本发明涉及一类1-烷基-1-烷氧基-1-烷硫基甲烷类化合物及其制备方 法,该类化合物化学性质稳定,在碱性介质中稳定而不变色,同时该类化合 物具有柑橘香、酒香,薄荷香等香味,可用于多种香精配方中,在香精中使 用其增香效果非常明显。
1.现有的以缩醛为原料制备1-烷基-1-烷氧基-1-烷硫基甲烷类化 合物的方法其主要过程:缩醛与硫醇在路易斯酸,如BF3.OMe2,MgBr2,ZnCl2等存在下反应;或在二氰基乙烯酮缩乙醛催化下反应;或在二乙基苯硫基铝 作催化剂下反应生成1-烷基-1-烷氧基-1-烷硫基甲烷类化合物。
2.现有的以醛为原料制备1-烷基-1-烷氧基-1-烷硫基甲烷类化合物 的方法其主要过程:使用醛与醇和硫醇混合反应。
上述的方法存在的主要问题:一是缩醛反应作为催化剂的路易酸不得 到、毒性较大。二是反应中条件苛刻,大多要在低温-78℃左右反应,并且 反应时间一般为10h以上,有时达到48h,反应过程中能耗较高。三是通用 性差,用上述方法合成的1-烷基-1-烷氧基-1-烷硫基甲烷类化合物文献报 道的仅有1-苯基-1-甲氧基1-苯硫基甲烷,1-苯基-1-乙氧基1-苯硫基甲烷, 1-苯基-1-甲氧基1-苯硫基甲烷,1-正辛基-1-甲氧基-1-苯硫基甲烷,,1- 正辛基-1-乙氧基-1-苯硫基甲烷,1-环己基-1-甲氧基-1-苯硫基甲烷,1-苯 基-1-甲氧基-1-苯硫基甲烷几个烷基以及烷硫基较大的化合物。
本发明的目的是提供一类1-烷基-1-烷氧基-1-烷硫基甲烷类化合物及 其一种简便通用的制备方法,反应过程中选用合适的反应介质,反应时间短, 从而解决上述方法存在的问题。
本发明涉及如下结构的1-烷基-1-烷氧基-1-烷硫基甲烷类化合物及其 制备方法: 式中R1,R2,R3为相同的或不同的烷基,环烷基,2-甲基-3-呋喃基,苄基,
糠基,苯基等 化学反应方程式如下: 1-烷基-1-烷氧基-1-烷硫基甲烷 其特征是缩醛类化合物与硫醇反应生成1-烷基-1-烷氧基-1-烷硫基甲烷。
本发明的制备方法采用缩醛为原料与硫醇在溶剂中反应,选用的溶剂有 四氯化碳,二氯甲烷,无水乙醚,丙酮,四氢呋喃,1,4-二氧六环,环己 烷,三氯甲烷,甲醇等,反应温度在0℃-反应回流温度之间,反应时间在 10min-10h,反应完成后减压蒸馏除去溶剂及少量的硫醇,得到的产物含量较 高,一般在90%以上。
对用本方法得到的1-烷基-1-烷氧基-1-烷硫基甲烷通过色谱-质谱联 机,红外光谱,核磁共振谱分析证实了其结构。分析结果见附图。
本发明的制备方法克服了原有方法的缺点,主要优点在于:
1.本发明的制备方法在反应过程中使用四氯化碳,二氯甲烷,无水 乙醚,丙酮,四氢呋喃,1,4-二氧六环,环己烷,三氯甲烷,甲醇, 苯,甲苯等有机溶剂作为反应溶剂,使反应能够最大程度的生成1-烷 基-1-烷氧基-1-烷硫基甲烷。
2.反应时间短,一般在10h以内,操作方便,产率较高。
本发明的1-烷基-1-烷氧基-1-烷硫基甲烷的制备方法将通过下面的实 施例而得到更具体的描述。 实施例1:1-甲基-1-乙氧基-1-正丁硫基甲烷
在100ml的三口烧瓶上安装温度计,搅拌器。烧瓶中加入14.3ml乙缩 醛、正丁硫醇10.8ml和苯50ml。在室温条件下搅拌,反应约6h。经过水洗 涤三次,用无水碳酸钠干燥,常压蒸馏蒸出苯,然后减压蒸馏,收集77-79 ℃/2.7kpa的馏分为1-甲基-1-乙氧基-1-正丁硫基甲烷。产品为无色油状 透明液体。红外光谱数据如下(cm-1):2959,2872,1457,1372,634,747,1273, 1312。 实施例2:1-甲基-1-乙氧基-1-丙硫基甲烷
