專利名稱：離子液體催化下制備甲硫基的雜環(huán)化合物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬甲硫基的雜環(huán)化合物的制備領(lǐng)域，特別是涉及離子液體催化下制備甲硫基的 雜環(huán)化合物的方法。
背景技術(shù)：
甲硫基的雜環(huán)化合物是一類重要的化工中間體。例如，2-甲硫基苯并噁唑、2-甲硫基 苯并噻唑有一定的生物活性，4,6-二取代-2-甲硫基嘧啶是合成植物生長調(diào)節(jié)劑、除草劑、 殺菌劑和醫(yī)藥產(chǎn)品的重要中間體。此類化合物的合成方法一般以含巰基的雜環(huán)化合物為底 物進行甲基化反應(yīng)，所選用的甲基化試劑常用碘甲烷或者硫酸二甲酯。然而，碘甲烷和硫 酸二甲酯屬于劇毒品，并且碘甲烷價格昂貴，這些試劑在實際反應(yīng)操作中和環(huán)保方面存在 嚴重隱患。盡管有報道(Synthesis1986, 382-383)利用冠醚催化含巰基雜環(huán)化合物和碳酸 二甲酯(DMC)進行甲基化反應(yīng)。日本專利JP2008184397揭示在硫酸存在下，用微波促 使4,6-二甲基-2-巰基嘧啶與甲醇反應(yīng)進行巰基的甲基化。但是收率一般或者催化劑毒性大， 并且反應(yīng)條件不利于實際生產(chǎn)。因此，需要無環(huán)境污染和易于實際反應(yīng)操作的含巰基雜環(huán) 化合物甲基化方法。
室溫離子液體具有低熔點、低毒性、不易燃燒和揮發(fā)、可循環(huán)使用等優(yōu)點，是良好的 催化劑及反應(yīng)溶劑。專利CN01808303.X顯示DMC可用于含氮雜環(huán)上N-甲基化，但沒有 人提出在離子液體中用DMC對雜環(huán)化合物上巰基進行甲基化反應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供離子液體催化下制備甲硫基的雜環(huán)化合物的方法， 該方法操作簡便，安全，底物轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物選擇性明顯提高的優(yōu)點，而且作為甲基化試劑 的碳酸二甲酯和作為溶劑的離子液體對環(huán)境友好，同時離子液體易于回收并可以循環(huán)使 用。
本發(fā)明的離子液體催化下制備甲硫基的雜環(huán)化合物的方法，包括
(1) 在離子液體中，加入l: 1.2 2摩爾比的含巰基雜環(huán)化合物和甲基化試劑碳酸二 甲酯，攪拌下升溫至50 150。C，反應(yīng)0.5 15小時，TLC或HPLC監(jiān)控；
(2) 反應(yīng)結(jié)束后，降至室溫，萃取出產(chǎn)物，減壓濃縮，回收溶劑，即得目標產(chǎn)物。 所述步驟(1)離子液體兼作催化劑和溶劑。
所述步驟(i)中的含巰基的雜環(huán)化合物的通式為(i )、 (n)、 (III):
3<formula>formula see original document page 4</formula>(I) (II) (III)
其中通式(i)中W和r2代表h， -ch3， {1或-0<^3;通式(n)中x為o或s。
所述步驟(1)中的含巰基的雜環(huán)化合物為2-巰基嘧啶、4，6-二甲基-2-巰基噴啶、4，6-二甲氧基-2-巰基嘧啶、4,6-二乙基-2-巰基嘧啶、2-巰基苯并噁唑、2-巰基苯并噻唑或2-巰
基苯并咪唑。
所述步驟(1)中的離子液體為氯化l-丁基-3-甲基咪唑、溴化l-丁基-3-甲基咪唑、乙 酸l-乙基-3-甲基咪唑、溴化l-乙基-3-甲基咪唑、溴化^丁基-3-甲基吡啶或溴化]^-乙基-3-
甲基吡啶。
優(yōu)選的離子液體為氯化l-丁基-3-甲基咪唑。 所述步驟(2)中的產(chǎn)物通式為(IV)、 (V)和(VI)。
<formula>formula see original document page 4</formula>(IV) (V) (VI)
其中通式(IV) W和r2代表H， -CH3， -￡1或-0013。通式(V)中x為o或s。
所述步驟(2)中的產(chǎn)物為2-甲硫基嘧啶、4，6-二甲基-2-甲硫基嘧啶、4,6-二甲氧基-2-
甲硫基嘧啶、4,6-二乙基-2-甲硫基嘧啶、2-甲硫基苯并噁唑、2-甲硫基苯并噻唑或N-甲基
-2-甲硫基苯并咪唑。
有益效果
本發(fā)明的制備方法具有操作簡便，安全，兼做溶劑和催化劑的離子液可回收循環(huán)利用， 產(chǎn)物收率高的優(yōu)點，更主要的是綠色環(huán)保，易于實際生產(chǎn)。
具體實施例方式
下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而 不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定 的范圍。
實施例1
2-甲硫基嘧啶的制備
將2-巰基嘧啶(5.6g， 0.05mol)溶于氯化l-丁基-3-甲基咪唑G.5g， 0.02mol)，加入 碳酸二甲酯(5.4g， 0.06mol)，攪拌下升溫至90 130°C，反應(yīng)3 5小時，TLC或HPLC 監(jiān)控。反應(yīng)結(jié)束，降至室溫，乙酸乙酯(10 30ml)萃取出產(chǎn)物，減壓濃縮，回收溶劑， 得產(chǎn)物為無色油狀物，含量97.6%。離子液中再加2-巰基嘧啶和碳酸二甲酯，同樣條件下 反應(yīng)，循環(huán)5次，反應(yīng)結(jié)果如下表所示
