硫脲及其衍生物的合成

趙 斌，劉玉花

（濰坊科技學院化學工程學院，山東 壽光 262700）

硫脲及其衍生物的合成

趙 斌，劉玉花

（濰坊科技學院化學工程學院，山東 壽光 262700）

硫脲具有廣泛的實用價值，早在20世紀60年代，人們就通過酰基異硫氰酸酯與芳胺的加成反應，首次合成了酰基硫脲的衍生物。生物活性測試顯示，此類化合物具有良好的殺蟲性。隨后人們合成了許多硫脲化合物，其良好的生物活性引起了人們的廣泛重視，成為研究開發的一個重要領域。

硫脲;硫脲衍生物;合成

1 N，N′-硫代磷酰基芳酰胺基硫脲的合成

金桂玉等[1]報道了通過芳酰肼與硫代磷酰基異硫氰酸酯的加成反應，合成了14種化合物即N-硫代磷酰基N′-芳酰胺基硫脲，其具體合成路線見圖1。

圖1 N-硫代磷酰基N′-芳酰胺基硫脲合成路線

N-硫代磷酰基N′-芳酰胺基硫脲的合成方法是在反應瓶中加入0．02mol芳酰肼和40mL乙腈，室溫下滴加0．02mol硫代磷酰基異硫氰酸酯，滴完后升溫至40～50℃，在此溫度下反應6h，減壓脫溶劑，冷卻析出固體，過濾，干燥得粗品，乙醇重結晶得純品。 收率可達 78．2%～92．5%。

2 N-糖基-2-取代-氨基硫脲及N-糖基-N′-取代-聯二硫脲類化合物的合成

連召斌等[2]報道了通過糖基異硫氰酸酯分別與 2-肼基-5-芳基-1， 3， 4-惡二唑、2-肼基-4／6-取代-苯并噻唑及N-取代氨基硫脲發生親核加成反應，制得系列新的N-糖基-2-取代-氨基硫脲衍生物及N-糖基-N′-取代-聯二硫脲類化合物。其具體設計路線見圖2。

其具體合成方案是:先合成一系列的中間體糖基異硫氰酸酯、2-肼基-5-芳基-1，3，4-惡二唑、2-肼基-4／6-取代-苯并噻唑及N-取代氨基硫脲，再進行 N-糖基-2-取代-氨基硫脲及 N-糖基-N′-取代-聯二硫脲的合成。

圖2 N-糖基-2-取代-氨基硫脲及N-糖基-N′-取代-聯二硫脲類化合物的合成路線

（1）N-糖基-2-（5-取代-1，3，4-惡二唑-2-基）氨基硫脲（5）的合成

1 mmol 1，1 mmol 2及10 mL無水氯仿混勻后，回流2～3h，TLC監測至反應完全（展開劑為乙酸乙酯∶石油醚＝1．5∶1，V∶V），冷卻，過濾，濾液減壓濃縮至呈糖漿狀，加入少許無水乙醚，析出白色晶體。用乙醇重結晶，得無色針狀或白色無定形物。

（2）N-糖基-2-（4，6-取代-苯并噻唑-2-基）氨基硫脲（6）的合成

2 mmol 1，2 mmol 3及25 mL無水氯仿混勻后，回流2～3h，TLC監測至反應完全（展開劑為乙酸乙酯∶石油醚＝1．5∶1，V∶V），冷卻，固體析出，過濾得粗品;或將溶液減壓濃縮至呈糖漿狀，用無水乙醚析出晶體，乙醇重結晶，得無色針狀或白色無定形物。

（3）N-糖基-N′-取代-聯二硫脲（7）的合成

1 mmol 1，1 mmol 4及10 mL無水氯仿混勻后，回流2～3h，TLC監測至反應完全（展開劑為乙酸乙酯∶石油醚＝1∶1，V∶V）。 后處理同上，得無色針狀或白色無定形物。

