杜文虎, 徐 娟, 支三軍,3, 韋長梅,3

(1.淮陰師范學(xué)院 化學(xué)化工學(xué)院, 江蘇 淮安 223300; 2. 江西生物科技職業(yè)學(xué)院 動物科學(xué)系, 江西 南昌 330200; 3. 江蘇省低維功能材料重點建設(shè)實驗室, 江蘇 淮安 223300)

1-苯甲?；?-(鄰氯苯基)硫脲的簡便合成法

杜文虎1,2, 徐 娟1, 支三軍1,3, 韋長梅1,3

(1.淮陰師范學(xué)院 化學(xué)化工學(xué)院, 江蘇 淮安 223300; 2. 江西生物科技職業(yè)學(xué)院 動物科學(xué)系, 江西 南昌 330200; 3. 江蘇省低維功能材料重點建設(shè)實驗室, 江蘇 淮安 223300)

研究了在PEG-400催化下,二氯甲烷溶劑中,以苯甲酰氯、硫氰酸銨和鄰氯苯胺為原料簡便合成1-苯甲?；?-(鄰氯苯基)硫脲的方法．通過考察反應(yīng)時間、溫度、物料比及溶劑等因素對產(chǎn)率的影響,獲得了反應(yīng)的優(yōu)化條件．產(chǎn)品結(jié)構(gòu)經(jīng)元素分析、1H NMR和IR表征．

?；螂? 鄰氯苯胺; 合成

0 引言

酰基硫脲是硫脲的一類重要衍生物,其基本分子骨架如圖1. 20世紀(jì)初,Dixon通過氨和?；惲蚯杷猁}合成了乙?；彤愇祯；螂澹?0世紀(jì)30年代,De Beer等人在研究芳基和烷基硫脲時,也曾合成出一些酰基硫脲類化合物,但都對其生物活性沒有報道．直到20世紀(jì)60年代末,Scroepl等人通過?；惲蚯杷狨ヅc芳胺的加成反應(yīng)合成了酰基硫脲,并首次報道了?；螂宓纳锘钚?經(jīng)生物活性測試顯示,該類化合物具有良好的殺蟲活性．此后,人們通過不斷改變硫脲橋兩端的修飾部分I、II,合成了許多?；螂寤衔?并且發(fā)現(xiàn)酰基硫脲類具有抑菌、抗病毒、殺蟲、除草、植物生長調(diào)節(jié)[1-5]等多種生物活性,?；螂暹€可用于治療癌癥、結(jié)核病及神經(jīng)系統(tǒng)方面的疾病[6,7]．此外,?；螂逡彩且环N優(yōu)良的有機配體,近年來還被廣泛地應(yīng)用于超分子配合物的合成,因此對?；螂孱惢衔锏难芯恳岩鹆藦V泛的重視．

圖1 ?；螂宸肿庸羌?/p>

文獻報道的酰基硫脲及其衍生物合成方法主要有: 1) ?；惲蚯杷狨ヅc胺反應(yīng); 2) 硫化氫與N-?；坊然瘉啺贩磻?yīng); 3) N-?；被虼姿狨ヅc胺反應(yīng); 4) N, N-二取代硫脲與酰氯反應(yīng); 5) (苯并三唑-1-基)酰基亞胺基胺與硫化氫在乙酸中反應(yīng)[8-10]．其中方法1因原料易得、操作簡便而具有工業(yè)化應(yīng)用價值．本文參照第5種方法研究了1-苯甲?；?-(鄰氯苯基)硫脲合成法:在聚乙二醇-400(PEG-400)催化下,苯甲酰氯先與硫氰酸銨發(fā)生親核?；磻?yīng)制得酰基異硫氰酸酯,再與鄰氯苯胺反應(yīng)合成了1-苯甲?；?-(鄰氯苯基)硫脲,合成路線如圖2.

圖2 1-苯甲?；?-(鄰氯苯基)硫脲合成路線

1 實驗部分

1.1 主要儀器和試劑

X-6型顯微熔點測定儀(溫度計未校正);SXJQ-1型數(shù)顯直流無級調(diào)速電動攪拌器;SHB-III型循環(huán)水式多用真空泵; Perkin-Elmer 240C元素分析儀;傅立葉變換紅外光譜儀-FTIR(AVATAR 360,美國,尼高力),固體KBr壓片法;核磁共振波譜儀(AVANCE 400MHz,瑞士,布魯克),TMS為內(nèi)標(biāo), CDCl3為溶劑．

苯甲酰氯(AR)、硫氰酸銨(AR)、PEG-400(CP)、二氯甲烷(AR)、1,2-二氯乙烷(AR)、鄰氯苯胺(AR)、丙酮(AR)、氯仿(AR)、95%乙醇(AR)．

