一种环硫化合物及其制备方法技术

技术编号:20929707 阅读:26 留言:0更新日期:2019-04-20 12:40
本发明专利技术公开了一种环硫化合物及其制备方法,本发明专利技术采用“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。

A Cyclic Sulfide Compound and Its Preparation Method

The invention discloses a cyclic sulfide compound and its preparation method. The cyclic sulfide compound is synthesized by a \one-pot method\ in two consecutive steps under multi-component conditions. Firstly, epoxidation of 1 (2 furyl)3 phenyl 2 propylene 1 ketone (FPTO) with hydrogen peroxide is carried out to obtain epoxy intermediate, and then thiourea is used as sulfur agent to react. The process includes opening of epoxy group, Walden transition of carbon ring, so that sulfur atom replaces oxygen atom, and finally completes the closing of sulfur ring. A cyclic sulfur compound is obtained. The sulfides not only have unique ternary ring structure, but also have many similarities with the C=C double bond of olefins. They can react with nucleophilic reagents, electrophilic reagents and free radicals to form various kinds of compounds.

【技术实现步骤摘要】
一种环硫化合物及其制备方法
本专利技术属于精细化工
,具体涉及一种环硫化合物及其制备方法。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点,提供一种环硫化合物及其制备方法;该方法采用“一锅法”合成一种环硫化合物,制备方法高效,操作简单,制备出的硫化物可以与亲核试剂、亲电试剂及自由基反应,生成各种不同类型的化合物。为达到上述目的,本专利技术采用以下技术方案予以实现:一种环硫化合物的制备方法,包括以下步骤:步骤1,混合1-(2-呋喃基)-3-苯基-2-丙烯-1-酮和无水乙醇,搅拌均匀后得到溶液A;步骤2,将NaOH水溶液加入至溶液A中,搅拌均匀后得到溶液B;步骤3,在溶液B中加入H2O2,反应后制得溶液C;步骤4,向溶液C中加入甲苯溶剂,混合均匀后得到溶液E;步骤5,混合硫脲和水,在超声波清洗器中震荡溶解后得到溶液D;步骤6,混合溶液D和溶液E,反应后得到反应液F;步骤7,将步骤6制得的反应液F静置分层后合并有机相;步骤8,步骤7中的有机相依次通过NaCl溶液和蒸馏水洗涤,洗涤后通过无水硫酸镁干燥过夜,过滤后蒸除过滤产物中的甲苯后制得浅黄色透明油状液体,为所述环硫化合物。本专利技术的进一步改进在于:优选的,1-(2-呋喃基)-3-苯基-2-丙烯-1-酮和无水乙醇的混合比例为(3-4)g:25mL。优选的,步骤2中,NaOH水溶液的浓度为1-3mol/L,NaOH水溶液的加入量为15mL。优选的,步骤3中,溶液B和H2O2的反应温度为5-45℃,反应时间为1-6h。优选的,步骤3中,溶液B中H2O2的加入量为5-25mL,H2O2通过恒压滴液漏斗加入至溶液B中。优选的,步骤4中,溶液C中甲苯溶剂的加入量为20-50mL。优选的,步骤5中,硫脲和水的混合比例为(1-8)g:25mL。优选的,步骤6中,溶液D通过恒压滴液漏斗加入至溶液E中,混合后反应温度为15-55℃,反应时间为1-7h。优选的,步骤8中,有机相分别通过NaCl溶液和蒸馏水各清洗3次;过滤产物中甲苯的蒸除温度为80℃。一种通过上述任意一项制备方法制得的环硫化合物,所述环硫化合物为浅黄色透明油状液体,化学结构式为:所述环硫化合物的分子量为230。与现有技术相比,本专利技术具有以下有益效果:本专利技术公开了一种环硫化合物的制备方法:该方法中所用的氢氧化钠、乙醇、纯净水等来源广泛,生产成本低。本专利技术采用“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。其中以过氧化氢作为氧化剂发生环氧化反应得到环氧化合物中间体,环境友好,具有高单位重量氧化效率;再以硫脲为硫化剂合成一种环硫化合物,避免分离提纯中间体,与现有分步合成方法相比,本方法反应具有操作简单、易分离纯化(只需通过蒸除多余溶剂即可)、高效性和环境友好等特点。本专利技术还公开了一种环硫化合物,该化合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。而且引入硫原子,使其具有较高的折光率,这种特性在光学材料中的应用前景较为广阔。另一方面,硫原子容易与惰性金属反应生成化学键,在铜、金等惰性金属表面起到粘接作用。与环氧化合物中间体相比,环硫环具有更大的键长,键角与更小的张力能,更容易进行开环反应,开环后生成巯基,巯基具有更多的可设计性和更高的反应活性,为分子结构设计、应用领域带来新的可能和前景。【附图说明】图1为本专利技术中制备环硫化合物的反应原理图;图2为本专利技术中实施例1制得的环硫化合物的傅里叶红外示意图。【具体实施方式】下面结合附图、具体实施例和步骤对本专利技术做进一步详细描述,本专利技术公开了一种环硫化合物及其制备方法,具体的制备方法包括以下步骤:步骤1,按照比例(3-4)g:25mL在三口烧瓶中混合1-(2-呋喃基)-3-苯基-2-丙烯-1-酮(C13H10O2)和无水乙醇,用电动搅拌器搅拌均匀后得到混合溶液A;步骤2,将NaOH溶于纯净水中,制备浓度为1-3mol/L的NaOH水溶液;在混合溶本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种环硫化合物的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,混合1‑(2‑呋喃基)‑3‑苯基‑2‑丙烯‑1‑酮和无水乙醇,搅拌均匀后得到溶液A;步骤2,将NaOH水溶液加入至溶液A中,搅拌均匀后得到溶液B;步骤3,在溶液B中加入H2O2,反应后制得溶液C;步骤4,向溶液C中加入甲苯溶剂,混合均匀后得到溶液E;步骤5,混合硫脲和水,在超声波清洗器中震荡溶解后得到溶液D;步骤6,混合溶液D和溶液E,反应后得到反应液F;步骤7,将步骤6制得的反应液F静置分层后合并有机相;步骤8,步骤7中的有机相依次通过NaCl溶液和蒸馏水洗涤,洗涤后通过无水硫酸镁干燥过夜,过滤后蒸除过滤产物中的甲苯后制得浅黄色透明油状液体,为所述环硫化合物。

