2-甲基-3-(2-胺基)乙叉硫基丙酸乙烯酯的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于有機(jī)化學(xué)合成試劑的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及用堿性離子液體促進(jìn)2-氨基 乙硫醇試劑和2-甲基丙烯酸乙烯酯反應(yīng)，制備含多官能團(tuán)的2-甲基-3-(2-胺基）乙叉硫基 丙酸乙烯酯的方法。 技術(shù)背景
[0002] 化學(xué)不斷創(chuàng)制新的物質(zhì)，滿足人們物質(zhì)文化生活需求，綠色化學(xué)旨在確保人類社 會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。現(xiàn)代合成化學(xué)通過(guò)對(duì)單分子基元反應(yīng)的化學(xué)、區(qū)域選擇性控制，實(shí)現(xiàn)底 耗、安全、原子經(jīng)濟(jì)的合成，滿足綠色與可持續(xù)發(fā)展化學(xué)的要求。
[0003] 避免過(guò)渡金屬參與的碳-硫鍵形成，可防止有害的金屬物質(zhì)對(duì)人們生存環(huán)境和人 類健康造成的影響，為有機(jī)化學(xué)開辟了新的發(fā)展前景。巰基試劑對(duì)碳-碳雙鍵加成反應(yīng)是 碳-硫鍵合成上一類非常重要的原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)。該類加成反應(yīng)通常用強(qiáng)堿、強(qiáng)酸來(lái)活化親核 試劑或者受體，這給環(huán)境帶來(lái)了有害的殘留和一些副反應(yīng)。為了避免這些催化劑產(chǎn)生的問 題，使用更加溫和高效的催化劑來(lái)催化加成反應(yīng)是現(xiàn)在面臨的挑戰(zhàn)。
[0004] 室溫離子液體作為一種"綠色催化劑"吸引了人們的關(guān)注，離子液體能夠促進(jìn)、催 化許多化學(xué)反應(yīng)。堿性離子液體不僅具有離子液體的一般性質(zhì)而且具有氫氧化鈉等無(wú)機(jī)堿 的堿性功能，有很好的底物相溶性、催化性和堿性，堿性離子液體在作為與環(huán)境友好"潔凈 堿性溶劑和催化劑"方面有很大的潛力，在有機(jī)合成、工業(yè)反應(yīng)等方面有較高的應(yīng)用價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是:提供一種2-甲基-3-(2-胺基）乙叉硫基丙酸乙烯酯的制備方法， 用堿性離子液體選擇性與2-氨基乙硫醇的巰基官能團(tuán)作用，使其轉(zhuǎn)化為親核性更強(qiáng)的巰基 負(fù)離子，較氨基基團(tuán)優(yōu)先與甲基丙烯酸乙烯酯化合物快速、高效、高選擇性發(fā)生邁克爾加成 反應(yīng)，得到2-氨基乙硫基取代的甲基丙酸乙烯酯化合物，而不發(fā)生乙烯基的馬氏、反馬氏加 成。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)解決方案是： (1) 在反應(yīng)器中，先加入堿性離子液體，再加入2-氨基乙硫醇試劑，充分混合； (2) 混合后加入加成受體2-甲基丙烯酸乙烯酯，在恒溫振蕩箱中，以200 rev./min的速 度振蕩反應(yīng)； (3 )TLC監(jiān)控反應(yīng)進(jìn)程，反應(yīng)結(jié)束后，向混和液中加環(huán)境友好的萃取劑萃取，萃取液合并 后減壓蒸餾得到產(chǎn)物，回收萃取劑； (4)反應(yīng)后的離子液體經(jīng)過(guò)洗滌繼續(xù)使用。
[0007] 其中，堿性離子液體為下面通式表示的化合物:氫氧根陰離子[0!Γ];烷基取代的 咪唑陽(yáng)離子。
[0008] 其中，烷基取代的咪唑離子為：[1-甲基-3-甲基咪唑]，[1-乙基-3-甲基咪唑]， [1-丁基-3-甲基咪唑]，[1-己基-3-甲基咪唑]，[1-辛基-3-甲基咪唑];[1-甲基-3-乙基咪 唑]，[1-乙基-3-乙基咪唑]，[1-丁基-3-乙基咪唑]，[1-己基-3-乙基咪唑]，[1-辛基-3-乙 基咪唑];[1-甲基-3-丙基咪唑]，[1-乙基-3-丙基咪唑]，[1-丁基-3-丙基咪唑]，[1-己基-3-丙基咪唑]，[1-辛基-3-丙基咪唑];[1-甲基-3-丁基咪唑]，[1-乙基-3-丁基咪唑]，[1-丁 基-3-丁基咪唑]，[1-己基-3-丁基咪唑]，[1-辛基-3-丁基咪唑]。
