硫脲及其衍生物的合成

赵 斌，刘玉花

（潍坊科技学院化学工程学院，山东 寿光 262700）

硫脲及其衍生物的合成

赵 斌，刘玉花

（潍坊科技学院化学工程学院，山东 寿光 262700）

硫脲具有广泛的实用价值，早在20世纪60年代，人们就通过酰基异硫氰酸酯与芳胺的加成反应，首次合成了酰基硫脲的衍生物。生物活性测试显示，此类化合物具有良好的杀虫性。随后人们合成了许多硫脲化合物，其良好的生物活性引起了人们的广泛重视，成为研究开发的一个重要领域。

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]报道了通过芳酰肼与硫代磷酰基异硫氰酸酯的加成反应，合成了14种化合物即N-硫代磷酰基N′-芳酰胺基硫脲，其具体合成路线见图1。

图1 N-硫代磷酰基N′-芳酰胺基硫脲合成路线

N-硫代磷酰基N′-芳酰胺基硫脲的合成方法是在反应瓶中加入0．02mol芳酰肼和40mL乙腈，室温下滴加0．02mol硫代磷酰基异硫氰酸酯，滴完后升温至40～50℃，在此温度下反应6h，减压脱溶剂，冷却析出固体，过滤，干燥得粗品，乙醇重结晶得纯品。 收率可达 78．2%～92．5%。

2 N-糖基-2-取代-氨基硫脲及N-糖基-N′-取代-联二硫脲类化合物的合成

连召斌等[2]报道了通过糖基异硫氰酸酯分别与 2-肼基-5-芳基-1， 3， 4-恶二唑、2-肼基-4／6-取代-苯并噻唑及N-取代氨基硫脲发生亲核加成反应，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-联二硫脲类化合物。其具体设计路线见图2。

其具体合成方案是:先合成一系列的中间体糖基异硫氰酸酯、2-肼基-5-芳基-1，3，4-恶二唑、2-肼基-4／6-取代-苯并噻唑及N-取代氨基硫脲，再进行 N-糖基-2-取代-氨基硫脲及 N-糖基-N′-取代-联二硫脲的合成。

图2 N-糖基-2-取代-氨基硫脲及N-糖基-N′-取代-联二硫脲类化合物的合成路线

（1）N-糖基-2-（5-取代-1，3，4-恶二唑-2-基）氨基硫脲（5）的合成

1 mmol 1，1 mmol 2及10 mL无水氯仿混匀后，回流2～3h，TLC监测至反应完全（展开剂为乙酸乙酯∶石油醚＝1．5∶1，V∶V），冷却，过滤，滤液减压浓缩至呈糖浆状，加入少许无水乙醚，析出白色晶体。用乙醇重结晶，得无色针状或白色无定形物。

（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无水氯仿混匀后，回流2～3h，TLC监测至反应完全（展开剂为乙酸乙酯∶石油醚＝1．5∶1，V∶V），冷却，固体析出，过滤得粗品;或将溶液减压浓缩至呈糖浆状，用无水乙醚析出晶体，乙醇重结晶，得无色针状或白色无定形物。

（3）N-糖基-N′-取代-联二硫脲（7）的合成

1 mmol 1，1 mmol 4及10 mL无水氯仿混匀后，回流2～3h，TLC监测至反应完全（展开剂为乙酸乙酯∶石油醚＝1∶1，V∶V）。 后处理同上，得无色针状或白色无定形物。

3 N-取代硫脲的合成

Mitsuo Kodomari等[3]报道了一种合成硫脲的方法，其具体的设计路线见图3。

图3 N-取代硫脲的合成路线

其具体的实验方法是:首先苯甲酰氯与二氧化硅和硫氰酸铵的凝胶混合物反应制得苯甲酰基异硫氰酸酯。然后，苯甲酰基异硫氰酸酯再与氨基基团反应，制得氨基硫脲，最后，氨基硫脲再与水合肼反应，便可制得N-取代硫脲。

4 苯基硫脲的合成

吴君臣等[4]报道了一种合成苯基硫脲的方法，其具体合成路线见图4。

图4 苯基硫脲的合成路线

其具体合成方案如下:将硫氰酸钾（2．1g，21．6mmo1）溶解于热的无水丙酮（50m L）中，1．5h后滴入苯甲酰氯 （2．1mL，18mmo l）。 反应 30min后，冷却，抽滤。将苯胺（18mmo l）的丙酮溶液滴加到上面的滤液中，回流，然后冷却至室温。反应液浓缩后，残留物中加入冰水搅拌，抽滤，粗产品用95%乙醇重结晶，得白色晶体1-苯甲酰基-3-苯基硫脲，产率为81%，熔点为146～147℃。

