一種環(huán)狀(1,3)-二硫戊環(huán)衍生物的制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種環(huán)狀(1,3)-二硫戊環(huán)衍生物的制備方法，使用三硫代碳酸乙烯酯和活潑亞甲基化合物為原料，在咪唑鎓醋酸鹽離子液體的催化下，合成制備得到環(huán)狀(1,3)-二硫戊環(huán)衍生物。本發(fā)明專利技術(shù)方法中使用離子液體為催化劑，反應(yīng)條件溫和，反應(yīng)操作簡(jiǎn)單安全，取得了高的轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)率，在類似含硫雜環(huán)化合物的合成上有很大的應(yīng)用意義。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于有機(jī)合成
，具體涉及環(huán)狀(1,3)-二硫戊環(huán)衍生物的制備方法。
技術(shù)介紹
環(huán)狀(1,3)-二硫戊環(huán)衍生物是一種非常重要的含硫雜環(huán)化合物，在多種領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用，在食品領(lǐng)域可以作為食品添加劑，在藥物科學(xué)中其可以作為主要藥物成分，而在材料領(lǐng)域可以作為很重要的熱敏材料。因此關(guān)于其合成具有重要意義，在過去的幾十年中引起了廣泛的關(guān)注。在文獻(xiàn)報(bào)道中，這一類環(huán)狀(1,3)-二硫戊環(huán)衍生物的制備主要有以下3種方法：(1)活潑亞甲基化合物與二硫化碳在氫氧化鈉、氫氧化鉀或乙醇鈉這一類強(qiáng)堿的作用下先生成鹽，然后加入鹵代烷烴繼續(xù)反應(yīng)生成對(duì)應(yīng)的環(huán)狀(1,3)-二硫戊環(huán)衍生物(K.A.Jensen,L.Henriksen.Acta Chem Sca,1968,1107-1128)，如以下方程式(1)所示：(2)在氟化鉀和三氧化二鋁的共同作用下，活潑亞甲基化合物、二硫化碳和二溴乙烷進(jìn)行反應(yīng)得到環(huán)狀(1,3)-二硫戊環(huán)衍生物(V.Didier,B.A.Abdelkrim,Synthesis,1991,301-303)，如以下方程式(2)所示：(3)在重金屬鹽如銀鹽和銅鹽與有機(jī)堿的共同作用下，三硫代碳酸乙烯酯與活潑亞甲基化合物進(jìn)行反應(yīng)生成環(huán)狀(1,3)-二硫戊環(huán)衍生物(S.Isao,K.Eisaku,Jpn.Kok Tok Koh,1995,07233096)，如以下方程式(3)所示：在以上制備方法中可以發(fā)現(xiàn)，在這些制備方法中會(huì)使用二硫化碳和二溴乙烷這一類劇毒危險(xiǎn)管制化學(xué)物質(zhì)，同時(shí)會(huì)大量使用溶劑、重金屬鹽和強(qiáng)堿等，這些缺陷限制了這一類化合 物的合成研究。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)方法提供一種環(huán)狀(1,3)-二硫戊環(huán)衍生物的制備方法。由于離子液體的特殊物理和化學(xué)性質(zhì)，其可以作為催化劑或溶劑參與多種綠色化學(xué)化工生產(chǎn)，本專利技術(shù)創(chuàng)新地提出了一種使用少量咪唑鎓醋酸鹽離子液體為催化劑來制備環(huán)狀(1,3)-二硫戊環(huán)衍生物的方法。本專利技術(shù)制備方法，使用三硫代碳酸乙烯酯和活潑亞甲基化合物為原料，咪唑鎓醋酸鹽離子液體為催化劑，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，加熱反應(yīng)得到式(2)所示的環(huán)狀(1,3)-二硫戊環(huán)衍生物。其中，R1包括CN或COMe；R2包括COOEt、CN、COMe、COOMe、或4-NO2-Ph。本專利技術(shù)制備方法的反應(yīng)如以下所示：其中，R1包括CN或COMe；R2包括COOEt、CN、COMe、COOMe、COOEt或4-NO2-Ph。