[发明专利]一种环硫化合物及其制备方法

说明书

本发明公开了一种环硫化合物及其制备方法，本发明采用“一锅法”在多组分下连续发生两步反应合成了一种环硫化合物，首先通过1‑(2‑呋喃基)‑3‑苯基‑2‑丙烯‑1‑酮(FPTO)与H₂O₂进行环氧化反应，得到环氧化合物中间体，再以硫脲为硫化剂进行反应，反应过程包括环氧基团开环，碳原子环的Walden转变，使得硫原子取代氧原子，最终完成环硫环闭环这几个阶段，得到一种环硫化合物。制得的硫化物不但具有独特的三元环结构，致使其化学性质和烯烃的C＝C双键有很多相似之处，可以与亲核试剂、亲电试剂及自由基反应，生成各种不同类型的化合物。

【技术领域】

本发明属于精细化工技术领域，具体涉及一种环硫化合物及其制备方法。

【背景技术】

环硫化合物，即为环氧基团中氧原子被硫原子取代形成环硫环的一类化合物。该化合物有着与环氧化合物一样优异的综合性能，同时又有着其独特的特点。环硫化合物中碳硫键的极性小，环硫基团的电子云密度低，造成环硫基团的亲电性弱，亲核性强，可以与亲核试剂发生反应，生成各种不同类型的化合物。并且环硫化合物具有较高的活性，在加热时或者有硫酸、氨水等催化剂存在时极易开环，开环后的硫离子更稳定更容易引发聚合反应。环硫官能团还能同铜、铁等金属发生反应，产生较强的粘结性能。此外，环硫化合物中由于含有硫元素而具有较高的折光指数，因此可以用来制造具有较好物理性能的光学材料。环硫化合物因其独特的性质，在合成上方便简单，原料易得，还常被应用在医药、聚合物、除草剂等领域，也常在橡胶中添加，用作橡胶交联促进剂等。这些特性赋予了环硫化合物在人们的生产生活中扮演着重要的角色，因此对于其合成与应用的研究具有十分重要的现实意义。

环硫化合物的研究是最早从二十世纪二十年代开始。1920年，Delepine首次合成出纯净的硫杂环丙烷硫化物，并发现这种化合物反应活性较高，易与各种物质反应，于是这类化合物开始受到人们的重视。在1934年，Dachlauer和JJachel进行烯烃氧化物与硫氰酸盐或硫脲反应的实验，发现这种方法制备环硫化合物的方法较为简便，并使之付诸于工业化生产。关于环硫化合物最重要的科学知识源于Culvenor和Davies在1949至1952年间对于环硫化合物进行了充分地研究有了更加深入的认识。从二十世纪五十年代开始，在世界各国掀起了对环硫化合物的研究热潮，各个国家的学者相继发表关于硫杂环丙烷的制备、反应与性能的文献，对环硫化合物的研究越来越深入。

文献报道的有关环硫化合物制备的方法很多。目前可以用来制备环硫化合物的原料化合物包括：环氧化合物、卤代硫氰酸酯、羟烷基氯化物、环酯类化合物、羟基硫醇及其衍生物、烯烃、卤代硫醇、硫酮等。尽管环硫化合物的合成方法众多，其中应用最为普遍的合成方法是通过环氧化合物作为原料进行制备，主要反应为环氧化合物中的氧硫交换反应。但是在以往报道的文献中，采用的都是两步法，先制得环氧化合物纯化之后在进行硫取代反应，不仅操作步骤多，而且需要的时间比较长。

随着对环硫化合物的深入研究，在合成方法上也不断的做出改进，许多研究者针对环氧基团环硫化反应的催化剂和反应溶剂进行研究，缩短了反应时间，提高了转化率。如路易斯酸催化剂Bi(TFA)₃、Bi(OTf)₃、TiO(CF₃SO₃)₂和TiCl₃(CF₃SO₃)、Al(DS)₃·3H₂O、SnIV(TPP)(BF₄)₂等，这些催化剂催化效果较好，但在后处理上这些酸很难分离。贵金属如钯、铱、钌等贵金属的配合物作为催化剂也被用来合成环硫化合物，这些催化剂虽然具有反应活性高，产物的选择性好等特点，但是因为成本的原因限制了其推广和应用。

【发明内容】