合成4-巯基-1-丁醇的新方法

杨 柯, 王 凯, 万春杰

(武汉工程大学 湖北省新型反应器与绿色化学工艺重点实验室，湖北 武汉 430074)

·研究简报·

合成4-巯基-1-丁醇的新方法

杨 柯, 王 凯, 万春杰*

(武汉工程大学 湖北省新型反应器与绿色化学工艺重点实验室，湖北 武汉 430074)

报道了一种合成4-巯基-1-丁醇(1)的新方法。以1,4-丁二醇为原料，经磺酰化反应及亲核取代反应制得1，总收率达75%，纯度98%(GC)，其结构经1H NMR和MS(ESI)确证。

1,4-丁二醇; 4-巯基-1-丁醇; 合成; 工艺改进; 磺酰化反应; 亲核取代反应

巯基化合物的应用历史已超过了100年，涉及的领域从生物化学到高分子科学，是重要的工业原料和合成中间体，主要包含硫醇和硫酚,2-甲基-1,3-丙二醇缩二(3-巯基丙酸)酯(PD3ME)、三羟甲基丙烷缩三(3-巯基丙酸)酯(HPT3ME)、季戊四醇缩四(3-巯基丙酸)酯(PT3ME)是典型的含有巯基的有机化合物[1-5]。生物体有些蛋白质和一些重要的小分子结构中都含有硫醇，影响着细胞内抗氧化系统，它们参与很多生物化学反应，例如氧化还原反应，辅酶A参与的反应和甲基转移反应等[6-9]。目前，4-巯基-1-丁醇(1)的合成有两种方法：(1)Hu等[10]以1-氯-4-丁醇为原料在四丁基氟化铵催化下与双(三甲基硫化硅)缩合、水解得到目标产物1，总收率79%。该路线使用的原料、试剂价格昂贵，成本较高；(2)Iglesias等[11]以2-噻唑烷酮为起始原料，在氢化铝锂作用下开环还原，制得目标产物1，收率76%。该路线需用到氢化铝锂，价格昂贵，且反应需无水无氧，反应过程中放出氢气，容易与空气混合产生爆炸，存在一定的安全隐患。

本文设计了一种合成1的新方法(Scheme 1)。以1,4-丁二醇(2)为原料，经磺酰化反应及亲核取代反应制得1，总收率达75%，纯度98%(GC)，其结构经1H NMR和MS(ESI)确证。该方法原料易得，操作简单，反应条件不苛刻。

Scheme 1

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

Varian Mercury-VX400型核磁共振仪(CDCl3为溶剂，TMS为内标)；Waters ZQ4000 型质谱仪。

所用试剂均为分析纯。

1.2 合成

(1) 4-羟基-1-甲磺酸丁酯(3)的合成

在反应瓶中依次加入2 10.0 g(111 mmol)，三乙胺12.4 g(123 mmol)和二氯甲烷80 mL，搅拌下于0 ℃滴加甲磺酰氯12.7 g(111 mmol)的二氯甲烷溶液20 mL，滴毕，于0 ℃反应1 h；逐渐升温至40 ℃，回流反应2.5 h。用饱和硫代硫酸钠溶液30 mL淬灭反应，分液，水层用二氯甲烷(3×20 mL)萃取，合并有机层，依次用水(3×30 mL)和饱和食盐水(3×30 mL)洗涤，干燥、减压浓缩，得无色油状液体3 15.8 g，收率93.6%，未经进一步纯化直接用于下一步反应。

(2) 1的合成

在反应瓶中加入3 15.8 g(104 mmol)，乙醇50 mL和硫氢化钠6.2 g(111 mmol)，搅拌下于80 ℃回流反应2 h。冷却至室温，常压回收乙醇，残余物减压精馏，收集114～116 ℃/2.6×103Pa的镏分得无色液体1 8.8 g，收率79.8%，纯度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 ℃搅拌下滴加甲磺酰氯的二氯甲烷溶液，对甲磺酰氯进行稀释，有效控制了双磺酰化副产物的量。表1是温度对2单磺酰化和双磺酰化收率的影响。由表1 可知，当温度维持在0 ℃时，磺酰化收率最高(93.6%)；单磺酰化收率也最高(94.0%)，当温度从-5 ℃上升至15 ℃，双磺酰化收率在增加，故单磺酰化最佳温度应控制在0 ℃。

表1 温度对2单磺酰化和双磺酰化收率的影响

设计并实施了4-巯基-1-丁醇(1)的合成新路线。以1,4-丁二醇为原料，经磺酰化反应及亲核取代反应二步合成1，总收率达75%，纯度98%(GC)。与文献[10-11]合成方法相比，新路线具有原料廉价易得、反应条件温和、生产操作可控性好、设备要求不苛刻、收率较高、产品质量好、成本低等优点。综上所述，该路线适用于工业化生产，具有潜在的工业应用价值。

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《华西药学杂志》2017年征订征稿启事

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《华西药学杂志》编辑部

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

湖北省教育厅科学研究计划重点项目(D20141506)

杨柯(1992-)，男，汉族，湖北武汉人，硕士研究生，主要从事新药和工艺改进的研究。 E-mail： 534977468@qq.com

万春杰，副教授， E-mail： 13607134766@126.com

O623.81

A

10.15952/j.cnki.cjsc.1005-1511.2017.03.16281