乙硫醇钠的合成及毒性

简介

乙硫醇钠作为低毒、广谱、低残留的有机磷杀虫杀螨剂毒死蝉和甲基毒死蝉等品种的农药合成的主要中间体。乙硫醇钠目前工业化生产工序主要采用丙烯腈和三氯乙酰氯在催化剂和溶剂存在下进行加成反应，加成产物在溶剂存在下进行环合得到乙硫醇钠吡啶酚，然后在氢氧化钠溶液中成盐得到乙硫醇吡啶钠[1]。2008年世界乙硫醇钠生产能力为13万t/a左右，2007年世界消费量约为8万t/a左右，其中主要生产国家为美国、中国、印度和德国等国家。由于乙硫醇钠合成技术难度比较大，长期以来限制了国内农药毒死蝉的发展。

合成

图1 乙硫醇钠的合成路线[2-3]。

方法一：也可以通过将一（1）摩尔当量的钠金属（34.000克，1478.9毫摩尔，从矿物油中收集并用乙醚洗涤几次）添加到约500毫升乙醚中来形成“混合物C”。可将一（1）摩尔当量的EtSH（109.52 mL，1478.9毫摩尔）添加到第二种溶液中，并在四十（40）摄氏度（°C）下搅拌十二（12）小时。EtSH和Na金属相互反应通过硅胶柱层析得到纯度为95%的标题化合物乙硫醇钠。合成路线如图所示。

方法二：在室温下，在氩气气氛下，将相应的硫醇（12.71 mmol，1当量）在THF（3 mL）中的溶液缓慢添加到NaH（12.50 mmol，0.98当量）在四氢呋喃（30 mL）中悬浮液中。在相同温度下搅拌反应1小时。向混合物中加入50mL干燥己烷，生成白色悬浮液。收集固体并在真空下干燥固体以获得产物乙硫醇钠。合成路线如图1所示。

用途

乙硫醇钠是继石墨烯纳米材料发展之后一类新型的二维纳米材料的原料。由于其特殊的物理化学性质，乙硫醇钠型二维纳米材料在能源、光电器件、催化反应等多个领域引起了人们广泛的研究兴趣[4]。近年来这类材料在纳米生物医学方面也得到人们广泛的关注。

乙硫醇钠由于其特殊的物理化学性质，在生物医学中具有广泛的应用前景。光声成像是利用有光吸收的组织或者显影剂，将脉冲激光转化成热能，引起热膨胀而产生超声，并通过检测这种超声信号来重构图像的一种新兴医学成像方法[5]。与传统的光学成像模式相比，这种光进声出的成像法大大提高了空间分辨率和组织穿透性。为了提高成像质量，光声成像需要在近红外区有较高吸收的造影剂，而乙硫醇钠和石墨烯结合的二维层状纳米材料在整个近红外区都具有较高的光学吸收，是一种非常理想的的光声显影剂[6]。

毒性

在水环境中， 乙硫醇钠会和环境因素或生物因素相互耦合，并间接产生一系列复杂的环境生态毒理效应。由于乙硫醇钠结构性质不同，进入水环境后又会产生不同形式的迁移和代谢转化，并且其衍生物、生物代谢物以及释放出的银离子同样对生态系统产生毒理效应[7]。乙硫醇钠在生物体中有很大的生物富集倾向，因为乙硫醇钠的化学性质使它们能够通过类似于钠离子通道的细胞膜离子转运体吸收。研究发现，在水环境中， 乙硫醇钠主要沉积在表层底泥中，并在微生物和浮游动植物中大量积累，因此会通过食物链在不同营养级上传递。

乙硫醇钠还具有广谱抗菌性，可杀灭数百种病原微生物。其在与病原体的细胞壁、细胞膜结合后，可直接进入细胞，迅速与氧代谢酶结合，使酶失活，阻断病原体的呼吸代谢，最终导致病原体窒息死亡[8]。即使低浓度的乙硫醇钠也能抑制大多数病原微生物的生长。

参考文献

[1] V. Sikervar, S. Sasmal, A. Stoller, M. Muehlebach, D. Emery, A. Jeanguenat, A. Buchholz, B. Kurtz, Pesticidally active heterocyclic derivatives with sulfur containing substituents and their preparation, Syngenta Crop Protection AG, Switz. . 2022, p. 146pp.

[2] V. Sikervar, S. Sasmal, M. Muehlebach, A. Stoller, D. Emery, A. Jeanguenat, A. Buchholz, B. Kurtz, Pesticidally active heterocyclic derivatives with sulfur containing substituents and their preparation, Syngenta Crop Protection AG, Switz. . 2022, p. 158pp.

[3] C. Abbineni, S. Samajdar, R. S. Senaiar, G. Aggunda Renukappa, S. Mukherjee, S. Tatyasaheb Gore, G. Wohlfahrt, M. Myllymaki, Preparation of heterocyclic compounds as CBP/EP300 bromodomain inhibitors, Aurigene Discovery Technologies Limited, India . 2022, p. 278pp.

[4] M.C. Davis, Cyanate ester resin, United States Dept. of the Navy, USA . 2022, p. 15pp.

[5] P. Marzullo, A. Maiocchi, G. Paladino, U. Ciriello, L. Lo Presti, D. Passarella, Total Synthesis of (-)-Cannabidiol-C4, Eur. J. Org. Chem. 2022(22) (2022) e202200392.

[6] J.-Y. Bonnefoy, E. Riguet, Polyaromatic urea derivatives as glucocorticoid and HDAC inhibitors or their use in the treatment of muscle diseases and their preparation, Anagenesis Biotechnologies, Fr. . 2022, p. 223pp.

[7] G. Deng, Y. Yao, X. Liu, Z. Li, M. Dai, R. Huan, R. Tang, D. Huang, Q. Zhang, Y. Wang, Y. Ye, J. Peng, Preparation method for bicyclic compound and application as antifungal agent, Shanghai Jemincare Pharmaceutical Co., Ltd., Peop. Rep. China; Jiangxi Jemincare Group Co., Ltd. . 2022, p. 236pp.

[8] J. Campora Perez, M.E. Gonzalez Mosquera, D. Sanchez Roa, Preparation and use of NHC-CDI betaine adducts and their cationic derivatives as catalyst precursors for obtaining acetals, dithioacetals and aminals from dichloromethane, Consejo Superior de Investigaciones Cientificas CSIC , Spain; Universidad de Alcala . 2022, p. 32pp.