一种水相中合成1,3-二取代硫脲的方法与流程

1.本发明涉及有机化学技术领域，具体涉及一种在水相中合成1,3-二取代硫脲的方法。


背景技术：

2.硫脲化合物参与的化学反应众多。是一类重要的有机中间体。在医学上，部分硫脲衍生物已被证实具有良好的抗肿瘤活性(medicinal chemistry research 2007,16(6),300-318)。在农业领域，许多硫脲衍生物被用于除草剂、杀虫剂(chinese j.org.chem.2014,34(12),2517-2522)。在有机合成领域，硫脲类化合物不仅是许多重要化合物的合成中间体，还可以用作有机催化剂(chinese j.org.chem.2007,27(12),1491-1501)。
3.硫脲类化合物常见的合成方法是由硫代光气和苯胺为原料制备而成(chinese j.org.chem.2010,30(02),173-180)，但是该方法所用到的硫代光气是一种剧毒原料，使用过程中存在安全隐患，并且反应过程中会排放大量废气造成环境污染。除此之外还可通过异硫氰酸酯和胺为原料合成(j.am.chem.soc.2007,129(35),10632-10633.)，但该方法普遍需要用到有毒的有机溶剂。因此，开发一种高效简便、环境友好且底物适应性广的1,3-二取代硫脲合成方法具有较高的理论和实际应用价值。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种在水相中合成1,3-二取代硫脲的方法，该方法以异硫氰酸酯为原料，在水中，以二甲氨基吡啶(dmap)作碱，100℃的条件下制备1,3-二取代硫脲的新方法，在发明中，以异硫氰酸酯为原料简单高效地合成1,3-二取代硫脲，该反应原料简单易得，操作方便，产率较高。
5.本发明的目的是通过下述技术方案予以实现：一种1,3-二取代硫脲的合成方法，以异硫氰酸酯作为反应底物，在碱性条件下经溶剂溶解，生成胺中间体，胺中间体和异硫氰酸酯在碱性条件下，发生缩合反应，制得1,3-二取代硫脲；
6.具体方法包括以下步骤：
7.空气氛围中，将0.2-0.4mmol的异硫氰酸苯酯，0.2-0.4mmol的二甲氨基吡啶，于90-100℃下,水中磁力搅拌8-10h，反应过程中用tlc监测至完全反应后，加入乙酸乙酯萃取，无水硫酸钠干燥，减压旋干溶剂后经柱层析分离得纯净的二苯基硫脲。
8.进一步地，所述异硫氰酸酯为异硫氰酸苯酯、异硫氰酸乙酯、4-甲氧基苯基异硫氰酸酯、异硫氰酸对甲苯酯、异硫氰酸间甲苯酯、4-氯异硫氰酸苯酯中的任意一种。
9.进一步地，所述溶剂为水。
10.进一步地，所述碱为二甲氨基吡啶。
11.进一步地，所述缩合反应的温度为90-100℃。
12.一种1,3-二取代硫脲的合成方法，具体方法包括以下步骤：
13.空气氛围中，将0.4mmol的异硫氰酸苯酯，0.4mmol的二甲氨基吡啶，于100℃下,水中磁力搅拌10h，反应过程中用tlc监测至完全反应后，加入乙酸乙酯萃取，无水硫酸钠干燥，减压旋干溶剂后经柱层析分离得纯净的二苯基硫脲3a，分离产率：90％。
14.一种1,3-二取代硫脲的合成方法，具体方法包括以下步骤：
15.空气氛围中，将0.4mmol的对甲基异硫氰酸苯酯，0.4mmol的二甲氨基吡啶，于100℃下,水中磁力搅拌10h，反应过程中用tlc监测至完全反应后，加入乙酸乙酯萃取，无水硫酸钠干燥，减压旋干溶剂后经柱层析分离得纯净的1,3-双(4-甲基苯基)硫脲3c，分离产率：89％。
16.一种1,3-二取代硫脲的合成方法，具体方法包括以下步骤：
17.空气氛围中，将0.2mmol的异硫氰酸乙酯，0.2mmol的异硫氰酸间甲苯酯，0.4mmol的二甲氨基吡啶，于100℃下,水中磁力搅拌10h，反应过程中用tlc监测至完全反应后，加入乙酸乙酯萃取，无水硫酸钠干燥，减压旋干溶剂后经柱层析分离得纯净的1-乙基-3-(3-甲基苯基)-2-硫脲3g，分离产率：72％。
18.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
19.本发明采用异硫氰酸苯酯为原料在水中合成1,3-二取代硫脲。反应以水为溶剂，原料简单易得，因此反应成本低；
20.本发明反应为一步合成，操作简便，反应效率高，反应底物适用性广，产率高，绿色环保，具有可观的应用前景。
附图说明
21.图1：化合物3a的氢谱。
22.图2：化合物3a的碳谱。
具体实施方式
23.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.结合图1-2具体对本发明做进一步阐述，一种1,3-二取代硫脲的合成方法，以异硫氰酸酯作为反应底物，在碱性条件下经溶剂溶解，生成胺中间体，胺中间体和异硫氰酸酯在碱性条件下，发生缩合反应，制得1,3-二取代硫脲；
25.具体方法包括以下步骤：
26.空气氛围中，将0.2-0.4mmol的异硫氰酸苯酯，0.2-0.4mmol的二甲氨基吡啶，于90-100℃下,水中磁力搅拌8-10h，反应过程中用tlc监测至完全反应后，加入乙酸乙酯萃取，无水硫酸钠干燥，减压旋干溶剂后经柱层析分离得纯净的二苯基硫脲。
27.本发明进一步优选的技术方案：所述异硫氰酸酯为异硫氰酸苯酯、异硫氰酸乙酯、4-甲氧基苯基异硫氰酸酯、异硫氰酸对甲苯酯、异硫氰酸间甲苯酯、4-氯异硫氰酸苯酯中的任意一种。