優(yōu)選地，本專利技術(shù)環(huán)狀(1,3)-二硫戊環(huán)衍生物包括以下，a:R1＝CN，R2＝COOEt、b:R1＝CN，R2＝CN、c:R1＝COMe，R2＝COMe、d:R1＝CN，R2＝COOMe、e:R1＝COMe，R2＝COOEt、及f:R1＝CN，R2＝4-NO2-Ph。本專利技術(shù)中，所述咪唑鎓醋酸鹽離子液體催化劑為1-丁基-3-甲基咪唑鎓醋酸鹽離子液體(BmimOAc)或1-丁基-2，3-二甲基咪唑鎓醋酸鹽離子液體(BmmimOAc)。本專利技術(shù)中，所述活潑亞甲基化合物為氰乙酸乙酯、氰乙酸甲酯、丙二睛、乙酰丙酮、乙酰乙酸乙酯或?qū)ο趸揭译妗Ｋ鋈虼妓嵋蚁ズ突顫妬喖谆衔锏奈镔|(zhì)的量比例為1∶1～1∶5。優(yōu)選比例為1∶4。本專利技術(shù)中，所述咪唑鎓醋酸鹽離子液體的催化用量為相對(duì)三硫代碳酸乙烯酯物質(zhì)的量的1％～20％。優(yōu)選用量為10％。本專利技術(shù)中，反應(yīng)在氮?dú)獗Ｗo(hù)下進(jìn)行。本專利技術(shù)中，反應(yīng)可在有溶劑或無溶劑的條件下進(jìn)行。優(yōu)選不使用溶劑。在使用溶劑時(shí)，可以選擇DMF、DMSO、甲苯、對(duì)二甲苯、二氧六環(huán)或乙二醇甲醚中任一種，不同溶劑中獲得相近的反應(yīng)結(jié)果。本專利技術(shù)中，反應(yīng)溫度為0～120℃。優(yōu)選反應(yīng)溫度為110℃。本專利技術(shù)中，反應(yīng)時(shí)間為0.25～3h。優(yōu)選反應(yīng)時(shí)間為1h。本專利技術(shù)中，產(chǎn)物環(huán)狀(1,3)-二硫戊環(huán)衍生物的分離以柱層析色譜的方式實(shí)施。本專利技術(shù)還提出按上述方法制備得到的環(huán)狀(1,3)-二硫戊環(huán)衍生物。本專利技術(shù)方法中使用三硫代碳酸乙烯酯為原料，其是一種安全易得的工業(yè)產(chǎn)品，相對(duì)于使用二硫化碳和二溴乙烷這一類危險(xiǎn)劇毒原料具有很大優(yōu)勢(shì)，不僅使反應(yīng)更安全，同時(shí)也使反應(yīng)過程更簡(jiǎn)單高效。在反應(yīng)過程中，本專利技術(shù)中使用催化量的離子液體作為催化劑，對(duì)于由活潑亞甲基化合物制備環(huán)狀(1,3)-二硫戊環(huán)衍生物的反應(yīng)，是首次報(bào)道的新型方法。在現(xiàn)有技術(shù)制備過程中多使用如氫氧化鈉、氫氧化鉀、乙醇鈉或重金屬鹽如銀鹽和銅鹽直接參與反應(yīng)，與此對(duì)比，本專利技術(shù)使用離子液體做催化劑與使用強(qiáng)堿或重金屬鹽參與反應(yīng)機(jī)理不同，離子液體的用量更少，催化活性高，取得了高的轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)率，簡(jiǎn)化了反應(yīng)過程同時(shí)也減少了污染，在類似含硫雜環(huán)化合物的合成上有重要的應(yīng)用意義。具體實(shí)施方式以下實(shí)施例可用來進(jìn)一步詳細(xì)說明本專利技術(shù)，但不意味著限制本專利技術(shù)。本專利技術(shù)的保護(hù)內(nèi)容不局限于下述實(shí)施例。在不背離專利技術(shù)構(gòu)思的精神和范圍下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠想到的變化和優(yōu)點(diǎn)都被包括在本專利技術(shù)中，并且以所附的權(quán)利要求書為保護(hù)范圍在一個(gè)具體實(shí)施方案中，本專利技術(shù)方法中，使用氮?dú)鉃楸Ｗo(hù)氣體，加入咪唑鎓醋酸鹽離子液體為催化劑，三硫代碳酸乙烯酯和活潑亞甲基化合物為反應(yīng)原料，油浴加熱至110℃后反應(yīng)1h，使用均三甲苯為內(nèi)標(biāo)，通過GC分析計(jì)算產(chǎn)率和轉(zhuǎn)化率。在本專利技術(shù)方法中，產(chǎn)物分離通過反應(yīng)后對(duì)反應(yīng)混合物進(jìn)行柱層析色譜分離進(jìn)行。