1-巯基-2-丙醇的合成工艺研究

徐中朋，张雪琴，程文峰，任春和

含巯基的化合物是重要的化工原料和重要的医药中间体，具体分为硫醇和硫酚两大类。硫醇被人熟知的有正丁硫醇、正辛硫醇、十二碳硫醇等，在医药、农药和染料等方面有广泛的应用，很多时候与我们的日常生活密切相关。例如正丁硫醇就是早期作为天然气和煤气中的臭剂[1]。正辛硫醇主要是合成橡胶过程中的聚合调节剂，也是默写农药、医药、燃料等的重要有机合成中间体[2-3]。十二碳硫醇是常用的合成树脂、橡胶、纤维等的分子量调剂及链转移剂[4]。苯硫酚、间甲氧基苯硫酚、邻氨基苯硫酚、beta-萘硫酚等都是医药合成的重要的中间体[5-6]。

化合物1-巯基-2-丙醇是重要的有机中间体[7-8]。近几年，多篇文献报道了1-巯基-2-丙醇的合成。如Bordwell[9]用硫脲和1,2-环氧丙烷反应合成。Degl’innocenti[10]以双（三甲基硫化硅）和1,2-环氧丙烷在相转移催化剂的条件下合成。Willams[11]用硫化氢气体与1,2-环氧丙烷开环。硫化氢气体毒性大，危害大，不利于环境友好。Wu[12]用硫氢化钠将1,2-环氧丙烷开环。收率不高。

本研究主要涉及微反应器中合成1-巯基-2-丙醇。近年来利用微反应器设备进行研究备受人们的关注[13-19]。微反应器为微尺寸，进料速度可设置，能使物料充分混合均匀，传质、传热效果好，可以实现反应温度的精确控制，反应收率高，是一种高效可行的连续合成工艺。

本研究在参考文献的基础上，通过选用易得低廉的原料，选择合适的反应温度，通过微反应器实现了连续化生产，具有生产效率高、反应条件易控制、无放大效应、产品收率高、质量好、资源充分利用等优点，适合规模化工业生产。

1 仪器设备与试剂

1.1 仪器设备

日本岛津LC-10A、日本岛津GC-2014C气相色谱仪、Unity Inova-400型NMR。

1.2 试剂

1,2-环氧丙烷（99.9%，上海润捷化学试剂有限公司）、硫氢化钠（70%，上海润捷化学试剂有限公司）、甲醇（99.8%，无锡市展望化工试剂有限公司）、盐酸（30%，贝利化学（张家港）有限公司）、乙酸乙酯（99.9%，上海润捷化学试剂有限公司）、二硫化碳（上海科丰实业有限公司）、碳酸氢钠（98%，上海阿拉丁生化科技股份有限公司）等所用试剂均为分析纯。

2 实验部分

2.1 1-巯基-2-丙醇的合成

（1）将168 g硫氢化钠溶解在500 g甲醇溶液中，备用。

（2）将100 g1，2-环氧丙烷与200 g二硫化碳混合均匀，备用。

（3）将碳酸氢钠5 g溶于甲醇50 g中，备用。

（4）将上述配置的1，2，3溶液按10～100 mL/min的流速分别从不同的微通道注入微反应器中，在常压和20～30 ℃下进行反应，控制物料在微反应器中的停留时间为1～5 min，将反应结束后的混合液进行后处理，加入盐酸酸化至pH=1，过滤分层，水相加入乙酸乙酯萃取，合并有机相，蒸馏得到产品1-巯基-2-丙醇，收率86%，GC含量97.5%。

2.2 产物鉴定

1HNMR（400MHz,CDCl3）:δ=1.25(3H,d,J=6.4 Hz),1.37（1H,m），2.07(1H,br s)，2.45-2.52（1H,m）,2.68-2.74(1H,m)，3.77-3.81(1H,m)。

3 结果与讨论

以微反应器为设备。将1,2-环氧丙烷溶液、硫氢化钠溶液和碳酸氢钠溶液按10～100 mL/min的流速分别从不同的微通道注入微反应器中。反应器的温度在选用的多个温度，其中以20～30 ℃下进行反应收率最佳。考察了碳酸氢钠的添加量对反应收率的影响，其中以原料1,2-环氧丙烷的质量的5%的添加量为最佳。控制物料在微反应器中的停留时间为1～5 min，将反应结束后的混合液进行集中后处理，得到产品1-巯基-2-丙醇。本反应流程操作简单，可连续化，具有广泛的工业应用前景。

3.1 反应条件

反应器的温度设定在20～30 ℃，缓冲剂碳酸氢钠的用量为原料1,2-环丙烷的质量的5%，设置流速使1,2-环氧丙烷溶液、硫化氢钠溶液碳酸氢钠溶液同时间段流入微反应器中。

3.2 微反应器的设定温度对反应的收率影响

微反应器的设定温度对反应的收率影响如表1所示。可以看出，滴加温度不同，反应收率的收率有高有低，但滴加温度并不是越低或越高反应收率越高，而是控制滴加温度在20～30 ℃时反应收率最高，所以，20～30 ℃是最佳滴加温度。

表1 滴加温度的影响

3.3 缓冲剂碳酸氢钠的加入量对反应收率的影响

缓冲剂碳酸氢钠的加入量对反应收率的影响如表2所示。由表2可知，缓冲剂碳酸氢钠的添加量对反应收率的影响为添加量在5g时反应收率最佳，碳酸氢钠的加入量小于5g时，其反应环境的碱性仍然较强，起不到很好的缓冲作用，同理，加入过多的碳酸氢钠，不利于反应的进行。

表2 缓冲剂碳酸氢钠添加量的影响

4 结语

以碳酸氢钠为缓冲剂，1,2-环氧丙烷/二硫化碳混合溶液和硫化氢钠的甲醇溶液，经由不同的管道流入微反应器中反应，微反应器的温度设定在20～30 ℃，反应停留1～5 min。反应液在集中酸化处理，分层，水相用乙酸乙酯萃取，合并有机相。蒸馏得到1-巯基-2-丙醇收率为86%。所优选的方案适合工业化生产。

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