新型2-[4-(3-吗啉基丙氧基)苯氧基]乙基异硫脲的合成*

孙益群, 席海涛, 陈 颖, 孙小强

(常州大学 化学化工学院,江苏 常州 213164)

分子自组装技术由于制备简单、成膜效果好、稳定性强及缺陷小等优点[1，2]，被广泛应用于电化学、分子器件等领域[3～8]。研究发现由于含氮原子的化合物对金属离子、有机或无机阴离子具有较高的选择配位性，因而被广泛应用于金属离子的分离与提取、离子选择性电极等方面[9～11]。

本文基于这两方面的研究成果，以对苄氧基苯酚和硫脲为原料设计并合成了具有特殊功能的含硫脲基酚醚类衍生物，期待实现功能叠加。以对苄氧基苯酚为原料,经三步反应合成了2-[4-(3-氯丙氧基)苯氧基]乙醇(3);在3中引入吗啉基团制得2-[4-(3-吗啉丙氧基)苯氧基]乙醇(4);利用甲磺酰氯将4的羟基转化为离去基团，再引入硫脲基团成功地合成了新型含硫脲基的酚醚类衍生物——2-[4-(3-吗啉丙氧基)苯氧基]乙基异硫脲(6, Scheme 1),其结构经1H NMR,13C NMR和MS确证。

Scheme1

1 实验部分

1．1 仪器与试剂

WRS-2微机熔点仪(温度计未校正)；BrukerARX-500型核磁共振谱仪(CDCl3为溶剂，TMS为内标)；津岛LC-MS-QP 2010型液相色谱-质谱联用仪。

柱层析用硅胶H，青岛海洋化工有限公司；其余所用试剂均为分析纯。

1.2 合成

(1) 4-苄氧基-1-(2-羟乙氧基)苯(1)的合成

在三口烧瓶中加入对苄氧基苯酚30.0 g(150 mmol)和乙醇200 mL,搅拌使其完全溶解；回流下滴加KOH 16.8 g(300 mmol)的乙醇(100 mL)溶液，滴毕，加入氯乙醇24.0 g(300 mmol),反应至终点(TLC跟踪)。旋蒸除去乙醇200 mL,加20%NaOH溶液150 mL(析出沉淀),抽滤,滤饼用乙醇重结晶得白色片状晶体1 32.54 g,收率88.9%, m.p.100.3 ℃～101.0 ℃;1H NMRδ: 3.92～3.95(m, 2H, a-H), 4.03～4.05(t,J=5.0 Hz, 2H, b-H); 5.02(s, 2H, c-H), 6.85～6.92(m, 4H, ArH), 7.26～7.43(m, 5H, PhH)。

(2) 4-(2-羟乙氧基)苯酚(2)的合成

在单口烧瓶中依次加入1 6.1 g(25 mmol)的甲醇(250 mL)溶液和Pd/C 1.0 g,搅拌下于常温常压通入H2至反应体系不再吸氢。过滤，滤液浓缩后经柱层析[洗脱剂:A=V(丙酮) ∶V(石油醚)=1 ∶1]分离得淡黄色固体2 3.1 g,收率80.5%, m.p.87.4 ℃～89.2 ℃;1H NMRδ: 2.01～2.03(t,J=6.0 Hz, 1H, OH), 3.93～3.96(m, 2H, a-H), 4.02～4.04(t,J=5.0 Hz, 2H, b-H), 4.49(s, 1H, ArOH), 6.76～6.83(m, 4H, ArH)。

(3)3的合成

在三口烧瓶中依次加入21.54 g(10 mmol), 1-氯-3-溴丙烷4.73 g(30 mmol)和乙腈30 mL,搅拌使其完全溶解；加入粉状K2CO34.14 g(30 mmol)，回流(80 ℃)反应10 h。抽滤，滤液旋干溶剂得黄色固体，用乙腈重结晶得白色固体32.1 g,收率91.07%, m.p.63.1 ℃～63.5 ℃;1H NMRδ: 2.06(s, 1H, OH), 2.18～2.24(m, 2H, d-H), 3.72～3.75(t,J=8.0 Hz, 2H, e-H), 3.94(s, 2H, a-H), 4.02～4.08(m, 4H, b,c-H), 6.85(s, 4H, ArH)。