【技术特征摘要】
1.一种环硫化合物的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,混合1-(2-呋喃基)-3-苯基-2-丙烯-1-酮和无水乙醇,搅拌均匀后得到溶液A;步骤2,将NaOH水溶液加入至溶液A中,搅拌均匀后得到溶液B;步骤3,在溶液B中加入H2O2,反应后制得溶液C;步骤4,向溶液C中加入甲苯溶剂,混合均匀后得到溶液E;步骤5,混合硫脲和水,在超声波清洗器中震荡溶解后得到溶液D;步骤6,混合溶液D和溶液E,反应后得到反应液F;步骤7,将步骤6制得的反应液F静置分层后合并有机相;步骤8,步骤7中的有机相依次通过NaCl溶液和蒸馏水洗涤,洗涤后通过无水硫酸镁干燥过夜,过滤后蒸除过滤产物中的甲苯后制得浅黄色透明油状液体,为所述环硫化合物。2.根据权利要求1所述的一种环硫化合物的制备方法,其特征在于,步骤1中,1-(2-呋喃基)-3-苯基-2-丙烯-1-酮和无水乙醇的混合比例为(3-4)g:25mL。3.根据权利要求1所述的一种环硫化合物的制备方法,其特征在于,步骤2中,NaOH水溶液的浓度为1-3mol/L,NaOH水溶液的加入量为15mL。4.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员:郭睿冯文佩霍文生李秀环刘雪艳高弯弯
申请(专利权)人:陕西科技大学
类型:发明
国别省市:陕西,61

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