一种简便的3-巯基-1-庚基乙酸酯的制备方法

摘要

本发明涉及结构式如所下所示的3-巯基-1-庚基乙酸酯的制备方法。

说明书

本发明涉及一种简便的3-巯基-1-庚基乙酸酯的制备方法的制备方法。

3-巯基-1-庚基乙酸酯是鼠尾草的挥发性成分，具有茶香、柑橘、葡萄、桃子样的水果香 味，并在2007年通过美国FEMA(Flavour and Extract Manufacturers’Associaion)组织的安 全评价，公布在GRAS(Generally Recognized as Safe)列表23中，FEMA号为4289。由于 3-巯基-]-庚基乙酸酯具有非常令人愉快的持久的水果味尾香，其在水果香精中有很好的应用 前景。

文献报道的3-巯基-1-庚基乙酸酯的制备方法如下。以3-氧代庚酸甲酯为起始原料，通过 硼氢化钠和氢化铝锂还原得到1，3-庚二醇，产率76％；与乙酰氯反应，将伯羟基选择性转化 为乙酸酯，得到3-羟基-1-庚基乙酸酯，产率69％；然后与4-甲基苯磺酸1，3-二甲基-2-氟吡啶 鎓盐作用后，与硫代醋酸反应，得到3-乙酰硫基-1-庚基乙酸酯，产率41％；经过氢化铝锂还 原得到3-巯基-1-庚醇，产率92％；最后与乙酰氯反应得到3-巯基-1-庚基乙酸酯，产率70％。 路线总产率14％。该方法的主要缺陷是起始原料3-氧代庚酸甲酯不易获得，路线较长，总产 率低，成本高。

本发明的目的是提供一种简便的3-巯基-1-庚基乙酸酯的制备方法。其特征是以(E)-2-庚 烯-1-醇为起始原料，通过双键环氧化反应得到2，3-环氧-1-庚醇，与硫脲反应得到2，3-环硫-1- 庚醇，经过红铝还原得到3-巯基-1-庚醇，最后与醋酸酐反应得到3-巯基-1-庚基乙酸酯。第一 步反应(E)-2-庚烯-1-醇用间氯过氧苯甲酸氧化，得到2，3-环氧-1-庚醇，产率87％；第二步反 应2，3-环氧-1-庚醇在四异丙氧基钛的作用下与硫脲反应，得到2，3-环硫-1-庚醇，产率78％； 第三步反应2，3-环硫-1-庚醇用红铝还原得到3-巯基-1-庚醇，产率85％；第四步反应3-巯基-1- 庚醇与醋酸酐反应得到3-巯基-1-庚基乙酸酯，产率68％。路线总产率39％。本发明的制备方 法使用的原料(E)-2-庚烯-1-醇很容易通过Knoevenagel缩合产物(E)-2-庚烯酸还原获得，具有 路线较短和总产率较高的优点。反应式如下：

本发明涉及结构式如所下所示的3-巯基-1-庚基乙酸酯的制备方法：

3-巯基-1-庚基乙酸酯

其主要过程是：(E)-2-庚烯-1-醇在二氯甲烷中在-25℃用间氯过氧苯甲酸氧化，得到2，3- 环氧-1-庚醇，产率87％；2，3-环氧-1-庚醇在无水四氢呋喃中在四异丙氧基钛的作用下与硫脲 在室温下反应，得到2，3-环硫-1-庚醇，产率78％；2，3-环硫-1-庚醇在无水四氢呋喃中用红铝 还原得到3-巯基-1-庚醇，产率85％；3-巯基-1-庚醇在吡啶中与醋酸酐在-20℃反应得到3-巯 基-1-庚基乙酸酯，产率68％。

本发明方法中制备的3-巯基-1-庚基乙酸酯以及重要的中间体的结构都通过核磁共振进行 了确认。分析结果附在实施例后。

具体实施方式

(1)2，3-环氧-1-庚醇的制备

往250mL的单口烧瓶中加入二氯甲烷(100mL)和(E)-2-庚烯-1-醇(11.4g，0.1mol)， 在低温浴槽中冷却至-25℃，搅拌，分批加入间氯过氧苯甲酸(2.76g，0.12mol)。加入完毕后， 在此-25℃反应10h。反应结束后加入饱和的10％氢氧化钠溶液，并搅拌30min，淬灭反应。 用二氯甲烷萃取(80mL×3)，饱和食盐水洗涤，无水硫酸镁干燥。过滤除去干燥剂后旋蒸， 残余物减压蒸馏，收集55℃/1.32kPa馏分得无色液体11.3g，产率87％。¹HNMR(CDCl₃)δ0.91 (3H，t，J＝6.9Hz，Me)，2.26-1.50(m，4H，H-C(5)and H-C(6))，1.56(m，2H，H-C(4))，1.96(1H，t，J ＝5.4Hz，OH)，2.95(2H，m，H-C(2)and H-C(3))，3.60(1H，m，H-C(1))，3.90(1H，m，H-C(1))。 ¹³CNMR(CDCl₃)δ13.9(Me)，22.4(C(6))，27.9(C(4))，31.2(C(5))，56.0(C(3))，58.5(C(2))，61.7 (C(1))。