在250ml的三口烧瓶上安装温度计、搅拌器。烧瓶中加入43.0ml(0.3mol) 乙缩醛、正丙硫醇22.5ml(0.25mol)和二氯甲烷100ml。在室温条件下搅拌, 反应约10min。经过饱和食盐水洗涤三次,用无水硫酸钠干燥,常压蒸馏蒸 出二氯甲烷,然后减压蒸馏,收集96-97℃/11.1kpa的馏分为1-甲基-1-乙 氧基-1-丙硫基甲烷。产品颜色为无色油状透明液体。1-甲基-1-乙氧基-1- 丙硫基甲烷核磁共振谱图见图1,其结构及核磁共振数据如下: δ(ppm):1.5617-1.5401,3H;4.7100-4.6459,1H;3.7746-3.5182,2H;1.2462-1.1848,3H; 2.5885-2.5230,2H;1.6601-1.5402,2H;1.0157-0.9663,3H. 实施例3:1-甲基-1-乙氧基-1-正戊硫基甲烷
在500ml的三口烧瓶上安装温度计、搅拌器。烧瓶中加入71.5ml(0.5mol) 乙缩醛、正戊硫醇49.0ml(0.4mol)和四氯化碳250ml。在室温条件下搅拌, 反应约8h。经过饱和食盐水洗涤三次,用无水氯化钙干燥,常压蒸馏蒸出 四氯化碳,然后减压蒸馏,收集79-80℃/2.0kpa的馏分为1-甲基-1-乙氧 基-1-正戊硫基甲烷。产品颜色为无色油状透明液体。1-甲基-1-乙氧基-1- 正戊硫基甲烷质谱数据见附图质谱图2,分子离子峰:m/e176,基峰:m/e73, 碎片峰:m/e45。 实施例4:1-甲基-1-乙氧基-1-糠硫基甲烷
在1000ml的三口烧瓶上安装温度计、搅拌器。烧瓶中加入143ml(1mol) 乙缩醛、正正戊硫醇50.0ml(0.5mol)和四氢呋喃300ml。在室温条件下搅拌, 反应约4h。经过饱和食盐水洗涤三次,用无水硫酸镁干燥,常压蒸馏蒸出 四氢呋喃,然后减压蒸馏,收集86-89℃/1.2kpa的馏分为1-甲基-1-乙氧 基-1-糠硫基甲烷。产品颜色为无色油状透明液体。1-甲基-1-乙氧基-1-糠 硫基甲烷结构见附图红外光谱图4. 实施例5:1-甲基-1-乙氧基-1-仲丁硫基甲烷
在500ml的三口烧瓶上安装温度计、搅拌器。烧瓶中加入72.0ml(0.5mol) 乙缩醛、仲丁硫醇54.0ml(0.5mol)和环己烷150ml。在室温条件下搅拌,反 应约0.5h。经过饱和食盐水洗涤三次,用无水碳酸钾干燥,常压蒸馏蒸出 环己烷,然后减压蒸馏,收集104-106℃/10.2kpa的馏分为1-甲基-1-乙氧 基-1-仲丁硫基甲烷。产品颜色为无色油状透明液体。1-甲基-1-乙氧基-1- 仲丁硫基甲烷结构见附图核磁共振谱图5。 实施例6:1-甲基-1-乙氧基-1-苄硫基甲烷
在1000ml的三口烧瓶上安装温度计、搅拌器。烧瓶中加入143ml(1.0mol) 乙缩醛、苄硫醇117ml(1mol)和三氯甲烷240ml。在室温条件下搅拌,反应 约8h。经过饱和食盐水洗涤五次,常压蒸馏蒸出三氯甲烷,然后减压蒸馏, 收集130-134℃/1.1kpa的馏分为1-甲基-1-乙氧基-1-苄硫基甲烷。产品颜 色为无色油状透明液体。1-甲基-1-乙氧基-1-苄硫基甲烷质谱数据如下:分 子离子峰:m/e196,基峰:m/e45,碎片峰:m/e73,91,150. 实施例7:1-甲基-1-乙氧基-1-乙硫基甲烷
在250ml的三口烧瓶上安装温度计、搅拌器。烧瓶中加入64.2ml(0.3mol) 乙缩醛、乙硫醇15.0ml(0.2mol)和无水乙醚120ml。在室温条件下搅拌,反 应约1h。经过饱和食盐水洗涤五次,用无水硫酸镁干燥,常压蒸馏蒸出无水 乙醚,继续蒸馏收集70-73℃的馏分,馏分为1-甲基-1-乙氧基-1-乙硫基 甲烷。产品颜色为无色油状透明液体。1-甲基-1-乙氧基-1-乙硫基甲烷质谱 数据如下:分子离子峰:m/e134,基峰:m/e45,碎片峰:m/e73,89,61. 实施例8:1-丙基-1-乙氧基-1-丙硫基甲烷
