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巯基乙酸甲酯的合成路径及在有机合成中的应用

发布日期:2018/12/26 13:44:26

背景及概述[1][2][3]

巯基乙酸甲酯,又称硫代乙醇酸甲酯、氢硫基乙酸甲酯等,是农药、医药、烟用香料和食品香料合成的重要中间体。目前,巯基乙酸甲酯的一般生产方法,普遍对主要原料巯基乙酸纯度要求高。可是高纯度巯基乙酸在高分子化学和医药合成的中间体合成领域用途广泛,加之提纯困难,产量有限,相当一部分依赖进口。不仅供不应求,且价格高昂。

合成方法[1][2]

合成路径1:

以巯基乙酸和甲醇为起始原料,在1000L的带有电动搅拌器、冷凝器和温度计的反应装置中,加入纯度为%的巯基乙酸131.4Kg(1000mol)和纯度为95.0%的甲醇134.7Kg(4000mol)以及活化剂质量浓度为20%的对甲苯磺酸甲醇溶液1.60Kg,在45℃下回流搅拌反应4小时,停止搅拌,再加入活化剂质量浓度为20%的对甲苯磺酸甲醇溶液1.06Kg,在55℃下继续回流搅拌反应4小时,用分液装置分出酯层(下层),将酯层进行减压蒸馏,分出前馏分,巯基乙酸甲酯和釜底。前馏分约10Kg,经静置,可分出2Kg水,巯基乙酸甲酯粗酯8Kg(含量为90%);巯基乙酸甲酯为85Kg(含量为98.5%),残留釜底量大约10Kg,其中:巯基乙酸甲酯含量为10.0%,未反应的巯基乙酸含量为80.0%,釜底残液可继续进行下一次酯化反应。釜底残液中酸回收,总的平均收率可以达到85%。

合成路径2:

将计量的甲醇加入到带回流冷凝器的反应器中,开启搅拌,加入计量的硫代硫酸钠,升温到回流,温度为65~75℃,在3小时内缓慢滴加规定量的氯乙酸甲酯,控制反应温度终温在70~80℃,维持温度继续反应50分钟后缓慢提高反应温度,回收甲醇,时间为280~300分钟,终温为80~85℃,再将回收甲醇后的物料冷却到室温,在搅拌下缓慢加入规定量的浓盐酸,控制时间在20分钟内,终温在80~85℃ ,水解反应2.5小时,将物料冷却到30~40℃,分四次加入规定量的锌粉,每次间隔20分钟,升温到45℃,继续反应50分钟,降温到20~25℃,将物料过滤,以计量的氯仿萃取滤液4次,合并萃取相,将萃取相进行真空分馏,分离回收氯仿,在真空度为0.088~0.099WPa下收集60~64℃馏分为产品巯基乙酸甲酯。

应用领域[3][4][5]

1.制备药物盐酸阿替卡因

使36-39mo1巯基乙酸甲酯和2-5L(37-40mo1)2-甲基丙烯腈在11-14L甲醇钠和甲醇的混合溶液(由金属钠0.8-1.1kg制备)中反应,反应结束后用浓盐酸调节pH值为7并滴加30%过氧化氢4-7L(4-7mol),然后再向反应体系中滴加浓盐酸3.5L,减压浓缩得中间化合物B;将3-5kg(18-21mo1)中间化合物B溶解于含4-6L(55-58mo1)吡啶的25L二氯甲烷中,滴加α-氯代丙酰氯3-5L(37-40mo1),反应结束后,反应混合物经洗涤、干燥和减压浓缩得中间化合物C,将中间化合物C 2-4kg(10-13mo1)用3-6L二甲亚砜溶解并滴加到含1-3L(24-279mo1)正丙胺和21-40L二甲亚砜的溶液中,反应结束后,与冰水混合,用乙酸乙酯提取,干燥,减压浓缩得油状物,然后用丙酮溶解该油状物,并用浓盐酸调pH值为5-6,结晶,过滤,干燥得盐酸阿替卡因粗品。其合成路线如下。

2.制革中的护毛脱毛剂

巯基乙酸甲酯能有效地进攻与毛根相连的结缔组织,更有效的脱毛,保持浸灰液中的毛发完整。保毛脱毛的制革步骤如下:

(1)浸水:称取100重量份生皮放入转鼓中,加入200重量份清水,0.15重量份浸水助剂,0.2重量份防腐剂,于28℃下,转4小时;加入0.2份纯碱,继续转动6小时;出鼓,擦掉皮表面的水分;

(2)护毛脱毛:取上述处理过的生皮100重量份于转鼓中,加入100重量份的水,0.1重量份的保毛脱毛剂,28℃下转15分钟,停15分钟,重复5次;加入0.1重量份硫化钠转4小时,分离除毛;

(3)浸灰:继续加入100重量份水,2.0重量份水化石灰,1.0重量份浸灰助剂,0.2重量份防腐剂,28℃下转60分钟,停转浸泡60分钟,然后继续转动10分钟,停转浸泡60分钟,总共8小时;出鼓;

(4)水洗:称取上述处理好的灰皮100重量份于转鼓中,加入100重量份水,0.2重量份水洗助剂,28℃下转动30~60分钟,出鼓。浸水助剂为重量份配比1:0.5的月桂基硫酸钠:壬基酚聚氧乙烯;聚氧丙烯醚;保毛脱毛剂为巯基乙酸甲酯;浸灰助剂为壳聚糖;水洗助剂为十二烷基聚氧乙烯磷酸酯。

3.制备非甾体类抗炎药中间体

丙烯腈氯化后与巯基乙酸甲酯在甲醇钠中N2气氛保护下反应得到2-羧甲基-3-氨基噻吩,胺基取代为磺酰氯基后再氯化,与甲胺反应得到5-氯-2-羧酸甲酯-3-甲胺基磺酰噻吩。5-氯-2-羧酸甲酯-3-甲胺基磺酰噻吩(MCMTC)是一种非甾体类抗炎药重要中间体,可以合成氯诺昔康、替诺昔康以及其他抗血脂类及治疗风湿病药物。

主要参考资料

[1] 张华帮,姜淑珍,胡震生,一种生产巯基乙酸甲酯的方法,CN 200910015854,申请日2009-06-01

[2] 刘连生,一种巯基乙酸甲酯的合成方法,CN 201010565160,申请日2010-11-30

[3] 马其胜,朱学娟,李保琴,一种盐酸阿替卡因的制备方法,CN 201110216423,申请日2011-07-28

[4] 黄奇然,陈小丹,汤小燕,一种保毛脱毛的制革方法,CN 201010114475,申请日2010-02-10

[5] 颜继忠,俞建生,程冬萍,5-氯-2-羧酸甲酯-3-甲胺基磺酰噻吩,CN 200810062966,申请日2008-07-14