一种乙烯基二硫代氨基甲酸酯类化合物的合成方法
阅读说明：本技术 一种乙烯基二硫代氨基甲酸酯类化合物的合成方法 (Synthesis method of vinyl dithiocarbamate compound ) 是由 洪志 杨钰莹 吕晓青 黄霄瑜 金瑛 于 2021-09-25 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种乙烯基二硫代氨基甲酸酯类化合物的合成方法,所述的方法是在室温下,将吸电子基取代的炔类、烷基黄原酸盐加到溶有伯胺或仲胺的溶剂混合液中,加料完毕,在25～100℃下反应至结束。反应液加水,滴加0.5mol/L盐酸中和,乙酸乙酯萃取。有机相先水洗,再经饱和食盐水洗,无水硫酸钠干燥。过滤后,滤液蒸馏回收有机溶剂,残留固体经甲苯重结晶,得到产品。本发明具有操作简便、无催化剂、环境友好、安全性较好、产品收率及纯度较高、易于工业化生产等优点。(The invention discloses a method for synthesizing a vinyl dithiocarbamate compound, which comprises the steps of adding an alkyne or alkyl xanthate substituted by an electron-withdrawing group into a solvent mixed solution dissolved with primary amine or secondary amine at room temperature, and reacting at 25-100 ℃ until the reaction is finished. Adding water into the reaction solution, dropwise adding 0.5mol/L hydrochloric acid for neutralization, and extracting by ethyl acetate. The organic phase was washed with water, then with saturated salt water, and dried over anhydrous sodium sulfate. And after filtering, distilling the filtrate to recover the organic solvent, and recrystallizing the residual solid by toluene to obtain the product. The method has the advantages of simple and convenient operation, no catalyst, environmental friendliness, better safety, higher product yield and purity, easy industrial production and the like.)
技术领域
本发明涉及一种乙烯基二硫代氨基甲酸酯类化合物的合成方法，属于医药与化工技术领域。
背景技术
乙烯基二硫代氨基甲酸酯类化合物是一类具有多种生物活性的有机分子，在医药、矿产、有机合成中间体等领域有着广泛的应用。在医药方面，该类化合物具有抗炎、抗菌、杀虫、抗肿瘤、抗病毒、消炎等作用；由于含有多种官能团和氮、氧、硫等杂原子，该类化合物具有较强的金属键合能力，能够有效地螯合重金属，可用于重金属中毒的解毒剂，在选矿冶金方面常用作硫化矿捕收剂；它们作为有用的合成中间体，保护多肽合成中的基团，作为固相有机合成的连接剂。另外，也可用作润滑油添加剂、金属缓蚀剂、橡胶工业的硫化促进剂等。
目前，乙烯基二硫代氨基甲酸酯类化合物的制备方法主要有以下四种：