[0009] 其中，堿性離子液體優(yōu)選氫氧化[1-烷基-3-甲基咪唑]，[C4mim]0H。
[0010] 其中，2-氨基乙硫醇與2-甲基丙烯酸乙烯酯的摩爾比是：1:1-10,優(yōu)選1:1.0-4.0。 [0011]其中，反應(yīng)溫度是〇_80°C，優(yōu)選15-50Γ，反應(yīng)壓力常壓，萃取劑是乙酸乙酯，其體 積5 X 60ml。
[0012] 其中，2-甲基-3-(2-胺基）乙叉硫基丙酸乙烯酯是化學(xué)結(jié)構(gòu)為（I)的含胺基、乙烯 基、酯基以及硫釀的多官能團(tuán)試劑
[0013] 其中，堿性離子液體經(jīng)過(guò)洗滌繼續(xù)循環(huán)使用，離子液體使用量是2-氨基乙硫醇摩 爾量的1 %~1 〇〇%，優(yōu)選1 %~1 〇%。
[0014] 其中，堿性離子液體氫氧化1-丁基-3-甲基咪唑[bmim]0H的制備方法是:分別量取 60mL N-甲基咪唑和95mL 1-氯丁烷倒入250mL三頸瓶，放入磁子，鋼瓶通氮?dú)猓?5°C回流 72h;反應(yīng)停止，冷卻至室溫，將三頸瓶中的反應(yīng)液倒入分液漏斗，先用乙酸乙酯洗兩次，每 次100mL，再用乙醚70ml洗一次，得產(chǎn)物132g，產(chǎn)率為69 %;稱取離子交換樹脂50g，用lmol/ mL的鹽酸浸泡12h，lmo 1/mL的NaOH水溶液浸泡12h，反復(fù)2次之后，上柱，用水洗至中性;加 入23g氯化1-丁基-3-甲基咪唑，用水洗脫，接收堿性液體;所得水溶液50°C減壓蒸餾，在50 °C干燥得到微黃色透明液體；冷卻到室溫，對(duì)合成的離子液體進(jìn)行IR表征確定：665， 753， 1168， 1339， 1468， 1572， 1655 2874， 2935， 2961， 3092， 3147， 3422 cm-、
[0015] 其中，離子液體1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽經(jīng)IR表征確定：558，624，651， 751， 833， 1029， 1113， 1167， 1339， 1387， 1432， 1467， 1573， 2878， 2966， 3125， 3171，3595,3674 cm-、
[0016] 其中，離子液體1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽經(jīng)IR表征確定：623，646，756， 847， 1056， 1172， 1286， 1336， 1392， 1430， 1458， 1573， 1632， 2989， 3121， 3164， 3417,3624 cnf1。
[0017] 本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1、含胺基的巰基試劑是常用的有機(jī)親核試劑，可發(fā)生多種有機(jī)合成反應(yīng)，是有機(jī)合成 的重要中間體，在含多個(gè)親核基團(tuán)的試劑時(shí)反應(yīng)選擇性不理想;本發(fā)明解決的方法涉及用 堿性離子液體快速吸收-氨基乙硫醇，使其巰基轉(zhuǎn)化為親核性更強(qiáng)的巰基負(fù)離子，提高反應(yīng) 選擇性，合成了 2-氨基乙硫基取代的2-甲基丙酸乙烯酯含硫化合物。
[0018] 2、本發(fā)明合成了具有多官能團(tuán)的2-氨基乙硫基取代的2-甲基丙酸乙烯酯含硫化 合物，能發(fā)生很多化學(xué)反應(yīng)，具有廣泛的應(yīng)用范圍。
[0019] 3、本發(fā)明合成了具有多官能團(tuán)的2-氨基乙硫基取代的2-甲基丙酸乙烯酯含硫化 合物，是環(huán)境友好反應(yīng)，具有實(shí)用的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。
[0020] 4、本發(fā)明反應(yīng)在室溫條件下進(jìn)行，在5-30分鐘內(nèi)可以取得良好的收益率，過(guò)量的 甲基丙烯酸乙烯酯可蒸餾回收利用，離子液體也可以循環(huán)使用多次。
