2,2-二甲基噻唑烷的制备

背景及概述

2,2-二甲基噻唑烷，英文名称：2,2-Dimethylthiazolidine，CAS：19351-18-9 分子式：C5H11NS，分子量：117.213，密度：1,02 g/cm3，沸点：61 °C / 15mmHg。是一种重要的噻唑类杂环化合物。

制备

含有酯基取代的噻唑烷通常由L-半胱胺酸甲酯（盐酸盐）与酮类化合物合成，2,2-二甲基噻唑烷的制备以半胱胺及丙酮为起始物料制备。经过前期文献查阅，归纳总结有如下几类条件下的合成方法。

方法一：

在Nie等 [1] 的研究中，起始物料半胱胺在另一起始物料丙酮作为溶剂时进行无溶剂反应，在回流温度下反应10分钟后滴入几滴甲醇溶液，继续回流反应0.5 小时得到噻唑烷类中间体，产率为94%。这一方法反应时间短，产率较高。但是在普适性上有一定缺陷。在使用环己酮等高沸点酮时后处理较为麻烦。2,2-二甲基噻唑烷的制备反应式如下：

图1  2,2-二甲基噻唑烷的合成反应式

方法二：

Braga等 [2] 在研究中使用起始物料半胱胺与丙酮在溶剂二氯甲烷中反应，以碳酸钾为缚酸剂，室温下反应24 小时得到噻唑类中间体，产率高达96%。这一方法对其它酮类适用性好、产率高，但是反应时间较长。

方法三：

Lee等 [3] 在研究中使用半胱胺为起始物料，在另一起始物料丙酮作为溶剂时反应。本方法使用三乙胺作为缚酸剂，产率达到97%。此方法与上述Nie等在研究中使用的方法类似，产率较高但是缺乏普适性，高熔点的酮类化合物将会使后期的实验处理十分复杂，并且会影响产率。

方法四：

取1克半胱胺置于100 ml反应瓶中，加入丙酮，将 反应瓶与微波反应器回流装置对接，用225 w 功率微波辐射10分钟，冷却析出晶体，用丙酮重结晶。减压真空干燥后得2,2-二甲基噻唑烷。使用微波法是可行的，使反应速度提高10倍以上。这可能是由于微波所提拱的能量是直接的。同时作用到全部反应物分子上，而常规反应能量是经过分子传递逐渐起作用的，故前者比后者反应速度明显加快。微波所提供的能量大小对生成物的产率也有影响。总的趋势是随微波能量增加，产率增加。当用425W 功率微波辐射10分钟时，反应液颜色明 显加深。

参考文献

[1] Nie A H,Gu W,Tan Z L,et al. Aminoacyl-heterocycloalkane derivatives as IAPs inhibitors and their preparation, pharmaceutical compositions and use in the treatment of cancer. Assignee Institute of Pharmacology and Toxicology, Academy of Military Medical Sciences, PLA, Peop. Rep. China 2010.

[2] Braga A L,Milani P,Vargas F,et al. Modular chiral thiazolidine catalysts in asymmetric aryl transfer reactions[J]. Cheminform,2007,38(12):2793-2797.

[3] Lee H S,Dong H K. Alpha-alkylcysteines as inhibitors for carboxypeptidase A. Synthesis, evaluation, and implication for inhibitor design strategy[J]. Cheminform,2002,33(45):176-176.