2-甲基-3-(2-胺基)乙叉硫基丙酸乙烯酯的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于有機化學合成試劑的技術領域，具體涉及用堿性離子液體促進2-氨基 乙硫醇試劑和2-甲基丙烯酸乙烯酯反應，制備含多官能團的2-甲基-3-(2-胺基）乙叉硫基 丙酸乙烯酯的方法。 技術背景
[0002] 化學不斷創制新的物質，滿足人們物質文化生活需求，綠色化學旨在確保人類社 會的可持續發展。現代合成化學通過對單分子基元反應的化學、區域選擇性控制，實現底 耗、安全、原子經濟的合成，滿足綠色與可持續發展化學的要求。
[0003] 避免過渡金屬參與的碳-硫鍵形成，可防止有害的金屬物質對人們生存環境和人 類健康造成的影響，為有機化學開辟了新的發展前景。巰基試劑對碳-碳雙鍵加成反應是 碳-硫鍵合成上一類非常重要的原子經濟反應。該類加成反應通常用強堿、強酸來活化親核 試劑或者受體，這給環境帶來了有害的殘留和一些副反應。為了避免這些催化劑產生的問 題，使用更加溫和高效的催化劑來催化加成反應是現在面臨的挑戰。
[0004] 室溫離子液體作為一種"綠色催化劑"吸引了人們的關注，離子液體能夠促進、催 化許多化學反應。堿性離子液體不僅具有離子液體的一般性質而且具有氫氧化鈉等無機堿 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境友好"潔凈 堿性溶劑和催化劑"方面有很大的潛力，在有機合成、工業反應等方面有較高的應用價值。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的是: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作用，使其轉化為親核性更強的巰基 負離子，較氨基基團優先與甲基丙烯酸乙烯酯化合物快速、高效、高選擇性發生邁克爾加成 反應，得到2-氨基乙硫基取代的甲基丙酸乙烯酯化合物，而不發生乙烯基的馬氏、反馬氏加 成。
[0006] 本發明的技術解決方案是： (1) 在反應器中，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； (3 )TLC監控反應進程，反應結束后，向混和液中加環境友好的萃取劑萃取，萃取液合并 后減壓蒸餾得到產物，回收萃取劑； (4)反應后的離子液體經過洗滌繼續使用。
[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,優選1:1.0-4.0。 [0011]其中，反應溫度是〇_80°C，優選15-50Γ，反應壓力常壓，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結構為（I)的含胺基、乙烯 基、酯基以及硫釀的多官能團試劑
[0013] 其中，堿性離子液體經過洗滌繼續循環使用，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，鋼瓶通氮氣，75°C回流 72h;反應停止，冷卻至室溫，將三頸瓶中的反應液倒入分液漏斗，先用乙酸乙酯洗兩次，每 次100mL，再用乙醚70ml洗一次，得產物132g，產率為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，對合成的離子液體進行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] 本發明具有以下優點： 1、含胺基的巰基試劑是常用的有機親核試劑，可發生多種有機合成反應，是有機合成 的重要中間體，在含多個親核基團的試劑時反應選擇性不理想;本發明解決的方法涉及用 堿性離子液體快速吸收-氨基乙硫醇，使其巰基轉化為親核性更強的巰基負離子，提高反應 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、本發明合成了具有多官能團的2-氨基乙硫基取代的2-甲基丙酸乙烯酯含硫化 合物，能發生很多化學反應，具有廣泛的應用范圍。
[0019] 3、本發明合成了具有多官能團的2-氨基乙硫基取代的2-甲基丙酸乙烯酯含硫化 合物，是環境友好反應，具有實用的工業應用價值。
[0020] 4、本發明反應在室溫條件下進行，在5-30分鐘內可以取得良好的收益率，過量的 甲基丙烯酸乙烯酯可蒸餾回收利用，離子液體也可以循環使用多次。
[0021] 5、本發明反應溫度是0-80°C，優選15-50Γ，預期的反應在室溫或常溫下能順利進 行，在該方法中使用的堿性離子液體催化活性高，反應壓力常壓，在反應過程中為了防止硫 醇被氧化，適合于在密閉的條件下進行，過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、本發明采用堿性離子液體快速吸收2-氨基乙硫醇試劑使其轉化為親核性更強 的2-氨基乙基巰負離子和2-甲基丙烯酸乙烯酯化合物發生快速高效高選擇性反應合成2-氨基乙硫基取代2-甲基丙酸乙烯酯類含硫化合物，具有實際的工業可操作性。
[0023] 7、本發明的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 結構，作為含硫的聚合物單體可形成具有獨特功能和性質的聚合物。
[0024] 8、本發明的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 學結構和酯基結構，可作為化學反應的底物繼續進行不飽和碳碳雙鍵和酯基所具有的反 應。
[0025] 9、本發明的2-甲基-3-(2-胺基）乙叉硫基丙酸乙烯酯含胺基結構，可作為化學反 應的底物繼續進行胺基所具有的反應。
[0026] 10、本發明的2-甲基-3-(2-胺基）乙叉硫基丙酸乙烯酯含硫醚結構，可作為底物進 一步氧化亞砜包括手性亞砜、砜等部分氧化產物。
【具體實施方式】
[0027]下面結合實施例更詳細地說明本發明的技術解決方案，但是應注意，本發明不受 這些實施例限制。
[0028]實施例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恒溫振蕩培養箱中，以200 rev. /min的速度振蕩;TLC監控反應進程，15分鐘后 顯示反應完全，結束后向反應液中加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、所得產物得率94.0%;采用硅膠作為填料、將產物通過柱層析色譜法 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構，結果如下： 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]根據反應原料以及上述結^果分析，表明合成產i為2-甲基-3-(2-胺基）乙叉硫基 丙酸乙烯酯，結構如下：
[0030] 實施例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