5 缩氨基硫脲的合成

曹克广等[5]报道了一种用葡萄糖基异硫氰酸酯合成缩氨基硫脲的新方法，其具体设计路线见图5。

图5 缩氨基硫脲的合成路线

其具体合成方案如下:

（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

在装有滴液漏斗的250m L三口烧瓶中依次加入 100mL 乙醇和 0．6m L（5mmol）50%水合肼，冰浴控温在5℃以下，搅拌下滴加30mL溶有2g（5mmol） 2，3，4，6-四-O-乙酰基-β-D-吡喃葡萄糖基异硫氰酸酯的乙醇溶液，滴加完毕，搅拌10min，静置，抽滤，用乙酸乙酯 ／石油醚（1∶3）重结晶，得白色晶体 1．8g，产率为 90%，熔点为 78～80℃。

（2）芳香醛缩 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

在装有回流冷凝装置的250mL三口烧瓶中加入 30mL 四氢呋喃 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，磁力搅拌，油浴加热至回流，TLC追踪反应，约3h停止反应。减压蒸出溶剂，加20mL石油醚产生白色沉淀，抽滤，所得固体用乙酸乙酯和石油醚重结晶得白色晶体。

6 β-D-糖基苯胺基硫脲的合成

孙卫东等[6]报道了从糖基异硫氰酸酯出发，使其与苯胺类化合物在乙腈回流条件下反应，得到一类 2，3，4，6-四-乙酰化-β-D-吡喃型糖基硫脲化合物，且收率较高。其反应方程式见图6。

图6 β-D-糖基苯胺基硫脲的合成

其具体合成方法如下:将取代苯胺（6．17 mmol）溶解于30 mL甲苯中加入到配有回流冷凝管、温度计和恒压滴液漏斗的100 mL三颈圆底烧瓶中，将体系缓慢升温至70℃，滴加葡萄糖基异硫氰酸酯 （5．1 mmol） 的 20 mL甲苯溶液，于0．5h 滴加完毕， 再反应 3．5h，TLC 检测至反应完全。将体系冷却至室温，加入50 mL水，搅拌片刻后转移至分液漏斗中，用氯仿20mL萃取，萃取过程重复3次，合并有机层，用无水硫酸镁干燥。滤除硫酸镁，减压蒸干溶剂，得糖浆，经乙醚和石油醚[V （乙醚）∶V （石油醚） ＝ 1∶5]重结晶，得产品。

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

刘晨江[7]报道了采用亚结构连接法，以PEG-400为相转移催化剂，将吡唑环引入酰胺基硫脲，即利用1-苯基-3-甲基-5-氯-4-吡唑甲酰基异硫氰酸酯与酰肼衍生物的加成反应，合成N-（1-苯基-3-甲基-5-氯-4-吡唑甲酰基）-N′-酰胺基硫脲。 其具体合成方法是:

以1-苯基-3-甲基-5-氯-4-吡唑甲酰基醛为原料，经氧化，酰氯化，然后在PEG-400催化下与硫氰酸铵及酰肼进行相转移反应，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

刘长春[8]报道了用2，6-二氟苯甲酸经氯化、酰化生成2，6-二氟苯甲酰基异硫氰酸酯后，与2-氨基4，6-二甲氧基嘧啶进行加成反应，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。 其具体合成路线见图7。

图7 2，6-二氟苯甲酰基硫脲化合物的合成路线

其具体合成方法如下:将 1．95g（0．02mol）硫氰酸钾溶解在50mL乙腈中，缓慢滴加化合物2，6-二氟苯甲酰氯，回流反应1h。抽滤，除去生成的氯化钾固体，得到淡黄色的化合物2，6-二氟苯甲酰基异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2，6-二氟苯甲酰基异硫氰酸酯的乙腈溶液中，加热回流反应一定时间，放置过夜，抽滤，所得固体用乙醇-水重结晶，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，为浅黄色片状晶体，产率为92%，熔点是 186～187℃。