28.本发明进一步优选的技术方案：所述溶剂为水。
29.本发明进一步优选的技术方案：所述碱为二甲氨基吡啶。
30.本发明进一步优选的技术方案：所述缩合反应的温度为90-100℃。
31.具体实施例1
[0032][0033]
空气氛围中，将0.4mmol的异硫氰酸苯酯，0.4mmol的二甲氨基吡啶，于100℃下,水中磁力搅拌10h，反应过程中用tlc监测至完全反应。后处理加入适量乙酸乙酯萃取，无水硫酸钠干燥。减压旋干溶剂后经柱层析分离得纯净的二苯基硫脲3a。分离产率：90％。
[0034]1h nmr(400mhz,dmso)δ9.70(s,2h),7.40(d,j＝7.6hz,4h),7.24(t,j＝7.5hz,4h),7.03(t,j＝6.8hz,2h).
13
c nmr(101mhz,dmso)δ180.10,139.92,128.92,124.91,124.14.
[0035]
具体实施例2
[0036][0037]
空气氛围中，将0.4mmol的4-甲氧基苯基异硫氰酸酯，0.4mmol的二甲氨基吡啶，于100℃下,水中磁力搅拌10h，反应过程中用tlc监测至完全反应。后处理加入适量乙酸乙酯萃取，无水硫酸钠干燥。减压旋干溶剂后经柱层析分离得纯净的1,3-双(4-甲氧基苯基)硫脲3b。分离产率：88％。
[0038]1h nmr(400mhz,dmso)δ9.47(s,2h),7.32(d,j＝8.9hz,4h),6.90(d,j＝8.9hz,4h),3.74(s,6h).
13
c nmr(101mhz,dmso)δ180.64,156.96,132.70,126.57,114.09,55.68.
[0039]
实施例2主要考察了含给电子基(甲氧基)底物的适用性。实施例结果表明给电子底物同样适用于此反应得到1,3-二取代硫脲3b。
[0040]
具体实施例3
[0041][0042]
空气氛围中，将0.4mmol的对甲基异硫氰酸苯酯，0.4mmol的二甲氨基吡啶，于100℃下,水中磁力搅拌10h，反应过程中用tlc监测至完全反应。后处理加入适量乙酸乙酯萃取，无水硫酸钠干燥。减压旋干溶剂后经柱层析分离得纯净的1,3-双(4-甲基苯基)硫脲3c。分离产率：89％。
[0043]1h nmr(400mhz,dmso)δ9.59(s,1h),7.37
–
7.29(m,4h),7.13(d,j＝8.0hz,4h),2.28(s,6h).
13
c nmr(101mhz,dmso)δ179.97,137.24,134.08,129.34,124.31,20.98.
[0044]
实施例3主要考察了含给电子基(甲基)底物的适用性。实施例结果表明甲基取代的异硫氰酸苯酯可以得到相应的1,3-二取代硫脲3c。
[0045]
具体实施例4
[0046][0047]
空气氛围中，将0.4mmol的异硫氰酸乙酯，0.4mmol的二甲氨基吡啶，于100℃下,水
3-(3-甲基苯基)-2-硫脲3g。分离产率：72％。
[0063]1h nmr(400mhz,cdcl3)δ8.17(s,1h),7.32
–
7.26(m,1h),7.08(d,j＝7.5hz,1h),7.00(d,j＝6.3hz,2h),6.06(s,1h),3.69
–
3.58(m,2h),2.34(s,3h),1.16(t,j＝7.2hz,3h).
13
c nmr(101mhz,cdcl3)δ180.29,140.40,136.16,129.93,128.03,125.86,122.24,40.31,21.42,14.37.
[0064]
具体实施例8
[0065][0066]
空气氛围中，将0.2mmol的异硫氰酸乙酯，0.2mmol的4-氯异硫氰酸苯酯，0.4mmol的二甲氨基吡啶，于100℃下,水中磁力搅拌10h，反应过程中用tlc监测至完全反应。后处理加入适量乙酸乙酯萃取，无水硫酸钠干燥。减压旋干溶剂后经柱层析分离得纯净的1-乙基-3-(4-氯苯基)-2-硫脲3h。分离产率：63％。
[0067]1h nmr(400mhz,dmso)δ9.63(s,1h),7.90(s,1h),7.46(d,j＝8.8hz,2h),7.35(d,j＝8.8hz,2h),3.47(s,2h),1.11(t,j＝7.2hz,3h).
13
c nmr(101mhz,dmso)δ180.54,138.89,129.10,128.83,124.87,120.18,39.12,14.58.
[0068]
实施例8主要考察了含卤素原子的异硫氰酸芳基酯与烷基异硫氰酸酯的底物适应性。实施例结果表明烷基异硫氰酸酯和含卤素原子的异硫氰酸苯酯反应可以得到相应的不对称1,3-二取代硫脲1h。
[0069]
本发明以异硫氰酸酯为原料制备系列1,3-二取代硫脲；在本发明中，以异硫氰酸酯为原料简单高效地合成1,3-二取代硫脲，该反应原料简单易得，操作方便，产率较高。
[0070]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
[0071]
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
[0072]
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。