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)andOH)，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)。