阅读说明：本技术 一种异硫氰酸苯酯衍生物的制备方法 (Preparation method of phenyl isothiocyanate derivative ) 是由 不公告发明人 于 2019-11-26 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种异硫氰酸苯酯衍生物的制备方法。异硫氰酸苯酯衍生物通过以下制备方法制得：将硫代氯甲酸苯酯衍生物与苯胺衍生物溶于有机溶剂中,以碘化亚铜、固体碱作为催化剂,加热反应后经提纯得到。本发明所公开的异硫氰酸苯酯衍生物的制备方法原料经济易得；一步法反应所得到的目标产物产率在65-85％左右,相比于传统的硫代氯甲酸苯酯法产率有了极大地提升。所公开的制备方法有力地推进了异硫氰酸苯酯及其衍生物的生产效率,具有广阔的工业化前景。(The invention relates to a preparation method of a phenyl isothiocyanate derivative. The phenyl isothiocyanate derivative is prepared by the following preparation method: dissolving a phenyl thiocarboformate derivative and an aniline derivative in an organic solvent, heating to react by using cuprous iodide and solid alkali as catalysts, and purifying to obtain the compound. The raw materials of the preparation method of the phenyl isothiocyanate derivative disclosed by the invention are economical and easy to obtain; the yield of the target product obtained by the one-step reaction is about 65-85%, and is greatly improved compared with the yield of the traditional phenyl thiocarbamate method. The preparation method disclosed powerfully promotes the production efficiency of phenyl isothiocyanate and derivatives thereof, and has wide industrial prospect.)

一种异硫氰酸苯酯衍生物的制备方法

技术领域

本发明属于有机合成领域，具体涉及一种异硫氰酸苯酯衍生物的制备方法。

背景技术

异硫氰酸酯及其衍生物是一类重要的有机合成中间体，可参与多种有机反应，用于合成多种含氮和硫的化合物，尤其是杂环骨架的构建.许多天然和人工合成的异硫氰酸酯具有很强的生物活性，如抗菌消炎、抗氧化、抗癌、杀虫、除草等活性。而异硫氰酸苯酯及其衍生物作为异硫氰酸酯一类重要的分支结构，而受到学术界和商界的青睐，被广泛应用于医药、农药、染料等工业产品的制备。巨大的市场需求鼓励高效、简便且经济的异硫氰酸苯酯及其衍生物的制备方法。

前人报道了多种异硫氰酸苯酯及其衍生物的制备方法。目前主流的制备方法是以伯胺为原料的制备途径，这也是相对简便的制备方法。第一代方法为光气合成法，由于原料难以获取，并且反应所生成的副产物硫脲较多，已被人们淘汰；第二代方法是二硫化碳法，主要思路是二硫化碳在碱的催化下与脱硫剂反应，其缺陷为条件苛刻并且后处理繁琐；第三代方法是硫代氯甲酸苯酯法，该方法比较环保，并且可以与伯胺一步法生成产物。由于反应步骤便捷且较为环保，因此也是最为常用的方法。

然而，硫代氯甲酸苯酯法也有其缺陷，主要在于一步法生成的异硫氰酸苯酯或其衍生物产率太低。这主要是由于一步法制备异硫氰酸苯酯或其衍生物的过程中，除了得到目标产物，还会同时得到硫代(N-苯基)氨基甲酸苯酯和二苯基硫脲两种副产物，并且这两种副产物之和，在最终产物中的占比可以达到50-80％左右。这样一来就极大地降低了目标产物的产率，使得大量反应底物和反应所需能量被浪费，难以确保工业化的经济性和高效性。

因此，亟需找到一种克服上述缺陷的新的硫代氯甲酸苯酯法来制备异硫氰酸苯酯及其衍生物。

发明内容

本发明公开了一种异硫氰酸苯酯衍生物的制备方法。所述制备方法采用硫代氯甲酸苯酯法，但是克服了上述该反应固有的缺陷，极大地提升了异硫氰酸苯酯及其衍生物的产率，从而有力地推动了硫代氯甲酸苯酯法的工业化的发展。

本发明的技术方案通过下面技术手段得以实现。

一种异硫氰酸苯酯衍生物的制备方法，所述异硫氰酸苯酯衍生物通过以下制备方法制得：将硫代氯甲酸苯酯衍生物与苯胺衍生物溶于有机溶剂中，以碘化亚铜、固体碱作为催化剂，加热反应后经提纯得到。

进一步地，所述硫代氯甲酸苯酯衍生物结构为硫代氯甲酸苯酯的苯环的邻、间或对位上存在一个或多个取代基的结构，所述取代基选自卤素、羟基、羧基、氰基、苯基、硝基、氨基、烯基、炔基或烷基。

