合成4-巰基-1-丁醇的新方法

楊 柯, 王 凱, 萬春杰

(武漢工程大學 湖北省新型反應器與綠色化學工藝重點實驗室，湖北 武漢 430074)

·研究簡報·

合成4-巰基-1-丁醇的新方法

楊 柯, 王 凱, 萬春杰*

(武漢工程大學 湖北省新型反應器與綠色化學工藝重點實驗室，湖北 武漢 430074)

報道了一種合成4-巰基-1-丁醇(1)的新方法。以1,4-丁二醇為原料，經磺酰化反應及親核取代反應制得1，總收率達75%，純度98%(GC)，其結構經1H NMR和MS(ESI)確證。

1,4-丁二醇; 4-巰基-1-丁醇; 合成; 工藝改進; 磺酰化反應; 親核取代反應

巰基化合物的應用歷史已超過了100年，涉及的領域從生物化學到高分子科學，是重要的工業原料和合成中間體，主要包含硫醇和硫酚,2-甲基-1,3-丙二醇縮二(3-巰基丙酸)酯(PD3ME)、三羥甲基丙烷縮三(3-巰基丙酸)酯(HPT3ME)、季戊四醇縮四(3-巰基丙酸)酯(PT3ME)是典型的含有巰基的有機化合物[1-5]。生物體有些蛋白質和一些重要的小分子結構中都含有硫醇，影響著細胞內抗氧化系統，它們參與很多生物化學反應，例如氧化還原反應，輔酶A參與的反應和甲基轉移反應等[6-9]。目前，4-巰基-1-丁醇(1)的合成有兩種方法：(1)Hu等[10]以1-氯-4-丁醇為原料在四丁基氟化銨催化下與雙(三甲基硫化硅)縮合、水解得到目標產物1，總收率79%。該路線使用的原料、試劑價格昂貴，成本較高；(2)Iglesias等[11]以2-噻唑烷酮為起始原料，在氫化鋁鋰作用下開環還原，制得目標產物1，收率76%。該路線需用到氫化鋁鋰，價格昂貴，且反應需無水無氧，反應過程中放出氫氣，容易與空氣混合產生爆炸，存在一定的安全隱患。

本文設計了一種合成1的新方法(Scheme 1)。以1,4-丁二醇(2)為原料，經磺酰化反應及親核取代反應制得1，總收率達75%，純度98%(GC)，其結構經1H NMR和MS(ESI)確證。該方法原料易得，操作簡單，反應條件不苛刻。

Scheme 1

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

Varian Mercury-VX400型核磁共振儀(CDCl3為溶劑，TMS為內標)；Waters ZQ4000 型質譜儀。

所用試劑均為分析純。

1.2 合成

(1) 4-羥基-1-甲磺酸丁酯(3)的合成

在反應瓶中依次加入2 10.0 g(111 mmol)，三乙胺12.4 g(123 mmol)和二氯甲烷80 mL，攪拌下于0 ℃滴加甲磺酰氯12.7 g(111 mmol)的二氯甲烷溶液20 mL，滴畢，于0 ℃反應1 h；逐漸升溫至40 ℃，回流反應2.5 h。用飽和硫代硫酸鈉溶液30 mL淬滅反應，分液，水層用二氯甲烷(3×20 mL)萃取，合并有機層，依次用水(3×30 mL)和飽和食鹽水(3×30 mL)洗滌，干燥、減壓濃縮，得無色油狀液體3 15.8 g，收率93.6%，未經進一步純化直接用于下一步反應。

(2) 1的合成

在反應瓶中加入3 15.8 g(104 mmol)，乙醇50 mL和硫氫化鈉6.2 g(111 mmol)，攪拌下于80 ℃回流反應2 h。冷卻至室溫，常壓回收乙醇，殘余物減壓精餾，收集114～116 ℃/2.6×103Pa的鎦分得無色液體1 8.8 g，收率79.8%，純度98%(GC)；1H NMRδ: 3.62～3.61(m, 2H, OCH2), 2.52～3.51(m, 2H, SCH2), 2.21(s, 1H, OH), 1.67～1.65(m, 4H, CH2CH2), 1.35～1.34(m, 1H, SH); MS(ESI)m/z: 107.2{[M+1]+}。

在3的合成中，于0 ℃攪拌下滴加甲磺酰氯的二氯甲烷溶液，對甲磺酰氯進行稀釋，有效控制了雙磺酰化副產物的量。表1是溫度對2單磺酰化和雙磺酰化收率的影響。由表1 可知，當溫度維持在0 ℃時，磺酰化收率最高(93.6%)；單磺酰化收率也最高(94.0%)，當溫度從-5 ℃上升至15 ℃，雙磺酰化收率在增加，故單磺酰化最佳溫度應控制在0 ℃。

表1 溫度對2單磺酰化和雙磺酰化收率的影響

設計并實施了4-巰基-1-丁醇(1)的合成新路線。以1,4-丁二醇為原料，經磺酰化反應及親核取代反應二步合成1，總收率達75%，純度98%(GC)。與文獻[10-11]合成方法相比，新路線具有原料廉價易得、反應條件溫和、生產操作可控性好、設備要求不苛刻、收率較高、產品質量好、成本低等優點。綜上所述，該路線適用于工業化生產，具有潛在的工業應用價值。

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《華西藥學雜志》2017年征訂征稿啟事

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《華西藥學雜志》編輯部

A New Route for Synthesis of 4-Mercapto-1-butanol

YANG Ke, WANG Kai, WAN Chun-Jie*

(Hubei Key Lab of Novel Reactor & Green Chemical Technology, Wuhan Institute of Technology, Wuhan 430073, China)

A new route for syntheis of 4-mercapto-1-butanol(1) was reported. 1 was synthesized by sulfonylation reaction and nucleophilic substitution reaction using 1,4-butylene glycol as starting material. The overall yield was 75% and the purity was 98%(GC). The structure was confirmed by1H NMR and MS(ESI).

4-hydroxy-1-butanthiol; 4-mercapto-1-butanol; synthesis; process improvement; sulfonylation reaction; nucleophilic substitution reaction

2016-11-02；

2016-12-26

湖北省教育廳科學研究計劃重點項目(D20141506)

楊柯(1992-)，男，漢族，湖北武漢人，碩士研究生，主要從事新藥和工藝改進的研究。 E-mail： 534977468@qq.com

萬春杰，副教授， E-mail： 13607134766@126.com

O623.81

A

10.15952/j.cnki.cjsc.1005-1511.2017.03.16281