1)在水中由纳米铜颗粒催化胺、二硫化碳和苯乙烯基卤化物缩合合成乙烯基二硫代氨基甲酸酯的方法，但是此方法具有时间长，纳米铜颗粒容易氧化导致反应收率下降，需在氩气下保存等问题。所述反应式如式1所示：
2)在无溶剂条件下，胺、二硫化碳和炔三组分一锅合成乙烯基二硫代甲酸酯类化合物。该方法仅限于使用苯乙炔、炔丙醚/醇类化合物，使用范围较窄，而且反应时间较长。所述反应式如式2所示：
3)缺电子的联烯与胺、二硫化碳在二氯甲烷溶液中，室温下原位反应生成反-乙烯基二硫代氨基甲酸酯。该反应所需的联烯不易制备，并且性质不稳定，导致产率偏低。所述反应式如式3所示：
4)以4,5,6,7-四氢吲哚与二硫化碳在氢氧化钾作用下，在DMSO溶液中反应，得到1-(4,5,6,7-四氢吲哚基)二硫代甲酸钾，然后与炔在水溶液中反应，得到乙烯基二硫代化合物及乙烯基硫醚。此反应存在步骤繁琐，且产生的副产物不易除去等问题。所述反应式如式4所示：
以上四种方法中使用的二硫化碳由于沸点较低，仅有46.5℃，具有较强的挥发性、易燃性、刺激性和易爆性，导致其使用和存储中存在较大的安全隐患，如果反应后处理不当，极易对环境产生较大影响。因此，仍需发展一种简便、高效、安全的乙烯基二硫代氨基甲酸酯类化合物的合成方法。
发明内容
本发明目的在于克服上述合成方法的缺点，提供一种乙烯基二硫代氨基甲酸酯类化合物的合成方法。
该方法是以吸电子基取代的炔类、烷基黄原酸盐、伯胺或仲胺为原料，在溶剂中反应，制备乙烯基二硫代氨基甲酸酯类化合物。在反应中，伯胺或仲胺与烷基黄原酸盐发生酯的氨解反应，得到取代二硫代甲酸铵盐，产品不经分离，继续与炔进行亲核加成反应，得到乙烯基二硫代氨基甲酸酯类化合物。
本发明采用的技术方案是：
一种乙烯基二硫代氨基甲酸酯类化合物的合成方法，所述的方法是在室温下，将吸电子基取代的炔类、烷基黄原酸盐加到溶有伯胺或仲胺的溶剂混合液中，加料完毕，在25～100℃下反应至结束。反应液加水，滴加0.5mol/L盐酸中和，乙酸乙酯萃取。有机相先水洗，再经饱和食盐水洗，无水硫酸钠干燥。过滤后，滤液蒸馏回收有机溶剂，残留固体经甲苯重结晶，得到产品。所述反应式如式5所示：
所述的结构式中取代基R1为芳基或酯基中的一种，取代基R2为氢、甲基、芳基、酯基、羧基中的一种，取代基R3或R4为氢、C1～C6烷基、C3～C6环烷基、芳基、苄基中的一种或两种，取代基R5为甲基或乙基中的一种，M为金属元素钠或钾中的一种。
所述的溶剂为下列一种或两种以上任意比例的混合：水、甲醇、乙醇、异丙醇、聚乙二醇200、二氯甲烷、氯仿、四氢呋喃。
所述的吸电子基取代的炔烃类化合物、伯胺或仲胺、烷基黄原酸盐的物质的量之比为1.0:1.0～2.0:1.0～5.0。
所述的溶剂与吸电子基取代的炔烃类化合物的质量比为5～30:1。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用的烷基黄原酸盐是一种价廉易得、理化性质稳定、反应活性较好的固体化合物，替代极易燃易爆、易挥发、有毒有害的二硫化碳。反应产生的副产物甲醇或乙醇可进行回收套用。本发明具有操作简便、无催化剂、安全性高、环境友好、产品收率及纯度较高、易于工业化生产等优点。
附图说明
图1是本发明的N,N-二乙基二硫代氨基甲酸-2-(3-氟苯乙烯基)酯的核磁氢谱图
图2是本发明的N,N-二乙基二硫代氨基甲酸-2-(3-氟苯乙烯基)酯的核磁碳谱图
图3是本发明的N,N-二乙基二硫代氨基甲酸-2-(3-氟苯乙烯基)酯的红外光谱图
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：
实施例1
在500mL三口烧瓶中依次加入152mL水-甲醇(体积比1:1)，3.66g(0.05mol)二乙胺，26.68g(0.19mol)乙基黄原酸钠和6.01g(0.05mol)3-氟-1-乙炔基苯，在70℃下搅拌反应50min。反应完成后，加水20mL，再滴加0.5mol/L HCl调节pH至中性，乙酸乙酯萃取(3×50mL)。有机相无水硫酸钠干燥，抽滤。滤液减压蒸馏，回收有机溶剂，残留固体甲苯重结晶，得到N,N-二乙基二硫代氨基甲酸-2-(3-氟苯乙烯基)酯12.90g。收率为95.80％，HPLC纯度为98.30％。所述产品结构式如式6所示：