进一步地，所述苯胺衍生物为苯胺的邻、间或对位上不存在，或存在一个取代基的结构，所述取代基选自卤素、羟基、羧基、氰基、苯基、硝基、氨基、烯基、炔基或烷基。

进一步地，所述烷基选自C1-C10的烷基。

进一步地，所述烷基不存在，或存在一个及以上的支链，所述支链为C1-C3的烷基。

进一步地，所述碘化亚铜的质量为0.1-1wt％的硫代氯甲酸苯酯的质量。

进一步地，所述固体碱的质量为0.5-2wt％的硫代氯甲酸苯酯的质量。

进一步地，所述固体碱选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化镁、氢氧化铜、氢氧化钡、氢氧化铜或氢氧化铝。

进一步地，所述加热的温度为100-120℃。

进一步地，所述有机溶剂选自二氯甲烷、氯仿、四氢呋喃、甲苯、氯苯、甲基丙烯酸甲酯或二甲基亚砜。

本发明具有以下有益效果：本发明所公开的异硫氰酸苯酯衍生物的制备方法，采用硫代氯甲酸苯酯法进行制备。所述底物采用硫代氯甲酸苯酯衍生物与苯胺衍生物，原料经济易得；一步法反应所得到的目标产物产率在65-85％左右，相比于传统的硫代氯甲酸苯酯法产率有了极大地提升。所公开的制备方法有力地推进了异硫氰酸苯酯及其衍生物的生产效率，具有广阔的工业化前景。

具体实施方式

实施例1

4-氯-异硫氰酸苯酯的制备

4-氯-硫代氯甲酸苯酯(10mmol)与苯胺(10.1mmol)，溶于100ml四氢呋喃中，加入碘化亚铜(0.1wt％的4-氯-硫代氯甲酸苯酯)和氢氧化钠(0.5wt％的4-氯-硫代氯甲酸苯酯)，加热至100℃，反应12h，停止反应后，加入水淬灭反应，然后加入二氯甲烷萃取产物，收集有机相，然后过柱提纯，洗脱剂采用石油醚，分离副产物后，得到4-氯-异硫氰酸苯酯6.67mmol，产率＝66.7％。

¹H NMR(300MHz,CDCl₃)δ(ppm):7.35(d，2H),7.28(d,2H).

HRMS测试C₇H₄ClNS([M⁺H]⁺)理论值:168.98,实测值:168.23。

实施例2

3-丁基-异硫氰酸苯酯的制备

3-丁基-硫代氯甲酸苯酯(10mmol)与3-氯苯胺(10.3mmol)，溶于100ml氯仿中，加入碘化亚铜(1wt％的3-丁基-硫代氯甲酸苯酯)和氢氧化钾(2wt％的3-丁基-硫代氯甲酸苯酯)，加热至120℃，反应20h，停止反应后，加入水淬灭反应，然后加入二氯甲烷萃取产物，收集有机相，然后过柱提纯，洗脱剂采用石油醚，分离副产物后，得到3-丁基-异硫氰酸苯酯8.52mmol，产率＝85.2％。

¹H NMR(300MHz,CDCl₃)δ(ppm):7.35(d，1H),7.28(d,1H),7.12(s,1H),7.08(m,1H),3.45-2.11(m,6H),0.88(m,3H).

HRMS测试C₁₁H₁₃NS([M⁺H]⁺)理论值:191.08,实测值:191.24。

实施例3

2-硝基-异硫氰酸苯酯的制备

2-硝基-硫代氯甲酸苯酯(10mmol)与2-氯苯胺(10.3mmol)，溶于100ml甲苯中，加入碘化亚铜(0.5wt％的2-硝基-硫代氯甲酸苯酯)和氢氧化镁(1wt％的2-硝基-硫代氯甲酸苯酯)，加热至100℃，反应18h，停止反应后，加入水淬灭反应，然后加入二氯甲烷萃取产物，收集有机相，然后过柱提纯，洗脱剂采用石油醚，分离副产物后，得到2-硝基-异硫氰酸苯酯7.65mmol，产率＝76.5％。

¹H NMR(300MHz,CDCl₃)δ(ppm):7.35(d，1H),7.28(d,1H),7.12(s,1H),7.08(m,1H).

HRMS测试C₇H₄N₂O₂S([M⁺H]⁺)理论值:180.00,实测值:180.57。

对比实施例1

制备步骤和底物同实施例1，仅将催化剂中碘化亚铜去掉。

对比实施例2

制备步骤和底物同实施例2，仅将催化剂中氢氧化钾去掉。

对比实施例3

制备步骤和底物同实施例3，不用任何催化剂。

实施例4

在实施例1-3以及对比实施例1-3的反应结束后，从每个实验样品中取混合物100mg进行GC-MS测试，以此判断每个样品中目标产物和副产物的占比，所得结果如下表所示：

表1实施例1-3和对比实施例1-3的样品中目标产物和副产物的占比

从表1中可以看出，对比实施例1-3中，目标产物明显低于实施例1-3，而副产物却明显升高。这表明实施例1-3所采用的催化体系可以高效得到目标产物，具有潜在工业化前景。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制。本领域的技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行若干推演或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。