1.2 實驗方法

在燒瓶中依次加入1.54?g (11?mmol)苯甲酰氯,1.14?g (15?mmol)硫氰酸銨, 0.12?g (0.3?mmol) PEG-400, 35?mL二氯甲烷作溶劑,室溫攪拌4?h后濾去不溶物,濾液中加入1.27?g (10?mmol)鄰氯苯胺,繼續(xù)攪拌4?h后蒸出二氯甲烷,即得淡黃色固體,經(jīng)95%的乙醇重結(jié)晶得白色針狀晶體1-苯甲?；?-(鄰氯苯基)硫脲,稱重2.38?g,收率82.20%．

2 結(jié)果與討論

2.1 表征

熔點:145～146℃(文獻值[10]:145～146℃)．

元素分析[C14H11N2OSCl,計算值(實測值)],w(C)∶57.83(57.85)%;w(H)∶3.81(3.99)%;w(N)∶9.63(9.51)%．

IR表征,ν(cm-1): 3?310為N-H的伸縮振動,3?162為芳環(huán)上的C-H伸縮振動,16?72為酰胺的C=O伸縮振動,1?157為C=S鍵的伸縮振動,1?580, 1?552, 1?521, 1?490為苯環(huán)骨架振動．1-苯甲酰基3-(鄰氯苯基)硫脲的1H NMR表征及歸屬見表1．

表1 1-苯甲?；?-(鄰氯苯基)硫脲的1H NMR分析

2.2 反應(yīng)時間的影響

苯甲酰氯、硫氰酸銨、PEG-400、二氯甲烷的投料量分別為1.68?g, 1.06?g， 0.08?g和40?mL,室溫攪拌4h后濾去不溶物,加入1.27?g鄰氯苯胺,控制反應(yīng)溫度為20℃,測定不同反應(yīng)時間下1-苯甲?；?-(鄰氯苯基)硫脲的收率(表2)．結(jié)果表明，延長反應(yīng)時間有利于提高收率,但考慮效率因素,反應(yīng)4?h為宜．

表2 反應(yīng)時間與產(chǎn)物的產(chǎn)量和收率

2.3 反應(yīng)溫度的影響

苯甲酰氯、硫氰酸銨、PEG-400、二氯甲烷的投料量分別為1.68?g, 1.06?g, 0.08?g和40?mL,室溫攪拌4?h后濾去不溶物,加入1.27?g鄰氯苯胺,控制反應(yīng)時間為4?h,考察反應(yīng)時間對產(chǎn)品收率的影響(表3)．結(jié)果表明，20℃為最佳反應(yīng)溫度．

表3 反應(yīng)溫度與產(chǎn)物收率

表4 苯甲酰氯用量與產(chǎn)物收率

2.4 反應(yīng)物料比的影響

2.4.1 苯甲酰氯用量的影響

硫氰酸銨、PEG-400、二氯甲烷的投料量分別為1.06?g， 0.08?g和40?mL,苯甲酰氯用量分別為1.40?g (10?mmol)、1.54?g (11?mmol)、 1.68?g(12?mmol)、 1.82?g(13?mmol),室溫攪拌4?h后濾去不溶物,濾液中加入1.27?g (10?mmol)鄰氯苯胺,控制反應(yīng)溫度為20℃、時間為4?h,考察苯甲酰氯用量對產(chǎn)品收率的影響(表4)．結(jié)果表明，增加苯甲酰氯用量有利于提高收率,但達到一定量后再增加苯甲酰氯用量產(chǎn)率無明顯增加,綜合產(chǎn)率和節(jié)約原料兩方面因素,最合適的苯甲酰氯用量為1.54?g?/?1.27?g鄰氯苯胺,也即n(苯甲酰氯)∶n(鄰氯苯胺)=1.1?mmol∶1.0?mmol．

2.4.2 硫氰酸銨用量的影響

苯甲酰氯、PEG-400、二氯甲烷的投料量分別為1.54?g、 0.08?g和40?mL,硫氰酸銨用量分別為0.99?g (13?mmol)、 1.06?g (14?mmol)、 1.14?g (15?mmol)、 1.22?g (16?mmol),室溫攪拌4?h后濾去不溶物,濾液中加入1.27?g鄰氯苯胺,控制反應(yīng)溫度為20℃、時間為4?h,考察硫氰酸銨用量對產(chǎn)品收率的影響(表5)．結(jié)果表明，增加硫氰酸銨用量有利于提高收率,但達到一定量后再增加硫氰酸銨用量產(chǎn)率無明顯增加,綜合產(chǎn)率和節(jié)約原料兩方面因素,最合適的硫氰酸銨用量為1.14?g?/?1.27?g鄰氯苯胺,也即n(硫氰酸銨)∶n(鄰氯苯胺)=1.5?mmol∶1.0?mmol．