实施例2
在250mL三口烧瓶中依次加入100mL氯仿，4.36g(0.05mol)吗啉，8.72g(0.067mol)甲基黄原酸钠和7.31g(0.05mol)苯丙炔酸，在60℃下搅拌反应100min。反应完成后，加水40mL，再滴加0.5mol/L HCl调节pH至中性，分出有机相，水相乙酸乙酯萃取(3×30mL)。合并有机相，无水硫酸钠干燥，抽滤。滤液减压蒸馏，回收有机溶剂，残留固体甲苯重结晶，得到3-苯基-3-(4-吗啉基二硫代甲酸酯基)丙烯酸14.17g。收率为91.60％，HPLC纯度为97.30％。
本实施例中，所述产品结构式7如下：
实施例3
在500mL三口烧瓶中依次加入185mL乙醇，6.71g(0.08mol)吗啉，15.14g(0.105mol)乙基黄原酸钠和5.81g(0.05mol)4-乙炔基甲苯，在80℃下搅拌反应110min。反应完成后，加水50mL，再滴加0.5mol/L HCl调节pH至中性，乙酸乙酯萃取(3×60mL)，有机相无水硫酸钠干燥，抽滤。滤液减压蒸馏，回收有机溶剂，残留固体甲苯重结晶，得到4-吗啉基二硫代甲酸-2-(4-甲基苯乙烯基)酯12.57g。收率为90.00％，HPLC纯度为97.00％。
本实施例中，所述产品结构式8如下：
实施例4
在250mL三口烧瓶中依次加入80mL水-乙醇(体积比1：1)，4.83g(0.07mol)二乙胺，33.66g(0.05mol)乙基黄原酸钾和7.31g(0.05mol)苯丙炔酸，在60℃下搅拌反应65min。反应完成后，加水20mL，再滴加0.5mol/L HCl调节pH至中性，乙酸乙酯萃取(3×30mL)，有机相无水硫酸钠干燥，抽滤。滤液减压蒸馏，回收有机溶剂，残留固体甲苯重结晶，得到3-苯基-3-(N,N-二乙基-二硫代氨基甲酸酯基)丙烯酸13.84g。收率为93.70％，HPLC纯度为97.90％。
本实施例中，所述产品结构式9如下：
实施例5
在500mL三口烧瓶中依次加入141mL四氢呋喃，5.78g(0.08mol)二乙胺，28.05g(0.18mol)乙基黄原酸钾和8.71g(0.05mol)苯基丙炔酸乙酯，在60℃下搅拌反应165min。反应完成后，加水50mL，再滴加0.5mol/L HCl调节pH至中性，乙酸乙酯萃取(3×50mL)，有机相无水硫酸钠干燥，抽滤。滤液减压蒸馏，回收有机溶剂，残留固体甲苯重结晶，3-苯基-3-(N,N-二乙基二硫代氨基甲酸酯基)丙烯酸乙酯13.78g。收率为85.20％，HPLC纯度为98.40％。
本实施例中，所述产品结构式10如下：
实施例6
在500mL三口烧瓶中依次加入105mL二氯甲烷，5.22g(0.09mol)环丙基胺，14.63g(0.10mol)甲基黄原酸钾和8.51g(0.05mol)丁炔二酸二乙酯，在40℃下搅拌反应130min。反应完成后，加水40mL，再滴加0.5mol/L HCl调节pH至中性，分出有机相，水相用乙酸乙酯萃取(3×30mL)。合并有机相，无水硫酸钠干燥，抽滤。滤液减压蒸馏，回收有机溶剂，残留固体甲苯重结晶，2-(N-环丙基-二硫代氨基甲酸酯基)-丁二烯酸二乙酯13.55g。收率为89.30％，HPLC纯度为97.30％。
本实施例中，所述产品结构式11如下：
实施例7
在250mL三口烧瓶中依次加入78mL聚乙二醇200，6.33g(0.09mol)正丁胺，24.43g(0.17mol)甲基黄原酸钾和5.16g(0.05mol)2-乙炔吡啶，在80℃下搅拌反应89min。反应完成后，加水80mL，再滴加0.5mol/L HCl调节pH至中性，乙酸乙酯萃取(3×60mL)。有机相用水清洗(2×80mL)，无水硫酸钠干燥，抽滤。滤液减压蒸馏，回收有机溶剂，残留固体甲苯重结晶，1-(N-正丁基-二硫代氨基甲酸)-2-(2-吡啶基)乙烯酯11.81g。收率93.60％，HPLC纯度为98.50％。