3 N-取代硫脲的合成

Mitsuo Kodomari等[3]報道了一種合成硫脲的方法，其具體的設計路線見圖3。

圖3 N-取代硫脲的合成路線

其具體的實驗方法是:首先苯甲酰氯與二氧化硅和硫氰酸銨的凝膠混合物反應制得苯甲酰基異硫氰酸酯。然后，苯甲酰基異硫氰酸酯再與氨基基團反應，制得氨基硫脲，最后，氨基硫脲再與水合肼反應，便可制得N-取代硫脲。

4 苯基硫脲的合成

吳君臣等[4]報道了一種合成苯基硫脲的方法，其具體合成路線見圖4。

圖4 苯基硫脲的合成路線

其具體合成方案如下:將硫氰酸鉀（2．1g，21．6mmo1）溶解于熱的無水丙酮（50m L）中，1．5h后滴入苯甲酰氯 （2．1mL，18mmo l）。 反應 30min后，冷卻，抽濾。將苯胺（18mmo l）的丙酮溶液滴加到上面的濾液中，回流，然后冷卻至室溫。反應液濃縮后，殘留物中加入冰水攪拌，抽濾，粗產品用95%乙醇重結晶，得白色晶體1-苯甲酰基-3-苯基硫脲，產率為81%，熔點為146～147℃。

5 縮氨基硫脲的合成

曹克廣等[5]報道了一種用葡萄糖基異硫氰酸酯合成縮氨基硫脲的新方法，其具體設計路線見圖5。

圖5 縮氨基硫脲的合成路線

其具體合成方案如下:

（1）N-氨基-N′-（2，3，4，6-四-O-乙酰基-β-D-吡喃葡萄糖基）-硫脲的合成

在裝有滴液漏斗的250m L三口燒瓶中依次加入 100mL 乙醇和 0．6m L（5mmol）50%水合肼，冰浴控溫在5℃以下，攪拌下滴加30mL溶有2g（5mmol） 2，3，4，6-四-O-乙酰基-β-D-吡喃葡萄糖基異硫氰酸酯的乙醇溶液，滴加完畢，攪拌10min，靜置，抽濾，用乙酸乙酯 ／石油醚（1∶3）重結晶，得白色晶體 1．8g，產率為 90%，熔點為 78～80℃。

（2）芳香醛縮 N-氨基-N′-（2，3，4，6-四-O-乙酰基-β-D-吡喃葡萄糖基）-硫脲的合成

在裝有回流冷凝裝置的250mL三口燒瓶中加入 30mL 四氫呋喃 1．6g （4mmol） N-氨基-N′-（2，3，4，6-四-O-乙酰基-β-D-吡喃葡萄糖基）-硫脲和4mmol芳香醛，磁力攪拌，油浴加熱至回流，TLC追蹤反應，約3h停止反應。減壓蒸出溶劑，加20mL石油醚產生白色沉淀，抽濾，所得固體用乙酸乙酯和石油醚重結晶得白色晶體。

6 β-D-糖基苯胺基硫脲的合成

孫衛東等[6]報道了從糖基異硫氰酸酯出發，使其與苯胺類化合物在乙腈回流條件下反應，得到一類 2，3，4，6-四-乙酰化-β-D-吡喃型糖基硫脲化合物，且收率較高。其反應方程式見圖6。

圖6 β-D-糖基苯胺基硫脲的合成

其具體合成方法如下:將取代苯胺（6．17 mmol）溶解于30 mL甲苯中加入到配有回流冷凝管、溫度計和恒壓滴液漏斗的100 mL三頸圓底燒瓶中，將體系緩慢升溫至70℃，滴加葡萄糖基異硫氰酸酯 （5．1 mmol） 的 20 mL甲苯溶液，于0．5h 滴加完畢， 再反應 3．5h，TLC 檢測至反應完全。將體系冷卻至室溫，加入50 mL水，攪拌片刻后轉移至分液漏斗中，用氯仿20mL萃取，萃取過程重復3次，合并有機層，用無水硫酸鎂干燥。濾除硫酸鎂，減壓蒸干溶劑，得糖漿，經乙醚和石油醚[V （乙醚）∶V （石油醚） ＝ 1∶5]重結晶，得產品。

