介绍
三硫丙酮(化学名2,2,4,4,6,6-六甲基-1,3,5-三噻烷)是硫代丙酮的环状三聚体,具有含硫化合物气味,分子为六元杂环结构,环上交替排布三个碳原子与三个硫原子,每个环碳均连有两个甲基,整体空间位阻较高。在加热或酸性催化条件下可发生解聚反应,原位释放出高活性的硫代丙酮单体。

图一 三硫丙酮
合成
以丙酮(acetone)为起始原料合成三硫丙酮(硫代丙酮三聚体)的反应,以双(三甲基硅基)硫醚作为硫化试剂、三氟甲磺酸三甲基硅酯(TMSOTf)为路易斯酸促进剂,在无水乙腈体系中完成羰基的氧硫交换,最终因小分子硫代丙酮的高反应活性自发三聚得到稳定的六元环状三硫丙酮产物,具体实验操作与过程如下:
首先需预先完成试剂与溶剂的无水化处理,反应所用的乙腈溶剂需经分子筛干燥或减压蒸馏除水,双(三甲基硅基)硫醚、三氟甲磺酸三甲基硅酯均为对水敏感的试剂,整个反应需在无水无氧的Schlenk体系中搭建,向干燥的密封反应管中加入无水乙腈作为反应介质,再按计量加入丙酮底物,加入双(三甲基硅基)硫醚,缓慢滴加三氟甲磺酸三甲基硅酯,该强路易斯酸可通过活化丙酮的羰基氧原子,降低氧硫交换的反应能垒,促进双(三甲基硅基)硫醚向羰基的亲核加成,最终将C=O双键转化为C=S双键,滴加完成后,室温下持续搅拌反应约1小时,三个硫代丙酮分子通过C=S双键的加成环化,形成热力学更稳定的六元杂环结构三硫丙酮。
反应结束后,向体系中加入饱和碳酸氢钠水溶液进行淬灭,中和体系中的酸性促进剂以终止反应,随后将反应混合液转移至分液漏斗,加入二氯甲烷萃取3次,合并所有有机相后用饱和食盐水洗涤一次,再加入无水硫酸钠静置干燥,过滤除去干燥剂后,将滤液在减压条件下旋转蒸发除去溶剂与挥发性杂质,得到三硫丙酮粗产物;粗产物可通过硅胶柱色谱进一步纯化,以石油醚与乙酸乙酯的混合溶剂为洗脱剂,最终可得到纯度良好的三硫丙酮固体,该底物的分离收率约为66%[1]。

图二 三硫丙酮的合成
参考文献
[1]Degl' ,Alessandro I ,Antonella C , et al.Bis(trimethylsilyl)sulfide based thionation of carbonyl compounds: Synthesis of thioketones.[J].Tetrahedron Letters,1993,34(5):873-876.DOI:10.1016/0040-4039(93)89036-P.