本实施例中，所述产品结构式12如下：
实施例8
在500mL三口烧瓶中依次加入112mL四氢呋喃，5.45g(0.06mol)苯胺，25.13g(0.19mol)甲基黄原酸钠和8.71g(0.05mol)苯丙炔酸乙酯，在60℃下搅拌反应175min。反应完成后，加水60mL，再滴加0.5mol/L HCl调节pH至中性，乙酸乙酯萃取(3×50mL)，有机相无水硫酸钠干燥，抽滤。滤液减压蒸馏，回收有机溶剂，残留固体甲苯重结晶，3-苯基-3-(N-苯基-二硫代氨基甲酸酯基)丙烯酸乙酯15.73g。收率为93.90％，HPLC纯度为98.60％。
本实施例中，所述产品结构式13如下：
实施例9
在250mL三口烧瓶中依次加入43mL聚乙二醇200，3.66g(0.05mol)正丁胺，24.74g(0.19mol)甲基黄原酸钠和5.11g(0.05mol)苯乙炔，在80℃下搅拌反应60min。反应完成后，加水80mL，再滴加0.5mol/L HCl调节pH至中性，乙酸乙酯萃取(3×30mL)，有机相用水清洗(2×50mL)，再用无水硫酸钠干燥，抽滤。滤液减压蒸馏，回收有机溶剂，残留固体甲苯重结晶，得到N-正丁基-二硫代氨基甲酸-(2-苯乙烯基)酯11.92g。收率为94.80％，HPLC纯度为98.80％。
本实施例中，所述产品结构式14如下：
实施例10
在500mL三口烧瓶中依次加入110mL氯仿，1.55g(0.05mol)40％甲胺水溶液，28.85g(0.18mol)乙基黄原酸钾和5.11g(0.05mol)苯乙炔，在60℃下搅拌反应156min。反应完成后，加水40mL，再滴加0.5mol/L HCl调节pH至中性，分出有机相，水相用乙酸乙酯萃取(3×30mL)。有机相无水硫酸钠干燥，抽滤。滤液减压蒸馏，回收有机溶剂，残留固体甲苯重结晶，得到N-甲基-二硫代氨基甲酸-(2-苯乙烯基)酯11.76g。收率为88.60％，HPLC纯度为98.60％。
本实施例中，所述产品结构式15如下：
实施例11
在250mL三口烧瓶中依次加入113mL甲醇，4.96g(0.05mol)环己基胺，26.68g(0.19mol)乙基黄原酸钠和5.81g(0.05mol)1-苯基-1-丙炔，在60℃下搅拌反应60min。反应完成后，加水50mL，再滴加0.5mol/L HCl调节pH至中性，乙酸乙酯萃取(3×50mL)，有机相无水硫酸钠干燥，抽滤。滤液减压蒸馏，回收有机溶剂，残留固体甲苯重结晶，得到1-甲基-1-(N-环己基-二硫代氨基甲酸)-(2-苯乙烯基)酯13.43g。收率为94.80％，HPLC纯度为98.80％。
本实施例中，所述产品结构式16如下：
实施例12
在500mL三口烧瓶中依次加入192mL异丙醇，6.22g(0.07mol)哌啶，20.48g(0.14mol)甲基黄原酸钾和8.91g(0.05mol)二苯乙炔，在80℃下搅拌反应90min。反应完成后，加水100mL，再滴加0.5mol/L HCl调节pH至中性，乙酸乙酯萃取(3×60mL)，有机相无水硫酸钠干燥，抽滤。滤液减压蒸馏，回收有机溶剂，残留固体甲苯重结晶，得到哌啶基-4-二硫代甲酸-1-苯基-(2-苯乙烯基)酯16.04g。收率为94.50％，HPLC纯度为97.50％。
本实施例中，所述产品结构式17如下：
实施例13
在500mL三口烧瓶中依次加入140mL乙醇，5.06g(0.05mol)正己胺，26.68g(0.19mol)乙基黄原酸钠和5.81g(0.05mol)1-苯基-1-丙炔，在70℃下搅拌反应90min。反应完成后，加水50mL，再滴加0.5mol/L HCl调节pH至中性，乙酸乙酯萃取(3×60mL)，有机相无水硫酸钠干燥，抽滤。滤液减压蒸馏，回收有机溶剂，残留固体甲苯重结晶，得到N-正己基-二硫代氨基甲酸-1-甲基-(2-苯乙烯基)酯13.91g。收率为92.12％，HPLC纯度为96.70％。