7 相轉移催化法合成N-（1-苯基-3-甲基-5-氯-4-吡唑甲酰基）-N′-酰胺基硫脲

劉晨江[7]報道了采用亞結構連接法，以PEG-400為相轉移催化劑，將吡唑環引入酰胺基硫脲，即利用1-苯基-3-甲基-5-氯-4-吡唑甲酰基異硫氰酸酯與酰肼衍生物的加成反應，合成N-（1-苯基-3-甲基-5-氯-4-吡唑甲酰基）-N′-酰胺基硫脲。 其具體合成方法是:

以1-苯基-3-甲基-5-氯-4-吡唑甲酰基醛為原料，經氧化，酰氯化，然后在PEG-400催化下與硫氰酸銨及酰肼進行相轉移反應，合成了一系列新化合物 N-（1-苯基-3-甲基-5-氯-4-吡唑甲酰基）-N′-酰胺基硫脲，收率大于80%。

8 2，6-二氟苯甲酰基硫脲化合物的合成

劉長春[8]報道了用2，6-二氟苯甲酸經氯化、酰化生成2，6-二氟苯甲酰基異硫氰酸酯后，與2-氨基4，6-二甲氧基嘧啶進行加成反應，得到了2，6-二氟苯甲酰基硫脲化合物—N-（2，6-二氟苯甲酰基）-N′-（4，6-二甲氧基嘧啶-2-基）硫脲。 其具體合成路線見圖7。

圖7 2，6-二氟苯甲酰基硫脲化合物的合成路線

其具體合成方法如下:將 1．95g（0．02mol）硫氰酸鉀溶解在50mL乙腈中，緩慢滴加化合物2，6-二氟苯甲酰氯，回流反應1h。抽濾，除去生成的氯化鉀固體，得到淡黃色的化合物2，6-二氟苯甲酰基異硫氰酸酯的乙腈溶液。

取 3．1g（0．02mol） 2-氨基-4，6-二甲氧基嘧啶，加入到化合物2，6-二氟苯甲酰基異硫氰酸酯的乙腈溶液中，加熱回流反應一定時間，放置過夜，抽濾，所得固體用乙醇-水重結晶，得到5．81g化合物 N-（2，6-二氟苯甲酰基）-N′-（4，6-二甲氧基嘧啶-2-基）硫脲，為淺黃色片狀晶體，產率為92%，熔點是 186～187℃。

9 芳酰基硫脲的合成

王子云等[9]報道了一種將取代的噻二唑基引入到芳酰基硫脲中的反應，并合成出了10種新的芳酰基硫脲，其合成路線具體見圖8。

圖8 芳酰基硫脲的合成路線

其具體合成方案如下:

（1）芳酰基異硫氰酸酯的合成

在圓底燒瓶中加入0．007mol芳酸，新蒸的7mL二氯亞砜，回流約4h，減壓蒸去過量的二氯亞砜，然后加入0．01mol干燥的硫氰酸鉀及10mL乙腈，回流2h，過濾，得芳酰基異硫氰酸酯的乙腈溶液，備用。

（2）芳酰基硫脲的合成

將 0．005mol 5-氨基-1，3，4-噻二唑-2-羧酸溶于10mL DMF中，慢慢滴加到上一步制得的芳酰基異硫氰酸酯中，在 65～70℃下反應 3～4h，TLC 跟蹤至反應完成，減壓蒸去一部分乙腈與DMF，抽濾，用無水丙酮洗滌濾餅，再用DMF重結晶得純品。

10 尿素制備硫脲

齊欣等[10]用尿素和氧化鈣、氫氧化鈣和碳酸鈣制備氰氨化鈣，再用硫化氫和氫氧化鈣制備硫氫化鈣，最后用氰氨化鈣與硫氫化鈣反應，并采用冷凍結晶法精制硫脲。涉及的化學反應有:

（1）氰氨化鈣的制備:尿素與鈣的含氧化合物（氧化鈣、氫氧化鈣、碳酸鈣）反應可制得氰酸鈣:

具體合成方法是:首先，用篩子對粉碎的塊狀氧化鈣、氫氧化鈣和碳酸鈣進行篩選，分別篩選出粒徑小于0.42mm和0.178mm的氧化鈣、氫氧化鈣和碳酸鈣，將一定量的尿素加入反應器加熱，待其融化后，按尿素與鈣的氧化物摩爾比為2．5～3．0的投料比加入氧化鈣、 氫氧化鈣和碳酸鈣，攪拌，在 160～400℃下反應 1．0h，冷卻即可制得氰酸鈣，將制得的氰酸鈣研碎后加入管式爐內，并用氮氣作保護氣，在600～900℃下反應1．5h，冷卻即得到氰氨化鈣。將硫化氫通入石灰乳中，攪拌并冷卻至溶液呈灰綠色即得硫氫化鈣溶液。按硫氫化鈣與氰氨化鈣摩爾比為1．0的投料比將硫氫化鈣溶液加入反應器內，加熱至50～60℃后，將粉碎的氰氨化鈣（0.42mm）40g（1mol） 加入反應器內，攪拌，在 75～80℃下反應 1．0h，冷卻，過濾，將濾液加入冷卻結晶器，控制溫度冷凍結晶，結晶液離心分離，將晶體烘干即得硫脲成品。

關于對硫脲合成方法的研究還有很多，在此僅總結介紹了其中的幾種合成方法，以便大家對硫脲合成有更深入的了解。

[1] 金桂玉，解敏雨，趙國鋒．N，N′-硫代磷酰基芳酰胺基硫脲[J]．應用化學，1995，（4）:99-101．

[2] 連召斌，黃艷，曹玲華．N-糖基-2-取代-氨基硫脲及N-糖基-N′-取代-聯二硫脲類化合物的合成 [J]．有機化學，2004，（11）:1396-1402．

[3] Mitsuo K，Masato S，Keiko T．A convenient and efficient method for the synthesis of monoand N，N-dis-ubstituted thioureas[J]．Tetrahedron Letters，2005， （46）:5841-5843．

[4] 吳君臣，安禮濤，穆學軍，等．1，3-二溴丙酮與苯基硫脲的反應研究 [J]．蘇州大學學報 （自然科學版），2005，（2）:68-69．

[5] 曹克廣，王忠剛．含葡萄糖基團縮氨基硫脲Schiff Base的合成[J]．承德石油高等專科學校學報，2002，（2）:1-2．

[6] 孫衛東，王小明，張鎖秦，等．β-D-糖基苯胺基硫脲的合成與表征[J]．吉林大學學報（理學版），2006，（1）:109-112．

[7] 劉晨江．相轉移催化法合成N-（1-苯基-3-甲基-5-氯-4-吡唑甲酰基）-N′-酰胺基硫脲[J]．農化新世紀，2005，（12）:32-38．

[8] 劉長春．2，6-二氟苯甲酰基硫脲化合物的合成與除草活性研究[J]．化學試劑，2006，28 （1）:36-38．

[9] 王子云，張正文，陳傳兵，等．N-[ （2-羧基-1， 3， 4-噻二唑）-5-基]-N′-芳酰基硫脲的合成與表征 [J]．華中師范大學學報（自然科學版），2006，（1）:52-54．

[10] 齊欣，王茜，李忠波，等．尿素制備硫脲新工藝[M]．化學工業與工程，2006，23（5）:407-410．

Synthesis of Thiourea and its Derivatives

ZHAOBin，LIUYu-hua
（Department of Chemical Engineering，Wei fang University of Science and Technology Shouguang ，Shouguang262700，China）

Thiourea had extensive practical value．Through the addition reaction of acyl isothiocyanates and aromatic amine， new thiourea derivatives was first synthesized in early 1960s．Biological activity test showed that these compounds had good insecticidal properties．Then， many thiourea compounds were synthesized．It had attracted widespread attention because of its good biological activity．

thioureas;thiourea derivative;synthesis

TQ 225．27

A

1671-9905（2011）07-0015-04

2011-04-07