Page 237 - 《精细化工》2023年第6期
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第 6 期 李合平，等: 对称性硫脲的绿色合成工艺 ·1387·
目前，硫脲类化合物的合成方法中最为经济且 ETU 收率及纯度的影响，建立了对称硫脲合成路
环保的合成路线包括异硫氰酸酯与伯胺或仲胺合成 线的模板。按照改进后的工艺路线对多种对称硫脲
法和 CS 2 与伯胺合成法。2017 年，VIANA 等 [16] 在 进行了合成研究，然后对改进后的工艺进行了中试
二氯甲烷和叔丁醇溶液中，以一甲胺、二乙胺、苯 验证。
胺等与苯基异硫氰酸酯、苄基异硫氰酸酯等进行反
1 实验部分
应，以较好的收率合成了一系列 N,N′-二取代硫脲类
化合物。2020 年，陈玲 [17] 以异硫氰酸苯酯为底物，
1.1 试剂与仪器
以水为溶剂，加入三乙胺、碳酸钾、二叔丁基过氧
乙二胺，质量分数 99%，黄山市巴斯慧化工助
化氢（DTBP），110 ℃反应 5 h 后，得到收率为 93%
剂有限公司；一乙胺，质量分数 70%，山东辛格化
的 N,N′-二苯基硫脲。异硫氰酸酯与伯胺或仲胺合成
工有限公司；丙二胺，质量分数 99%，河北陌槿生
法虽然可合成各种对称或不对称硫脲类化合物，但
物科技有限公司；CS 2 ，质量分数 97.5%，宁波沃裕
是异硫氰酸酯价格较高，合成成本较高，且转化未
科技有限公司；氢氧化钠水溶液，质量分数 32%，
完全的异硫氰酸酯需进一步精制去除，操作繁琐， 济南百大化工有限公司；检测用水为自制二次蒸馏
不适合大批量生产。2018 年，TAVAKOL 等 [18] 通
水；实验用水为工业软水。
过苯胺、对羟基苯胺等伯胺与 CS 2 反应，开发了一
Agilent 1220 型高效液相色谱仪〔配有四元泵、
种新颖、方便、环保的合成硫脲类化合物的新方法。
自动进样器、紫外检测器（VWD）〕，美国安捷伦科
研究结果表明，水和催化剂氯化胆碱-脲共熔溶液
技有限公司；T6 新世纪紫外-可见分光光度计，北
（DES）均对产物收率和反应速率有重要影响，是
京普析通用仪器有限责任公司；SYU-7-200 型超声
完成反应所必需的试剂。异硫氧酸酯是反应的重要
波清洗机，郑州生元仪器有限公司；JJ-1 型定时电
中间体，胺的亲核性增加，反应速率提高，产物的
收率更高。2019 年，宋增强等 [19] 以二甲基亚砜 动搅拌器，江苏正基仪器有限公司；DF-101T 型集
热式恒温加热磁力搅拌器，巩义市予华仪器有限责
（DMSO）或 N,N-二甲基甲酰胺（DMF）为溶剂，
任公司；SHZ-D 循环水式多用真空泵，郑州予达仪
以芳香族伯胺、仲胺与 CS 2 为原料，不需任何添加
器科技有限公司。
剂合成得到较高收率的用于抗炎药的芳香族不对称
硫脲类化合物。2021 年，张慧芳 [20] 以 2,6-二异丙基 1.2 方法
1.2.1 ETU 的合成
苯胺与 CS 2 为原料，三乙胺催化下在水中反应，合
无氢氧化钠反应段：将 54 g（0.89 mol）乙二胺、
成 N,N′-二(2,6-二异丙基苯基)硫脲，收率 99.1%，
200 mL 水加入到 500 mL 烧瓶中，搅拌；油浴控制
HPLC 纯度 98.93%。CS 2 与伯胺合成法避免了异硫
体系温度为 25~30 ℃，滴加 CS 2 83.41 g（1.07 mol），
氰酸酯的使用，克服了异硫氰酸酯与伯胺或仲胺合
成法原料成本高的问题。但该路线需要使用有机溶 约 4 h 加完，25~30 ℃保温反应 2 h；然后以 0.17 ℃
剂或大量催化剂，仍有待进一步探索。 /min 的升温速率升温至 65~70 ℃，回流反应至醋酸
现有 ETU、DETU、PUR 的生产是以乙二胺、 铅试纸检测不再有硫化氢气体排出；接着升温至
一乙胺、丙二胺、CS 2 、氢氧化钠为原料，在水中反 100 ℃，继续回流反应至不再有硫化氢排出。氢氧
应合成得到 ETU、DETU、PUR（本公司目前所用 化钠反应段：加入 5.06 g（0.0405 mol）氢氧化钠水
生产路线）。虽然该方法产品收率较高，但由于反应 溶液（质量分数 32%）继续反应 1 h，降温至 20 ℃，
生成大量硫氢化钠，在产品结晶过程中晶体中包夹 过滤，水洗，100 ℃烘 2 h 得白色 ETU 晶体，收率
1
硫氢化钠，产品 HPLC 纯度仅 97%左右，后续仍需 为 99.97%，HPLC 纯度为 99.95%。HNMR(400 MHz，
进一步重结晶精制。 DMSO-d 6 )，δ：8.00（s，2H），3.49(d，J=60 Hz，
13
基于此，本文对制备 N,N′-二取代硫脲类化合物 4H)。 CNMR(100.5 MHz，DMSO-d 6 )，δ: 183.4，
的 CS 2 与伯胺的合成工艺路线进行了改进，以高温 44.1，40.1，39.9，39.7，39.5，39.3，39.1，38.9。
–1
脱除硫化氢代替原有工艺中氢氧化钠脱除硫化氢， FTIR（ν/cm ）：1550~1450 处为 N—C—S 的伸缩振
仅在反应尾段使用少量氢氧化钠即可使反应进行彻 动吸收峰；1375~1300 处为 N—C—S 的面内变形振
底，避免了反应体系中大量硫氢化钠的生成，从而 动吸收峰；1075~1025 处为 N—C—S 的面外变形振
解决了产物在结晶过程中晶体中包夹较多硫氢化钠 动吸收峰。
的问题。以 ETU 的合成为例，通过研究 CS 2 滴加温 色谱条件：色谱柱 C18（Inertsil ODS-3）4.60 mm×
度、乙二胺与 CS 2 物质的量比、回流反应温度、回 250 mm×5 μm；柱温 50 ℃；流动相 V(甲醇)∶V(水)=
流反应升温速率、尾段消除反应氢氧化钠用量对 1.5∶98.5；流速 2 mL/min；进样量 10 μL；检测波