在250ml的三口烧瓶上安装温度计、搅拌器。烧瓶中加入54.0ml(0.3mol) 二乙醇缩丁醛、丙硫醇18.0ml(0.2mol)和1,4-二氧六环120ml。在室温条 件下搅拌,反应约5h。经过饱和食盐水洗涤五次,用无水氯化钙干燥,常压 蒸馏蒸出1,4-二氧六环,继续蒸馏收集64-66℃/1.3kpa的馏分,馏分为 1-丙基-1-乙氧基-1-丙硫基甲烷。产品颜色为无色油状透明液体。1-丙基-1- 乙氧基-1-丙硫基甲烷结构见附图质谱图3。 实施例9:1-丙基-1-乙氧基-1-丁硫基甲烷
在500ml的三口烧瓶上安装温度计、搅拌器。烧瓶中加入90.0ml(0.5mol) 二乙醇缩丁醛、丁硫醇53.0ml(0.5mol)和四氢呋喃150ml。在室温条件下搅 拌,反应约4h。经过饱和食盐水洗涤三次,常压蒸馏蒸出四氢呋喃,继续 蒸馏收集77-78℃/1.2kpa的馏分,馏分为1-丙基-1-乙氧基-1-丁硫基甲烷。 产品颜色为无色油状透明液体。1-丙基-1-乙氧基-1-丁硫基甲烷结构及核磁 共振数据如下:
δ(ppm):0.9516-0.8916,3H,3H;1.5029-1.3965,2H,2H;1.5998-1.5478,2H; 4.4940-4.4494,1H;3.7954-3.4567,2H;1.2272-1.1804,3H;2.5810-2.5220,2H;1.4783- 1.3965,2H; 实施例10:1-丙基-1-乙氧基-1-糠硫基甲烷
在500ml的三口烧瓶上安装温度计、搅拌器。烧瓶中加入144.0ml(0.8mol) 二乙醇缩丁醛、糠硫醇75.0ml(0.75mol)和甲苯120ml。在室温条件下搅拌, 反应8h。经过饱和食盐水洗涤三次,用无水碳酸镁干燥,常压蒸馏蒸出甲苯, 继续蒸馏收集142-144℃/2.7kpa的馏分,馏分为1-丙基-1-乙氧基-1-糠硫 基甲烷。产品颜色为无色油状透明液体。 实施例11:1-丙基-1-乙氧基-1-仲丁硫基甲烷
在250ml的三口烧瓶上安装温度计、搅拌器。烧瓶中加入64.2ml(0.3mol) 二乙醇缩丁醛、仲丁硫醇15.0ml(0.2mol)和无水乙醚120ml。在室温条件下 搅拌,反应约5h。经过饱和食盐水洗涤三次,用无水氯化钙干燥,常压蒸馏 蒸出无水乙醚,继续蒸馏收集74-76℃/0.3kpa的馏分,馏分为1-丙基-1- 乙氧基-1-仲丁硫基甲烷。产品颜色为无色油状透明液体。 实施例12:1-丙基-1-乙氧基-1-苄硫基甲烷
在250ml的三口烧瓶上安装温度计、搅拌器。烧瓶中加入64.2ml(0.3mol) 二乙醇缩丁醛、苄硫醇15.0ml(0.2mol)和二氯甲烷120ml。在室温条件下搅 拌,反应约8h。经过饱和食盐水洗涤三次,用无水碳酸纳干燥常压蒸馏蒸 出二氯甲烷,继续蒸馏收集162-164℃/5.8kpa的馏分,馏分为1-丙基-1- 乙氧基-1-苄硫基甲烷。产品颜色为无色油状透明液体。 实施例13:1-丙基-1-乙氧基-1-正戊硫基甲烷
在250ml的三口烧瓶上安装温度计、搅拌器。烧瓶中加入55.0ml(0.3mol) 二乙醇缩丁醛、正戊硫醇60.0ml(0.4mol)和丙酮120ml。在室温条件下搅拌, 反应约3.5h。经过饱和食盐水洗涤五次,用无水碳酸钠干燥,常压蒸馏蒸出 丙酮,继续蒸馏收集128-130℃/2.7kpa的馏分,馏分为1-丙基-1-乙氧基- 1-正戊硫基甲烷。产品颜色为无色油状透明液体。