[0021] 5、本發(fā)明反應(yīng)溫度是0-80°C，優(yōu)選15-50Γ，預(yù)期的反應(yīng)在室溫或常溫下能順利進(jìn) 行，在該方法中使用的堿性離子液體催化活性高，反應(yīng)壓力常壓，在反應(yīng)過(guò)程中為了防止硫 醇被氧化，適合于在密閉的條件下進(jìn)行，過(guò)量的甲基丙烯酸乙烯酯氛圍可減少或避免硫醇 的氧化。
[0022] 6、本發(fā)明采用堿性離子液體快速吸收2-氨基乙硫醇試劑使其轉(zhuǎn)化為親核性更強(qiáng) 的2-氨基乙基巰負(fù)離子和2-甲基丙烯酸乙烯酯化合物發(fā)生快速高效高選擇性反應(yīng)合成2-氨基乙硫基取代2-甲基丙酸乙烯酯類含硫化合物，具有實(shí)際的工業(yè)可操作性。
[0023] 7、本發(fā)明的2-甲基-3-(2-胺基）乙叉硫基丙酸乙烯酯含乙烯不飽和碳碳雙鍵化學(xué) 結(jié)構(gòu)，作為含硫的聚合物單體可形成具有獨(dú)特功能和性質(zhì)的聚合物。
[0024] 8、本發(fā)明的2-甲基-3-(2-胺基）乙叉硫基丙酸乙烯酯是含乙烯不飽和碳碳雙鍵化 學(xué)結(jié)構(gòu)和酯基結(jié)構(gòu)，可作為化學(xué)反應(yīng)的底物繼續(xù)進(jìn)行不飽和碳碳雙鍵和酯基所具有的反 應(yīng)。
[0025] 9、本發(fā)明的2-甲基-3-(2-胺基）乙叉硫基丙酸乙烯酯含胺基結(jié)構(gòu)，可作為化學(xué)反 應(yīng)的底物繼續(xù)進(jìn)行胺基所具有的反應(yīng)。
[0026] 10、本發(fā)明的2-甲基-3-(2-胺基）乙叉硫基丙酸乙烯酯含硫醚結(jié)構(gòu)，可作為底物進(jìn) 一步氧化亞砜包括手性亞砜、砜等部分氧化產(chǎn)物。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合實(shí)施例更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)解決方案，但是應(yīng)注意，本發(fā)明不受 這些實(shí)施例限制。
[0028]實(shí)施例1:在150 ml的磨口錐形瓶，先加入50 ml離子液體氫氧化[1-丁基-3-甲基 咪唑]，在加入0.1 mol β-胺基乙硫醇到錐形瓶中，充分混合后加入0.1 mol甲基丙烯酸乙 烯酯，在25°C恒溫振蕩培養(yǎng)箱中，以200 rev. /min的速度振蕩;TLC監(jiān)控反應(yīng)進(jìn)程，15分鐘后 顯示反應(yīng)完全，結(jié)束后向反應(yīng)液中加60 ml的乙酸乙酯萃取5次，萃取液合并后水栗減壓蒸 餾回收乙酸乙酯，稱重、所得產(chǎn)物得率94.0%;采用硅膠作為填料、將產(chǎn)物通過(guò)柱層析色譜法 提純，用核磁共振氫譜表征，核磁共振氫譜碳譜表征見確定結(jié)構(gòu)，結(jié)果如下： 4 NMR (CDCh，500 ΜΗζ，δ，ppm): 7.29 (dd，1H，J=13.93 Hz, J=6.26 Hz, -OT =CH2), 4.94 (d, 1H, J=13.93 Hz, -CH=CHaHb), 4.62 (d, 1H, J=6.26 Hz, -CH=CHaHb), 3.74 (m, 2H, H2N-CH2-CH2-S-), 2.89 (q, 1H, J=6.84 Hz, -S-CH2-CH-), 2.75 (m, 3H, -S-CHH-CH-, H2N-CH2-CH2-S-), 2.66 (m, 1H, -S-CH2-CH-), 2.55 (s, 2H, H2N-), 1.31(d, 3H, J=6.84 Hz, -CH-C廷3)· 13C NMR (CDCh, 125 MHz, δ, ppm): 172.4 (_g= 0), 141.3 (-CH=CH2), 98.4 (-CH=CH2), 60.8 (m, 2H, H2N-CH2-CH2-S-), 40.4 (-S-CH2-CH-), 35.9 (m, 2H, H2N-CH2-CH2-S-), 35.0 (-S-CH2-CH-), 16.8 (-CH3)〇 [0029]根據(jù)反應(yīng)原料以及上述結(jié)^果分析，表明合成產(chǎn)i為2-甲基-3-(2-胺基）乙叉硫基 丙酸乙烯酯，結(jié)構(gòu)如下：
[0030] 實(shí)施例2:在150 ml的磨口錐形瓶，先加入50 ml離子液體氫氧化[1-丁基-3-甲基 咪唑]，在加入0.1 mo