯并噁唑、2-甲硫基苯并噻唑有一定的生物活性，4，6-二取代-2-甲硫基嘧啶是合成植物生长调节剂、除草剂、杀菌剂和医药产品的重要中间体。此类化合物的合成方法一般以含巯基的杂环化合物为底物进行甲基化反应，所选用的甲基化试剂常用碘甲烷或者硫酸二甲酯。然而，碘甲烷和硫酸二甲酯属于剧毒品，并且碘甲烷价格昂贵，这些试剂在实际反应操作中和环保方面存在严重隐患。尽管有报道(Synthesis1986，382-383)利用冠醚催化含巯基杂环化合物和碳酸二甲酯(DMC)进行甲基化反应。日本专利JP2008184397揭示在硫酸存在下，用微波促使4，6-二甲基-2-巯基嘧啶与甲醇反应进行巯基的甲基化。但是收率一般或者催化剂毒性大，并且反应条件不利于实际生产。因此，需要无环境污染和易于实际反应操作的含巯基杂环化合物甲基化方法。
室温离子液体具有低熔点、低毒性、不易燃烧和挥发、可循环使用等优点，是良好的催化剂及反应溶剂。专利CN01808303.X显示DMC可用于含氮杂环上N-甲基化，但没有人提出在离子液体中用DMC对杂环化合物上巯基进行甲基化反应。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供离子液体催化下制备甲硫基的杂环化合物的方法，该方法操作简便，安全，底物转化率和产物选择性明显提高的优点，而且作为甲基化试剂的碳酸二甲酯和作为溶剂的离子液体对环境友好，同时离子液体易于回收并可以循环使用。
本发明的离子液体催化下制备甲硫基的杂环化合物的方法，包括：
(1)在离子液体中，加入1∶1.2～2摩尔比的含巯基杂环化合物和甲基化试剂碳酸二甲酯，搅拌下升温至50～150℃，反应0.5～15小时，TLC或HPLC监控；
(2)反应结束后，降至室温，萃取出产物，减压浓缩，回收溶剂，即得目标产物。
所述步骤(1)离子液体兼作催化剂和溶剂。
所述步骤(1)中的含巯基的杂环化合物的通式为(I)、(II)、(III)：
其中通式(I)中R1和R2代表H，-CH3，-Et或-OCH3；通式(II)中X为O或S。
所述步骤(1)中的含巯基的杂环化合物为2-巯基嘧啶、4，6-二甲基-2-巯基嘧啶、4，6-二甲氧基-2-巯基嘧啶、4，6-二乙基-2-巯基嘧啶、2-巯基苯并噁唑、2-巯基苯并噻唑或2-巯基苯并咪唑。
所述步骤(1)中的离子液体为氯化1-丁基-3-甲基咪唑、溴化1-丁基-3-甲基咪唑、乙酸1-乙基-3-甲基咪唑、溴化1-乙基-3-甲基咪唑、溴化N-丁基-3-甲基吡啶或溴化N-乙基-3-甲基吡啶。
优选的离子液体为氯化1-丁基-3-甲基咪唑。
所述步骤(2)中的产物通式为(IV)、(V)和(VI)。
其中通式(IV)R1和R2代表H，-CH3，-Et或-OCH3。通式(V)中X为O或S。
所述步骤(2)中的产物为2-甲硫基嘧啶、4，6-二甲基-2-甲硫基嘧啶、4，6-二甲氧基-2-甲硫基嘧啶、4，6-二乙基-2-甲硫基嘧啶、2-甲硫基苯并噁唑、2-甲硫基苯并噻唑或N-甲基-2-甲硫基苯并咪唑。
有益效果
本发明的制备方法具有操作简便，安全，兼做溶剂和催化剂的离子液可回收循环利用，产物收率高的优点，更主要的是绿色环保，易于实际生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
2-甲硫基嘧啶的制备