(2)2，3-环硫-1-庚醇的制备

在氮气的保护下，向100mL的四口烧瓶中，加入2，3-环氧-1-庚醇(0.65g，5mmol)、硫 脲(0.65g，5mmol)和无水四氢呋喃20mL，室温下逐滴加入Ti(O-i-Pr)₄，搅拌反应，硫脲逐 渐溶解，溶液变澄清，继续反应2h。反应结束后，加入10mL乙醚稀释，饱和碳酸氢钠溶液 淬灭反应。硅藻土过滤，滤饼用乙醚和二氯甲烷洗涤，滤液饱和食盐水洗，无水硫酸镁干燥。 过滤除去干燥剂后，旋蒸，柱层析(硅胶100-200目，V(石油醚)∶V(乙酸乙酯)＝15∶1)得到 产品2，3-环硫-1-庚醇0.57g，产率78％。¹HNMR(CDCl₃)δ0.91(3H，t，J＝7.2Hz，Me)，1.24-1.60 (5H，m，H-C(4)-H-C(6))，1.71(1H，br，OH)，1.83(1H，m，H-C(4))，2.82(1H，m，H-C(3))，2.97(1H， q，J＝4.8Hz，H-C(2))，3.67(1H，dd，J＝12.0，4.5Hz，H-C(1))，3.89(1H，dd，J＝12.0，4.2Hz， H-C(1))。¹³CNMR(CDCl₃)δ13.9(Me)，22.2(C(6))，31.2(C(5))，35.2(C(4))，40.8(C(3))，44.6 (C(2))，63.7(C(1))。

(3)3-巯基-1-庚醇的制备

在氮气的保护下，向100mL的四口烧瓶中加入2，3-环硫-1-庚醇(0.65g，5mmol)和无 水四氢呋喃30mL，在-10℃下逐滴加入Red-Al的甲苯溶液(3.875mL，12.5mmol)滴加完毕 后，继续反应6h。然后加入20mL乙醚稀释反应液后，用5％盐酸溶液调节pH值至中性， 继续搅拌反应20min。抽滤，无水硫酸镁干燥。过滤除去干燥剂后，旋蒸，残余物柱层析(硅 胶100-200目，V(石油醚)∶V(乙酸乙酯)＝10∶1)分离，得到无色液体0.63g，产率85％。¹HNMR (CDCl₃)δ0.90(3H，t，J＝7.2Hz，Me)，1.24-1.45(5H，m，H-C(4)-H-C(6))，1.39(1H，d，J＝7.5Hz， SH)，1.50(1H，m，H-C(4))，1.59-1.73(2H，m，H-C(2)and OH)，1.97(1H，m，H-C(2))，2.93(1H，m， H-C(3))，3.83(2H，m，H-C(1))。¹³CNMR(CDCl₃)δ14.0(Me)，22.4(C(6))，29.2(C(5))，38.1(C(3))， 39.3(C(4))，41.3(C(2))，60.8(C(1))。

(4)3-巯基-1-庚基乙酸酯的制备

往100mL圆底烧瓶加入吡啶(25mL)和乙酸酐(5.5mmol，0.56g)，冷却至-20℃。搅 拌下缓慢滴入3-巯基-1-庚醇(5mmol，0.66g)，反应8h。然后将反应混合物加入至稀盐酸溶 液中，用二氯甲烷萃取(15mL×3)。合并有机相，无水硫酸镁干燥，过滤除去干燥剂后， 旋蒸，柱层析(硅胶100-200目，V(石油醚)∶V(乙酸乙酯)＝15∶1)分离得到产品3-巯基-1- 庚基乙酸酯0.65g，产率68％。¹HNMR(CDCl₃)δ0.90(3H，t，J＝7.2Hz，Me)，1.24-1.45(5H，m， H-C(4)-H-C(6))，1.39(1H，d，J＝7.5Hz，SH)，1.50(1H，m，H-C(4))，1.59-1.73(2H，m，H-C(2)and OH)，1.97(1H，m，H-C(2))，2.93(1H，m，H-C(3))，3.83(2H，m，H-C(1))。¹³CNMR(CDCl₃)δ13.9 (Me(7))，20.9(Me(C＝O))，22.4(C(6))，29.1(C(5))，37.6(C(3))，37.7(C(4))，38.8(C(2))，62.2 (C(1))，171.0(C＝O)。