(4)4的合成

在三口瓶中依次加入33.45 g(15 mmol), 吗啡啉3.9 g(45 mmol),粉状K2CO36.21 g(45 mmol), KI 0.5 g(3 mmol)和甲苯100 mL，搅拌下回流(110 ℃)反应10 h。过滤，滤液旋干得绿色油状液体，经硅胶柱层析(洗脱剂:A=1 ∶4)分离得淡黄色固体43.0 g,收率71.1%, m.p.51.0 ℃～51.4 ℃;1H NMRδ: 1.91～2.00(m, 2H, d-H), 2.45～2.47(t,J=5.5 Hz, 4H, f-H), 2.49～2.53(t,J=8.0 Hz, 2H, e-H), 3.72～3.74(t,J=5.5 Hz, 4H, g-H), 3.91～3.93(t,J=6.0 Hz, 2H, a-H), 4.01～4.03(t,J=5.0 Hz, 2H, c-H), 4.07～4.09(t,J=6.5 Hz, 2H, b-H), 6.81～6.86(m, 4H, ArH)。

(5) 2-[4-(3-吗啉丙氧基)苯氧基]甲磺酰乙酯(5)的合成

在三口烧瓶中依次加入40.56 g(2 mmol),三乙胺10 mL和二氯甲烷25 mL，搅拌下低于-15 ℃(冰盐浴)缓慢滴加甲磺酰氯1.48 g(12.91 mmol)，滴毕，反应至终点(TLC跟踪)。加冰水10 mL，用二氯甲烷(3×10 mL)萃取，合并有机相，用无水硫酸钠干燥,旋干溶剂得淡黄色油状液体,经硅胶柱层析(洗脱剂:A=1 ∶6)分离得褐色固体50.61 g,收率84.9%, m.p.57.4 ℃～58.7 ℃;1H NMRδ: 1.91～1.98(m, 2H, d-H), 2.46～2.53(m, 6H, e,f-H), 3.08～3.09(s, 3H, CH3in Ms), 3.70～3.72(t,J=6.0 Hz, 4H, g-H), 3.95～3.98(t,J=6.0 Hz, 2H, a-H), 4.17～4.20(m, 2H, c-H), 4.53～4.56(m, 2H, b-H), 6.83(s, 4H, ArH);13C NMRδ: 153.89(1C), 152.10(1C), 115.79(2C), 115.57(2C), 68.22(1C), 66.99(2C), 66.74(1C), 66.68(1C), 55.57(1C), 52.66(2C), 46.03(2C), 37.78(1C), 26.52(1C); MSm/z: 360.2{[M+1]+}。

(6)6的合成

在三口瓶中依次加入50.36 g(1 mmol),硫脲0.09 g(1.2 mmol)和乙腈25 mL,搅拌下回流(80 ℃)反应10 h。过滤，滤液旋干溶剂得黄褐色液体，用乙腈重结晶得黄色液体60.29 g,收率85.5%;1H NMR(CD3OD)δ: 1.91～1.98(m, 2H, d-H), 2.52～2.58(m, 6H, e,f-H), 3.69～3.72(t,J=6.0 Hz, 4H, g-H), 3.96～3.99(t,J=8.0 Hz, 2H, a-H), 4.18～4.20(m, 2H, c-H), 4.51～4.53(m, 2H, b-H), 6.83～6.90(m, 4H, ArH);13C NMRδ: 185.64(1C), 155.11(1C), 153.93(1C), 116.89(2C), 116.64(2C), 70.17(1C), 68.01(2C), 67.70(1C), 56.82(1C), 54.76(2C), 37.52(1C), 27.26(1C); MSm/z: 340.9{[M+1]+}。

2 结果与讨论

合成4时，转化率和收率都比较低，且反应时间过长。经过多次探索发现，增加反应体系的碱性，并以乙腈为溶剂，可有效提高转化率和收率，但副产物增多。

在5的合成中副产物较多。优化反应条件(改变溶剂、反应温度、缚酸剂等)即可以达到提高产率的目的。试验发现，溶剂及缚酸剂对反应的影响不明显。反应温度是关键因素，当反应温度低于-15 ℃时，反应完全且无副产物生成；当反应温度为-10 ℃～0 ℃时，有多个副产物；当反应温度高于0 ℃时，未检测到5。因此，反应温度选择-15 ℃较为适宜。

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