CN103420749B - 一种硫脲衍生物的绿色合成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明克服现有技术中以胺为原料合成硫脲衍生物时原料毒性大、生产不安全的不足，提供一种硫脲衍生物的绿色合成方法。是以水作为溶剂，苯氧基硫酰氯或取代苯氧基硫酰氯和伯胺为原料一步合成硫脲衍生物。具体步骤如下：（1）以苯氧基硫酰氯或取代苯氧基硫酰氯与伯胺为原料，同时加入水，反应温度为65～100℃，反应时间为1～30h；（2）反应结束后，冷却静置，抽滤，依次用10%盐酸、清水洗涤滤饼，即可得到纯的硫脲衍生物。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，在水中一步合成硫脲，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、分离提纯方便和绿色环保等许多优点，具有很高的应用价值。

Description

一种硫脲衍生物的绿色合成方法
技术领域
本发明涉及有机化工领域，特别涉及一种以水作溶剂一步合成硫脲衍生物的方法。 
背景技术
硫脲类化合物中含有硫脲基（-NH-CS-NH-）活性结构，因而许多该类化合物都有较强的生物活性。如今，关于硫脲类化合物的研究已经广泛涉足于农药化学、药物化学、超分子化学、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的方法主要有以下三种途径： 
硫代光气合成法：硫代光气和胺类化合物缩合制备关键的活性中间体异硫氰酸酯后再与胺迅速发生加成反应，生成相应的硫脲类化合物（D.C.Schroeder,Chem.Rev.1955,55,181–228.）。但该反应需要使用硫代光气，而硫代光气是剧毒的挥发性液体，其生产、运输和使用都不安全，对环境的危害也较大。 
二硫化碳法：现有技术中，多采用苯胺与二硫化碳在无机碱的作用下加成来制备苯基硫脲（CN 103130694A；N.Azizi,A.Khajeh-Amiri,H.Ghafuri,M.Bolourtchian,Mol Divers 2011,15,157–161.）。但该方法仍需使用毒性较大的二硫化碳，且无机碱易腐蚀设备和污染环境。 
异硫氰酸酯合成法：以异硫氰酸酯和胺为原料合成硫脲类化合物。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，开发操作简便、原子经济型和绿色化的硫脲合成新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硫脲衍生物时原料毒性大、生产不安全的不足，提供一种硫脲衍生物的绿色合成方法。是以水作为溶剂，苯氧基硫酰氯或取代苯氧基硫酰氯和伯胺为原料一步合成硫脲衍生物。反应方程式如下： 
具体步骤如下：（1）以苯氧基硫酰氯或取代苯氧基硫酰氯与伯胺为原料，同时加入水，反应温度为65～100℃，反应时间为1～30h； 
（2）反应结束后，冷却静置，抽滤，依次用10%盐酸、清水洗涤滤饼，取可得到纯的硫 脲衍生物。 
作为优选，步骤（1）所述的取代苯氧基硫酰氯的结构式为其中取代基R1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R1在苯氧基硫酰氯的邻位，间位或对位。 
进一步地，步骤（1）所述的伯胺为脂肪类伯胺或芳香类伯胺。 
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。 
进一步地，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1:2-5。 
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与水的摩尔体积比为1:15mmol/mL。 
作为优选，步骤（1）所述的反应温度为100℃；反应时间为8小时；所述的苯氧基硫酰氯或取代苯氧基硫酰氯与伯胺的摩尔比为1:3.5。 
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，在水中一步合成硫脲，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 
在50mL的单口烧瓶中依次加入苯胺（3.5mmol）、苯氧基硫代酰氯（1mmol）和15mL水，100℃加热搅拌反应8h,烧瓶壁出现大量白色固体。停止反应，冷却静置，抽滤，依次用10%盐酸、清水洗涤滤饼，得到纯的二苯基硫脲，产率98%。 
1H NMR(300MHZ,DMSO):δ=9.81(s,2H,NH),7.48(d,J=7.5Hz,4H,ArH),7.33(t,J=7.5Hz,4H,ArH),7.13(t,J=7.5Hz,4H,ArH).13C NMR(75MHZ,DMSO):δ=179.7,140.1,128.8,124.5,123.5.MS(ESI):m/z=227[(M-H)-,100]. 
对比实施例2 
参照实施例1的方法，60℃反应，二苯基硫脲的产率仅为5%，此时主要产物为O-苯氧 基硫代酰胺中间体
实施例3 
参照实施例1的方法，以对氟苯氧基硫酰氯为原料参与反应，目标产物的产率为92%。 
实施例4 
参照实施例1的方法，苯氧基硫酰氯与苯胺的摩尔比为1:2，目标产物的产率为62%。 
实施例5 
参照实施例1的方法，苯氧基硫酰氯与苯胺的摩尔比为1:5，目标产物的产率为98%。 
实施例6 
参照实施例1的方法，以对甲氧基苯胺为原料，反应8小时，目标产物的产率为99%。 
1H NMR(300MHZ,DMSO):δ=9.43(s,2H,NH),7.30(d,J=9.0Hz,4H,ArH),6.89(d,J=9.0Hz,4H,ArH),3.74(s,6H,CH3). 
实施例7 
参照实施例1的方法，以对硝基苯胺为原料，温度为65℃，反应30小时，目标产物的产率为80%。 
1H NMR(300MHZ,DMSO):δ=10.78(s,2H,NH),8.24(d,J=9.3Hz,4H,ArH),7.85(d,J=9.3Hz,4H,ArH). 
实施例8 
参照实施例1的方法，以对氯苯胺为原料，反应9小时，目标产物的产率为99%。 
1H NMR(300MHZ,DMSO):δ=9.94(s,2H,NH),7.49(d,J=8.7Hz,4H,ArH),7.39(d,J=8.7Hz,4H,ArH). 
实施例9 
参照实施例1的方法，以1-萘胺为原料，反应9小时，目标产物的产率为91%。 
1H NMR(300MHZ,DMSO):δ=10.08(s,2H,NH),8.06(d,J=8.1Hz,2H,ArH),7.96(d,J=7.5Hz,2H,ArH),7.85(d,J=8.1Hz,2H,ArH),7.60-7.49(m,8H,ArH). 
实施例10 
参照实施例1的方法，以苄胺为原料，反应6小时，目标产物的产率为94%。 
1H NMR(300MHZ,DMSO):δ=8.11(br s,2H,NH),7.34-7.21(m,10H,ArH),4.68(s,2H,CH2). 
实施例11 
参照实施例1的方法，以呋喃甲胺为原料，反应温度为85℃，反应9小时，目标产物的产率为81%。 
1H NMR(300MHZ,DMSO):δ=7.84(br s,2H,NH),7.59(dd,J1=1.8Hz,J2=0.9Hz,2H,ArH),6.40(dd,J1=3.2Hz,J2=1.9Hz,2H,ArH),6.27(d,J=2.7Hz,2H,ArH),4.64(d,J=4.8Hz,4H,CH2). 
实施例12 
参照实施例1的方法，以噻吩甲胺为原料，反应7小时，目标产物的产率为89%。 
1H NMR(300MHZ,DMSO):δ=8.09(br s,2H,NH),7.38(dd,J1=5.1Hz,J2=1.2Hz,2H,ArH),7.00(d,J=2.4Hz,2H,ArH),6.95(dd,J1=5.1Hz,J2=3.3Hz,2H,ArH),4.83(d,J=4.5Hz,4H,CH2). 
实施例13 
参照实施例1的方法，以环己胺为原料，反应3小时，目标产物的产率为92%。 
1H NMR(300MHZ,DMSO):δ=7.07(d,J=7.8Hz,2H,NH),3.96-3.94(m,2H,CH),1.85-1.06(m,20H,CH2). 
实施例14 
参照实施例1的方法，以邻苯二胺为原料，反应1小时，的产率为81%。 
1H NMR(300MHZ,DMSO):δ=12.52(s,2H,NH),7.16-7.09(m,4H,ArH). 
实施例15 
参照实施例1的方法，以1,8-二萘胺为原料，反应温度为80℃，反应12小时，的产率为82%。 
1H NMR(300MHZ,DMSO):δ=11.40(s,2H,NH),7.26-7.15(m,4H,4H),6.63(dd,J1=7.2Hz,J2=0.9Hz,2H,ArH)。