實(shí)施例1：1-丁基-3-甲基咪唑鎓醋酸鹽離子液體(BmimOAc)催化三硫代碳酸乙烯酯和氰乙酸乙酯反應(yīng)制備氰基-(1,3)-二硫戊環(huán)-2-亞基乙酸乙酯氮?dú)獗Ｗo(hù)下在帶有磁力攪拌的50mL雙口燒瓶中加入40mg(0.2mmol)1-丁基-3-甲基咪唑鎓醋酸鹽離子液體(BmimOAc)、0.27g(2mmol)三硫代碳酸乙烯酯和0.9g(8mmol)氰乙酸乙酯(1a)，加熱至110℃后反應(yīng)1h。得到產(chǎn)物氰基-(1,3)-二硫戊環(huán)-2-亞基乙酸乙酯(2a)， 氣相色譜分析(GC)轉(zhuǎn)化率93％，氣相色譜分析(GC)產(chǎn)率84％。結(jié)構(gòu)經(jīng)核磁共振確定。 1H NMR(400MHz；CDCl3；TMS):δ＝4.26～4.31(m,2H),3.54～3.63(m,4H),1.34(t,J＝8.0Hz,3H).13C NMR(400MHz；CDCl3；TMS):δ＝183.6,163.1,115.9,89.8,61.9,40.4,37.3,14.2. 實(shí)施例2：1-丁基-2,3-二甲基咪唑鎓醋酸鹽離子液體(BmmimOAc)催化三硫代碳酸乙烯酯和氰乙酸乙酯反應(yīng)制備氰基-(1,3)-二硫戊環(huán)-2-亞基乙酸乙酯氮?dú)獗Ｗo(hù)下在帶有磁力攪拌的50mL雙口燒瓶中加入42mg(0.2mmol)1-丁基-2,3-二甲基咪唑鎓醋酸鹽離子液體(BmmimOAc)、0.27g(2mmol)三硫代碳酸乙烯酯和0.9g(8mmol)氰乙酸乙酯(1a)，加熱至110℃后反應(yīng)1h。得到產(chǎn)物氰基-(1,3)-二硫戊環(huán)-2-亞基乙酸乙酯(2a)，氣相色譜分析(GC)轉(zhuǎn)化率93％，氣相色譜分析(GC)產(chǎn)率62％。結(jié)構(gòu)經(jīng)核磁共振確定。 1H NMR(400MHz；CDCl3；TMS):δ＝4.26～4.31(m,2H),3.54～3.63(m,4H),1.34(t,J＝8.0Hz,3H).13C NMR(400MHz；CDCl3；TMS):δ＝183.6,163.1,115.9,89.8,61本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種環(huán)狀(1,3)?二硫戊環(huán)衍生物的制備方法，其特征在于，以三硫代碳酸乙烯酯和活潑亞甲基化合物為原料，咪唑鎓醋酸鹽離子液體為催化劑，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，加熱反應(yīng)得到環(huán)狀(1,3)?二硫戊環(huán)衍生物；其反應(yīng)如以下所示：其中，R1包括CN或COMe；R2包括COOEt、CN、COMe、COOMe、或4?NO2?Ph。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種環(huán)狀(1,3)-二硫戊環(huán)衍生物的制備方法，其特征在于，以三硫代碳酸乙烯酯和活潑亞甲基化合物為原料，咪唑鎓醋酸鹽離子液體為催化劑，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，加熱反應(yīng)得到環(huán)狀(1,3)-二硫戊環(huán)衍生物；其反應(yīng)如以下所示：其中，R1包括CN或COMe；R2包括COOEt、CN、COMe、COOMe、或4-NO2-Ph。2.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述咪唑鎓醋酸鹽離子液體為1-丁基-3-甲基咪唑鎓醋酸鹽離子液體或1-丁基-2，3-二甲基咪唑鎓醋酸鹽離子液體。3.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述活潑亞甲基化合物為氰乙酸乙酯、氰乙酸甲酯、丙二睛、乙酰丙酮、乙酰乙酸乙酯或?qū)ο趸揭译妗?.如權(quán)利要...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：高國(guó)華，李瑞利，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：華東師范大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：上海;31