铜促进了异硫氰酸酯合成的脱硫

UshaRani Mandapati, Srinivasarao Pinapati, RameshRaju Rudraraju

Department of Chemistry, Acharya Nagarjuna University, Nagar, Guntur, AP 522510, India

内 容 摘 要

廉价易得且空气稳定的催化剂用作在温和反应条件下一锅二步反应将苯胺转化为异硫氰酸酯的脱硫剂。

正 文

异硫氰酸酯是在许多生物和药物化合物中普遍存在的结构功能类基团，它是合成许多天然产物和杂环化合物的重要中间体，例如海硫因，硫代嘧啶，硫代喹唑酮，巯基，硫代咪唑酮，吡啶硫酮，吡咯烷以及苯并噻嗪^[1]。而且，异硫氰酸酯在生物共轭化学中能被用作化学选择性亲电试剂^[2]。因此，由胺来合成异硫氰酸酯的大量方法发展了起来，其中硫光气法是最常见的^[3]。由于硫光气的高毒性，用其他硫代羰基转移试剂来进行尝试，例如硫代羰基三唑，硫代羰二咪唑，2-三氯甲基碳酸酯，甲酸三氯甲基，二硫代碳酸酯以及2-三氯甲基一硫代^[4]。然而，其中的大部分都不是容易获得的，并且由于副产物硫脲的形成，通常不能得到预期的效果。

另一方面，异硫氰酸酯也可以通过在各种试剂下的胺和二硫化碳在碱的作用下生成的二硫代氨基甲酸盐的脱硫来合成，其中试剂包括基于铀和鏻的肽偶联试剂^[5]，三苯基膦二溴化物^[6]，甲苯磺酰氯^[1b]，二碳酸二烷基酯^[7]，过氧化氢^[8]，碘^[9]，（二乙酰氧基碘）苯和其他苛刻的试剂^[10]以及其他温和方法^[11]。已知的方法确实已经足够有效，但是大多数的方法有缺陷，例如需要严格或危险的条件，令人棘手的副反应，会释放有毒气体（一氧化碳），使用昂贵的试剂以及较长的反应时间。因此，仍需要寻找一个经济适用的，简单的方法来制备异硫氰酸酯。在本文中，我们报告了使用便宜且容易获得的铜催化剂合成异硫氰酸酯。

反应条件的优化以苯胺为模型底物，在不同的温度下使用不同的碱，溶剂和铜源进行（Table 1）。当使用50mol％铜化合物如CuI，CuBr， CuCl， Cu₂O， CuSO₄·5H₂O， Cu(NO₃)₂·3H₂O以及Cu(OAc)_2·H₂O等在室温下，有三乙胺存在的乙酸乙酯中反应时获得最佳结果，提供了98%转化率的苯基异硫氰酸酯（Scheme 1）。首先，在不同的溶剂中检查反应。在极性溶剂的情况下，乙酸乙酯可以以定量收率给出目标产物（Table 1, entry 2）。其他极性溶剂如乙醇，甲醇，二氯甲烷和二甲基甲酰胺产生高产率的最终产物。不幸的是，绿色溶剂水不能提供目标产物。随后我们用非极性溶剂如正己烷和正庚烷做了检查，并没能找到目标产物。很有意思的是，没有溶剂的参加反应就不能进行。最后，在均相（乙醇和水）和非均相（乙酸乙酯和水）溶剂存在下进行检验。均相溶剂（乙醇：水（1:1和2:1））混合能获得高产率目标产物（Table 1, entries 10和12），其他（乙醇：水（1：2））混合不能获得目标产物（Table 1, entry 11）。非均相溶剂（乙酸乙酯：水（1：1和1:2））混合不能得到目标产物（Table 1, entries 13和14）。