離子液循環(huán)次數(shù)2-巰基嘧啶轉(zhuǎn)化率％2-甲硫基嘧啶收率％
1100%90.2%
2100%90.5%
3100%91.1%
4100%93.7%
5畫％92.4%
實施例2
2-甲硫基苯并噁唑的制備
將2-巰基苯并噁唑(12.1g， 0.08mol)溶于氯化l-丁基-3-甲基咪唑(7.0g， 0.04mol)， 加入碳酸二甲酯(8.1g， 0.09mol)，攪拌下升溫至90 130°C，反應(yīng)2 4小時，TLC或HPLC 監(jiān)控。反應(yīng)結(jié)束，降至室溫，乙酸乙酯(10 30ml)萃取出產(chǎn)物，減壓濃縮，回收溶劑。 產(chǎn)物真空干燥得10.0g，含量95.2%。收率75.6%。
實施例3
2-甲硫基苯并噻唑的制備
將2-巰基苯并噻唑(16.7g， O.lmol)溶于氯化l-丁基-3-甲基咪唑(10.5g， 0.06mol)， 加入碳酸二甲酯(10.8g， 0.12mol)，攪拌下升溫至90 130°C，反應(yīng)2 4小時，TLC或 HPLC監(jiān)控。反應(yīng)結(jié)束，降至室溫，乙酸乙酯(10 30ml)萃取出產(chǎn)物，減壓濃縮，回收 溶劑。產(chǎn)物真空干燥得14.9g，含量95.0%。收率82.2%。實施例4
N-甲基-2-甲硫基苯并咪唑的制備
將2-巰基苯并咪唑(7.5g， 0.05moD溶于氯化l-丁基-3-甲基咪唑(8.7g， 0.05mol)， 加入碳酸二甲酯(9.0g， O.lmol)，攪拌下升溫至90 130°C，反應(yīng)8 14小時，TLC或HPLC 監(jiān)控。反應(yīng)結(jié)束，降至室溫，乙酸乙酯(10 30ml)萃取出產(chǎn)物，減壓濃縮，回收溶劑。 產(chǎn)物真空干燥得5.4g,含量96.5%。收率65.8%。
權(quán)利要求
1.離子液體催化下制備甲硫基的雜環(huán)化合物的方法，包括(1)在離子液體中，加入1∶1.2～2摩爾比的含巰基雜環(huán)化合物和碳酸二甲酯，攪拌下升溫至50～150℃，反應(yīng)0.5～15小時；(2)反應(yīng)結(jié)束后，降至室溫，萃取出產(chǎn)物，減壓濃縮，回收溶劑，即得。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子液體催化下制備甲硫基的雜環(huán)化合物的方法，其特征在于所述步驟(1)中的含巰基的雜環(huán)化合物為2-巰基嘧啶、4,6-二甲基-2-巰基嘧啶、4,6-二甲 氧基-2-巰基嘧啶、4,6-二乙基-2-巰基嘧啶、2-巰基苯并噁唑、2-巰基苯并噻唑或2-巰基苯 并咪唑。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子液體催化下制備甲硫基的雜環(huán)化合物的方法，其特征在于 所述步驟(1)中的離子液體為氯化l-丁基-3-甲基咪唑、溴化l-丁基-3-甲基咪唑、乙酸l-乙基-3-甲基咪唑、溴化l-乙基-3-甲基咪唑、溴化N-丁基-3-甲基吡啶或溴化N-乙基-3-甲基吡啶。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子液體催化下制備甲硫基的雜環(huán)化合物的方法，其特征在于所述步驟(1)中的離子液體為氯化l-丁基-3-甲基咪唑。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子液體催化下制備甲硫基的雜環(huán)化合物的方法，其特征在于所述步驟(2)中的產(chǎn)物通式為(IV)、 (V)和(VI)<formula>formula see original document page 2</formula>其中通式(iv) r^和r2代表h， -ch3， 4{或-0<:^13;通式(v)中x為o或s。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子液體催化下制備甲硫基的雜環(huán)化合物的方法，其特征在于 所述步驟(2)中的產(chǎn)物為2-甲硫基嘧啶、4,6-二甲基-2-甲硫基嘧啶、4,6-二甲氧基-2-甲硫 基噴啶、4,6-二乙基-2-甲硫基嘧啶、2-甲硫基苯并噁唑、2-甲硫基苯并噻唑或N-甲基-2-甲 硫基苯并咪唑。
全文摘要
本發(fā)明涉及離子液體催化下制備甲硫基的雜環(huán)化合物的方法，包括(1)在離子液體中，加入1∶1.2～2摩爾比的含巰基雜環(huán)化合物和碳酸二甲酯，攪拌下升溫至50～150℃，反應(yīng)0.5～15小時；(2)反應(yīng)結(jié)束后，降至室溫，萃取出產(chǎn)物，減壓濃縮，回收溶劑，即得。本發(fā)明具有操作簡便，安全，底物轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物選擇性明顯提高的優(yōu)點，而且作為甲基化試劑的碳酸二甲酯和作為溶劑的離子液對環(huán)境友好，同時離子液易于回收并可以循環(huán)使用。
文檔編號B01J31/04GK101514190SQ20091004883
公開日2009年8月26日 申請日期2009年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月3日
發(fā)明者朱利民, 靜 權(quán), 李樹白, 謝建剛, 妍 鄭 申請人:東華大學