介绍
2-异丁基噻唑是制备番茄香精、辣椒香精等食物香精的重要组成部分。分子式为C7H11NS。2-烷基噻唑仅在噻唑环结构的二位具有取代基。
图一 2-异丁基噻唑
合成
现在方法的缺点
2-异丁基噻唑主要合成方法有以下几种：第一种将2-溴噻唑与烷基硼酸或烷基硼酸酯在贵金属钯催化剂及配体条件下进行偶联反应得到目标产物；第二种将2-溴噻唑与烷基锂在极低温条件下得到噻唑锂中间体，进一步进行烷基化得到目标产物；第三种将2-烷基硫基噻唑氧化为2-烷基磺酰基噻唑，进一步使用格式试剂进行取代反应得到目标产物；第四种使用卤代乙醛和烷基硫代酰胺直接关环合成。然而第一种方法中钯催化剂价格昂贵，第二种方法中烷基锂试剂成本高昂并且反应条件苛刻，第三种方法步骤繁琐且需使用格式试剂，均存在着缺陷。通过卤代乙醛和烷基硫代酰胺直接关环合成2-烷基噻唑理论上具有反应步骤单一、副产物少的优势，但是在实际生产过程中需要使用五硫化二磷，生成的副产物五氧化二磷遇水后剧烈放热，具有爆炸的安全隐患。并且氯乙醛在空气下不稳定，需要配置为40％水溶液储存，水的存在也不利于反应向正反应方向进行，抑制了产物的生成。
新工艺
带有机械搅拌、温度计、冷凝管的1000ml四口反应瓶中加入甲基丁烷硫代酰胺(87.5g，0.75mol)和乙酸550ml，搅拌下加入氯乙醛缩二乙醇(126.7g，0.83mol)油浴加热至回流，回流反应5h，体系变为红褐色，气相监控反应，硫代酰胺0.2％，反应结束。反应结束后反应体系无需降温，常压脱溶剂，脱至内温135℃，脱出的溶剂含有乙酸、少量乙醇和乙酸乙酯的溶剂530g，停止脱溶剂。将反应体系降温至15℃，用30％液碱调pH至10-11，继续常压水蒸馏，蒸出水和产品的混合物，蒸至内温130℃。蒸出的混合物加入20g碳酸钾，搅拌使其充分溶解，倒入分液漏斗中分层，下层为钾盐水溶液，上层为无色产品，再用油泵抽真空，闪蒸，得目标产物87g，收率82.7％。如图二所示，质谱证明了目标产物2-异丁基噻唑被成功合成[1]。
图二 2-异丁基噻唑的质谱图
参考文献
[1]济南悟通生物科技有限公司. 一种2-异丁基噻唑的合成方法:CN202310513700.X[P]. 2023-08-08.