Claims (6)

1.一种硫脲衍生物的绿色合成方法，其特征在于：步骤如下： 
(1)以苯氧基硫酰氯或取代苯氧基硫酰氯和伯胺为原料，同时加入水，反应温度为65～100℃，反应时间为1～30h； 
(2)反应结束后，冷却静置，抽滤，依次用10％盐酸、清水洗涤滤饼，即可得到纯的硫脲衍生物； 
步骤(1)所述的取代苯氧基硫酰氯的结构式为其中取代基R1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R1在苯氧基硫酰氯的邻位，间位或对位； 
步骤(1)所述的伯胺为脂肪类伯胺或芳香类伯胺。 
2.根据权利要求1所述的硫脲衍生物的绿色合成方法，其特征在于：所述的脂肪类伯胺为含杂原子的烷基胺；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。 
3.根据权利要求2所述的硫脲衍生物的绿色合成方法，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。 
4.根据权利要求1所述的硫脲衍生物的绿色合成方法，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1:2-5。 
5.根据权利要求1所述的硫脲衍生物的绿色合成方法，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与水的摩尔体积比为1:15mmol/mL。 
6.根据权利要求1所述的硫脲衍生物的绿色合成方法，其特征在于： 步骤(1)所述的反应温度为100℃；反应时间为8小时；所述的苯氧基硫酰氯或取代苯氧基硫酰氯与伯胺的摩尔比为1:3.5。 
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