本实施例中，所述产品结构式18如下：
实施例14
在500mL三口烧瓶中依次加入160mL甲醇，8.89g(0.08mol)苄胺，16.66g(0.13mol)甲基黄原酸钠和8.91g(0.05mol)二苯乙炔，在66℃下搅拌反应70min。反应完成后，加水50mL，再滴加0.5mol/L HCl调节pH至中性，乙酸乙酯萃取(3×60mL)，有机相无水硫酸钠干燥，抽滤。滤液减压蒸馏，回收有机溶剂，残留固体甲苯重结晶，得到N-苄基-二硫代氨基甲酸-1-苯基-(2-苯乙烯基)酯16.58g。收率为91.70％，HPLC纯度为97.40％。
本实施例中，所述产品结构式19如下：
实施例15
在500mL三口烧瓶中依次加入150mL四氢呋喃，6.97g(0.08mol)吗啉，13.68g(0.09mol)甲基黄原酸钾和6.83g(0.05mol)4-氯-1-乙炔基苯，在60℃下搅拌反应140min。反应完成后，加水50mL，再滴加0.5mol/L HCl调节pH至中性，乙酸乙酯萃取(3×60mL)，有机相无水硫酸钠干燥，抽滤。滤液减压蒸馏，回收有机溶剂，残留固体甲苯重结晶，得到吗啉基-4-二硫代甲酸-2-(4-氯苯乙烯基)酯12.82g。收率为85.50％，HPLC纯度为97.60％。
本实施例中，所述产品结构式20如下：
对比实施例1
在250mL三口烧瓶中加入3.66g(0.05mol)二乙胺，再加入14.09g(11.18mL)(0.18mol)二硫化碳，最后再加入6.01g(0.05mol)3-氟-1-乙炔基苯，加料完毕后在室温下搅拌反应180min。减压蒸馏，回收低沸点的未反应的原料，残留固体甲苯重结晶，得到N,N-二乙基-二硫代氨基甲酸-2-(3-氟苯乙烯基)酯11.99g。收率为89％，HPLC纯度为98.70％。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ:7.56(d,J＝11.2Hz,1H,ArH),7.32(td,J＝8.0,6.1Hz,1H,ArH),7.22-7.15(m,2H,ArH),6.95(td,J＝8.5,1.6Hz,1H,ArH),6.75(d,J＝11.2Hz,1H,ArH),4.07(q,J＝6.9Hz,2H,CH2),3.81(q,J＝6.9Hz,2H,CH2),1.37-1.27(m,6H,2CH3)ppm.13C NMR(100MHz,CDCl3)δ:191.2,163.9,161.5,138.6,129.9,126.9,125.8,124.7,115.4,114.2,50.1,47.0,12.8,11.5ppm.IR(KBr):v＝2980,2933,2874,1607,1578,1352,1271,1204,1009,982,872,824,783cm-1。
本实施例中，所述产品结构式21如下：
乙烯基二硫代甲酸酯的HPLC分析条件为：高效液相色谱仪：Agilent-1200Series；色谱柱型号：LlChrospher 60RP-select B(5μL)；流动相为甲醇与纯化水，比例为70:30；流速1mL/min，进样量为20μL；检测器：紫外光度检测器，264nm；样品用甲醇溶解稀释后(1.00mg/mL)进样。
本发明中所描述的具体实施例仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例作各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管对本发明已作了详细的说明并引证了一些具体实施例，但是对本领域熟练的技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。
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