将2-巯基嘧啶(5.6g，0.05mol)溶于氯化1-丁基-3-甲基咪唑(3.5g，0.02mol)，加入碳酸二甲酯(5.4g，0.06mol)，搅拌下升温至90～130℃，反应3～5小时，TLC或HPLC监控。反应结束，降至室温，乙酸乙酯(10～30ml)萃取出产物，减压浓缩，回收溶剂，得产物为无色油状物，含量97.6％。离子液中再加2-巯基嘧啶和碳酸二甲酯，同样条件下反应，循环5次，反应结果如下表所示：
实施例2
2-甲硫基苯并噁唑的制备
将2-巯基苯并噁唑(12.1g，0.08mol)溶于氯化1-丁基-3-甲基咪唑(7.0g，0.04mol)，加入碳酸二甲酯(8.1g，0.09mol)，搅拌下升温至90～130℃，反应2～4小时，TLC或HPLC监控。反应结束，降至室温，乙酸乙酯(10～30ml)萃取出产物，减压浓缩，回收溶剂。产物真空干燥得10.0g，含量95.2％。收率75.6％。
实施例3
2-甲硫基苯并噻唑的制备
将2-巯基苯并噻唑(16.7g，0.1mol)溶于氯化1-丁基-3-甲基咪唑(10.5g，0.06mol)，加入碳酸二甲酯(10.8g，0.12mol)，搅拌下升温至90～130℃，反应2～4小时，TLC或HPLC监控。反应结束，降至室温，乙酸乙酯(10～30ml)萃取出产物，减压浓缩，回收溶剂。产物真空干燥得14.9g，含量95.0％。收率82.2％。
实施例4
N-甲基-2-甲硫基苯并咪唑的制备
将2-巯基苯并咪唑(7.5g，0.05mol)溶于氯化1-丁基-3-甲基咪唑(8.7g，0.05mol)，加入碳酸二甲酯(9.0g，0.1mol)，搅拌下升温至90～130℃，反应8～14小时，TLC或HPLC监控。反应结束，降至室温，乙酸乙酯(10～30ml)萃取出产物，减压浓缩，回收溶剂。产物真空干燥得5.4g，含量96.5％。收率65.8％。
Claims (6)
1.离子液体催化下制备甲硫基的杂环化合物的方法，包括：
(1)在离子液体中，加入1∶1.2～2摩尔比的含巯基杂环化合物和碳酸二甲酯，搅拌下升温至50～150℃，反应0.5～15小时；
(2)反应结束后，降至室温，萃取出产物，减压浓缩，回收溶剂，即得。
2.根据权利要求1所述的离子液体催化下制备甲硫基的杂环化合物的方法，其特征在于：所述步骤(1)中的含巯基的杂环化合物为2-巯基嘧啶、4，6-二甲基-2-巯基嘧啶、4，6-二甲氧基-2-巯基嘧啶、4，6-二乙基-2-巯基嘧啶、2-巯基苯并噁唑、2-巯基苯并噻唑或2-巯基苯并咪唑。
3.根据权利要求1所述的离子液体催化下制备甲硫基的杂环化合物的方法，其特征在于：所述步骤(1)中的离子液体为氯化1-丁基-3-甲基咪唑、溴化1-丁基-3-甲基咪唑、乙酸1-乙基-3-甲基咪唑、溴化1-乙基-3-甲基咪唑、溴化N-丁基-3-甲基吡啶或溴化N-乙基-3-甲基吡啶。
4.根据权利要求1所述的离子液体催化下制备甲硫基的杂环化合物的方法，其特征在于：所述步骤(1)中的离子液体为氯化1-丁基-3-甲基咪唑。
5.根据权利要求1所述的离子液体催化下制备甲硫基的杂环化合物的方法，其特征在于：所述步骤(2)中的产物通式为(IV)、(V)和(VI)
其中通式(IV)R1和R2代表H，-CH3，-Et或-OCH3；通式(V)中X为O或S。
6.根据权利要求1所述的离子液体催化下制备甲硫基的杂环化合物的方法，其特征在于：所述步骤(2)中的产物为2-甲硫基嘧啶、4，6-二甲基-2-甲硫基嘧啶、4，6-二甲氧基-2-甲硫基嘧啶、4，6-二乙基-2-甲硫基嘧啶、2-甲硫基苯并噁唑、2-甲硫基苯并噻唑或N-甲基-2-甲硫基苯并咪唑。
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