9 芳酰基硫脲的合成

王子云等[9]报道了一种将取代的噻二唑基引入到芳酰基硫脲中的反应，并合成出了10种新的芳酰基硫脲，其合成路线具体见图8。

图8 芳酰基硫脲的合成路线

其具体合成方案如下:

（1）芳酰基异硫氰酸酯的合成

在圆底烧瓶中加入0．007mol芳酸，新蒸的7mL二氯亚砜，回流约4h，减压蒸去过量的二氯亚砜，然后加入0．01mol干燥的硫氰酸钾及10mL乙腈，回流2h，过滤，得芳酰基异硫氰酸酯的乙腈溶液，备用。

（2）芳酰基硫脲的合成

将 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异硫氰酸酯中，在 65～70℃下反应 3～4h，TLC 跟踪至反应完成，减压蒸去一部分乙腈与DMF，抽滤，用无水丙酮洗涤滤饼，再用DMF重结晶得纯品。

10 尿素制备硫脲

齐欣等[10]用尿素和氧化钙、氢氧化钙和碳酸钙制备氰氨化钙，再用硫化氢和氢氧化钙制备硫氢化钙，最后用氰氨化钙与硫氢化钙反应，并采用冷冻结晶法精制硫脲。涉及的化学反应有:

（1）氰氨化钙的制备:尿素与钙的含氧化合物（氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙）反应可制得氰酸钙:

具体合成方法是:首先，用筛子对粉碎的块状氧化钙、氢氧化钙和碳酸钙进行筛选，分别筛选出粒径小于0.42mm和0.178mm的氧化钙、氢氧化钙和碳酸钙，将一定量的尿素加入反应器加热，待其融化后，按尿素与钙的氧化物摩尔比为2．5～3．0的投料比加入氧化钙、 氢氧化钙和碳酸钙，搅拌，在 160～400℃下反应 1．0h，冷却即可制得氰酸钙，将制得的氰酸钙研碎后加入管式炉内，并用氮气作保护气，在600～900℃下反应1．5h，冷却即得到氰氨化钙。将硫化氢通入石灰乳中，搅拌并冷却至溶液呈灰绿色即得硫氢化钙溶液。按硫氢化钙与氰氨化钙摩尔比为1．0的投料比将硫氢化钙溶液加入反应器内，加热至50～60℃后，将粉碎的氰氨化钙（0.42mm）40g（1mol） 加入反应器内，搅拌，在 75～80℃下反应 1．0h，冷却，过滤，将滤液加入冷却结晶器，控制温度冷冻结晶，结晶液离心分离，将晶体烘干即得硫脲成品。

关于对硫脲合成方法的研究还有很多，在此仅总结介绍了其中的几种合成方法，以便大家对硫脲合成有更深入的了解。

[1] 金桂玉，解敏雨，赵国锋．N，N′-硫代磷酰基芳酰胺基硫脲[J]．应用化学，1995，（4）:99-101．

[2] 连召斌，黄艳，曹玲华．N-糖基-2-取代-氨基硫脲及N-糖基-N′-取代-联二硫脲类化合物的合成 [J]．有机化学，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] 吴君臣，安礼涛，穆学军，等．1，3-二溴丙酮与苯基硫脲的反应研究 [J]．苏州大学学报 （自然科学版），2005，（2）:68-69．

[5] 曹克广，王忠刚．含葡萄糖基团缩氨基硫脲Schiff Base的合成[J]．承德石油高等专科学校学报，2002，（2）:1-2．

[6] 孙卫东，王小明，张锁秦，等．β-D-糖基苯胺基硫脲的合成与表征[J]．吉林大学学报（理学版），2006，（1）:109-112．

[7] 刘晨江．相转移催化法合成N-（1-苯基-3-甲基-5-氯-4-吡唑甲酰基）-N′-酰胺基硫脲[J]．农化新世纪，2005，（12）:32-38．

[8] 刘长春．2，6-二氟苯甲酰基硫脲化合物的合成与除草活性研究[J]．化学试剂，2006，28 （1）:36-38．

[9] 王子云，张正文，陈传兵，等．N-[ （2-羧基-1， 3， 4-噻二唑）-5-基]-N′-芳酰基硫脲的合成与表征 [J]．华中师范大学学报（自然科学版），2006，（1）:52-54．

[10] 齐欣，王茜，李忠波，等．尿素制备硫脲新工艺[M]．化学工业与工程，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