表5 硫氰酸銨用量與產(chǎn)物收率

表6 PEG-400用量與產(chǎn)物收率

2.4.3 PEG-400用量的影響

苯甲酰氯、硫氰酸銨、二氯甲烷的投料量分別為1.54?g, 1.14?g和40?mL,PEG-400用量分別為0.04?g (0.1?mmol)、 0.08?g (0.2?mmol)、 0.12?g (0.3?mmol)、 0.16?g (0.4?mmol),室溫攪拌4?h后濾去不溶物,濾液中加入1.27?g鄰氯苯胺,控制反應(yīng)溫度為20℃、時間為4?h,考察硫氰酸銨用量對產(chǎn)品收率的影響(表6)．結(jié)果表明，增加PEG-400用量有利于提高收率,但達到一定量后再增加PEG-400用量產(chǎn)率無明顯增加,綜合產(chǎn)率和節(jié)約原料兩方面因素,最合適的PEG-400用量為0.12?g?/?1.27?g鄰氯苯胺,也即n(PEG-400)∶n(鄰氯苯胺)=0.03?mmol∶1.0?mmol．

2.5 溶劑的影響

2.5.1 溶劑種類的影響

苯甲酰氯、硫氰酸銨、PEG-400的投料量分別為1.54?g, 1.14?g和0.12g,分別選擇二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、丙酮和氯仿為溶劑,溶劑用量均為40?mL,室溫攪拌4?h后濾去不溶物,濾液中加入1.27?g鄰氯苯胺,控制反應(yīng)溫度為20℃、時間為4?h,考察不同溶劑對產(chǎn)品收率的影響(表7)．結(jié)果表明，二氯甲烷和1,2-二氯乙烷均為合適的溶劑,但考慮到二氯甲烷的價格低于1,2-二氯乙烷,實驗宜采用二氯甲烷為溶劑．

表7 溶劑種類與產(chǎn)物收率

表8 溶劑用量與產(chǎn)物收率

2.5.2 溶劑用量的影響

苯甲酰氯、硫氰酸銨、PEG-400的投料量分別為1.54, 1.14和0.12?g,溶劑二氯甲烷用量分別為20， 30， 40和50?mL,室溫攪拌4h后濾去不溶物,濾液中加入1.27?g鄰氯苯胺,控制反應(yīng)溫度為20℃、時間為4?h,考察硫氰酸銨用量對產(chǎn)品收率的影響(表8)．結(jié)果表明，增加溶劑用量有利于提高收率,但綜合產(chǎn)率和節(jié)約原料兩方面因素,最合適的溶劑用量為30mL．

3 結(jié)論

本文研究了在二氯甲烷溶劑中、PEG-400催化下,以苯甲酰氯、硫氰酸銨和鄰氯苯胺為原料簡便合成1-苯甲酰基3-(鄰氯苯基)硫脲的方法,通過考察反應(yīng)時間、溫度、物料比及溶劑對產(chǎn)率的影響,獲得了合成1-苯甲?；?-(鄰氯苯基)硫脲的優(yōu)化條件．控制物料比為:n(苯甲酰氯)∶n(硫氰酸銨)∶n(PEG-400)∶n(鄰氯苯胺)=1.1?mmol∶1.5?mmol∶0.03?mmol∶1.0?mmol,溶劑量為30?mL,反應(yīng)溫度為20℃,反應(yīng)時間4?h,產(chǎn)品-苯甲酰基3-(鄰氯苯基)硫脲的收率為82.22%,產(chǎn)品已經(jīng)元素分析、1H NMR和IR表征．該合成法具有反應(yīng)條件溫和、操作簡便、收率高的特點,具有一定的工業(yè)應(yīng)用價值．

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[責(zé)任編輯：蔣海龍]

TheSimpleSynthesisMethodof1-Benzoyl-3-(o-chlorophenyl)thiourea

DU Wen-hu1,2, XU Juan1, ZHI San-jun1,3, WEI Chang-mei1,3

(1.School of Chemistry and Chemical Engineering, Huaiyin Normal University, Huaian Jangsu 223300, China)( 2.Jiang Xi Biotech Vocational College, Nanchang Jiangxi 330200, China)( 3.Jiangsu Key Laboratory for the Chemistry of Low-Dimensional Materials, Huaian Jangsu 223300, China)

The simple synthesis method of 1-Benzoyl-3-(o-chlorophenyl)thiourea by using benzoyl chloride, ammonium thiocyanate and o-chloroaniline as raw material in the presence of PEG-400 as catalyst and methylene dichloride as solvent. The optimum conditions of increase in the product yield were obtained by investigating the influences of reaction temperature, time, solvent and the quantity of raw material. Respectively, elementary,1H NMR and IR analysis proved the structure of product.

acyl thiourea; o-chloroaniline; synthesis

O621.3

A

1671-6876(2011)02-0122-05

2011-01-08

江蘇省教育廳產(chǎn)業(yè)化推進工程項目(JH 10-48); 淮安市產(chǎn)學(xué)研合作促進計劃項目(HAC201014)

杜文虎(1975-), 男, 內(nèi)蒙古呼倫貝爾人, 碩士研究生, 研究方向為精細化學(xué)品與有機合成．