[发明专利]一种两步合成异硫氰酸酯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及有机化工领域，特别涉及一种两步合成异硫氰酸酯的方法。

背景技术

异硫氰酸酯常用于构建杂环骨架，是一类用途极广的有机合成中间体和医药中间体，广泛应用于医药、农药、染料的制备，因此，异硫氰酸酯的合成方法研究一直是有机化学的一个重要课题。

本发明作出之前，异硫氰酸酯的制备方法主要有以下几种途径：

硫代光气合成法：由硫代光气和胺类化合物直接反应生成异硫氰酸酯（T.R.Jr.Burke,B.S.Bajwa,A.E.Jacobson,K.C.Rice,R.A.Streaty，W.A.Klee,J.Med.Chem.1984,27,1570-1574；有机合成事曲，1992,766,926.）。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：先由胺类化合物和二硫化碳在碱的作用下形成二硫代氨基盐，再与脱硫试剂作用生成异硫氰酸酯（R.Wong,S.J.Dolman,J.Org.Chem.2007,72,3969-3971；H.Munch,J.S.Hansen,M.Pittelkow，J.B.Christensen,U.Boas,Tetrahedron Lett.2008,49,3177-3199；A.C.Chaskar,S.Yewale,R.Bhagat,B.P.Langi,Synth.Commun.2008,38,1972-1975；B.Kaboudin,E.Jafari,Synthesis2008,2683-2685；CN1880302A）。常用脱硫试剂有氯甲酸甲酯、对甲苯磺酰氯、二碳酸二叔丁酯、固体光气、单质碘、氯膦酸酯、氯硅烷等。但这些反应大多条件苛刻，反应时间较长，副产物多，后处理繁琐。

硫氰酸盐法：由卤代烃和硫氰酸盐反应生成异硫氰酸酯（袁露，钟宏，刘广义，精细化工中间体，2007,37,10-13.）。但该方法仍存在目标产物收率低、操作过程繁琐、溶剂用量很大等诸多缺陷。

异腈法：有机溶剂中，由异腈和硫粉或硫化剂在金属催化剂存在下合成异硫氰酸酯（US3994924）。但异腈的合成和提纯维度大，且异腈的毒性很大，因而也不利于工业化大生产。

最近，我们报导了一种以碳硫化试剂和伯胺为原料在碱作用下一步合成异硫氰酸酯的方法（CN102503872A）。但这种方法仍有一定的局限性，即对活性较低的芳胺和杂环芳胺效果不佳，反应活性低，副产物多，收率低或不反应。因此，开发新的路线简洁、反应条件温和、操作简便和安全、且环境友好、底物适用范围更广泛的异硫氰酸酯的合成方法仍是化学工作者的重要任务之一。

发明内容

本发明所解决的技术问题是提供一种绿色、高效且底物适用范围广泛的合成异硫氰酸酯的方法。以取代苯氧基硫酰氯和脂肪类、芳香类或杂环芳香类伯胺为原料先制备和分离O-芳基硫代酰胺中间体，然后在碱作用下将O-芳基硫代酰胺中间体脱保护生成异硫氰酸酯。反应方程式如下：

一种两步合成异硫氰酸酯的方法，按照下述步骤进行：

（1）以碳硫化试剂和伯胺为原料合成O-芳基硫代酰胺中间体：将伯胺R-NH₂与硫化试剂以摩尔比为1-3:1混合，然后加入溶剂，在反应温度为-30°C~130°C，反应0.5-24小时，停止反应，加入稀盐酸和萃取剂，萃取分离有机相，水洗后无水硫酸钠干燥，减压蒸除溶剂，即制得O-芳基硫代酰胺中间体；

其中伯胺：溶剂=1：5（mmol/mL）；伯胺：稀盐酸：萃取剂=1：5：5（mmol/mL/mL）；

（2）O-芳基硫代酰胺中间体在碱作用下脱保护制得到异硫氰酸酯：将碱与O-芳基硫代酰胺按摩尔比为1-3:1混合，然后加入溶剂，在反应温度为0°C至100°C，反应0.5-12小时，停止反应，加入水和萃取剂，萃取分离有机相，水相再用萃取剂萃取，合并有机相，用饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，经柱层析分离（乙酸乙酯:石油醚=1:5），得到异硫氰酸酯；

其中O-芳基硫代酰胺：溶剂=1：5（mmol/mL）；有机相中加入水和萃取剂量为O-芳基硫代酰胺：水：萃取剂=1：10：15（mmol/mL/mL）；水相中加入的萃取剂量为O-芳基硫代酰胺：萃取剂=1：15（mmol/mL）。