对甲苯磺酰异氰酸酯主要用途是什么?
苯基异氰酸酯
【理化性状和用途】
无色液体, 有刺激气味. 用于鉴别醇等, 也用作有机合成中间体。
【毒性及燃爆性】
吸入本品后对呼吸道有强烈的刺激作用,可引起肺水肿,对眼和皮肤有刺激作用,可引起灼伤,口服后刺激和灼伤口腔和消化道。
【个人防护】
脱去污染的衣服, 用肥皂水及清水彻底冲洗。可能接触其蒸气时应戴防毒面具和防护手套, 工作场所禁止吸烟、进食和饮水。工作后彻底清洗衣物并单独存放。
【储存、运输及使用】
储存于阴凉、通风仓间内, 远离火种、热源, 防止阳光直射。应与氧化剂、酸类、食用化工原料分开存放。
【应急处理】
吸入后迅速脱离现场至空气新鲜处, 保持呼吸通畅, 呼吸停止者立即进行人工呼吸和心脏按压术,并就医。
泄漏后疏散泄漏污染区人员至安全区, 禁止无关人员进入污染区, 切断火源。建议应急处理人员戴自给式呼吸器, 穿一般消防防护服。在确保安全的情况下堵漏。喷水雾会减少蒸发,但不能降低泄漏物在受限空间内的易燃性。用活性炭吸附或其它惰性材料吸收,然后使用无火花工具收集运至废物处理场所处置。也可用不燃性分散剂制成乳液刷洗,经稀释的洗水放入废水系统。如大量泄漏, 利用围堤收容, 然后收集、转移、回收或无害处理后废弃,
灭火方法:泡沫、二氧化碳、干粉、砂土. 禁止使用酸碱灭火剂。
【应知应会】
苯基异氰酸酯为无色液体, 有刺激气味。
吸入本品后对呼吸道有强烈的刺激作用, 可引起肺水肿。
工作场所禁止吸烟、进食和饮水。工作后彻底清洗衣物并单独存放。
储存于阴凉、通风仓间内, 远离火种、热源, 防止阳光直射。
灭火方法:泡沫、二氧化碳、干粉、砂土. 禁止使用酸碱灭火剂。
tosmic上氰基的机理是:
1、对甲苯磺酰甲基异氰(TosMIC) 是有机化学官能团转换反应中最有用的多功能试剂和合成子之一。TosMIC 在杂环合成中可以用来方便地制备咪唑、噻唑、 恶唑、三氮唑、吲哚、吡咯等。TosMIC 参与的增加一个碳原子的还原氰基化反应和二烷基化反应具有独到之处。
2、TosMIC与酮生成腈的还原氰基化反应是该试剂最特征的反应之一。反应的机理是TosMIC在碱的存在下生成碳负离子与酮羰基发生亲核加成反应,然后失去磺酰基和甲酰基生成腈。该反应需要使用过量的碱,常用的碱为t-BuOK。
3、反应一般在室温下数小时内完成,产率中等到较高水平 。TosMIC与甾体17-酮反应时,生成两种异构体的混合产物。
4、TosMIC 与卤代烃发生烷基化反应,生成多一节碳的酮。分子间的烷基化反应生成对称或者不对称的链状酮,分子内的烷基化反应生成相应的环状酮。
5、TosMIC 与α,β-不饱和羰基化合物反应生成吡咯环的反应一般给出较好的产率,羰基或者其它拉电子基团的存在对反应活性的影响非常大。
1.用于有机合成。对甲苯磺酰胺主要用于合成氯胺-T和氨磺氯霉素(Tevenel)。
2.用于合成荧光染料、制造增塑剂、合成树脂、涂料、消毒剂及木材加工光亮剂等。
3.主要用作合成水溶性三聚氰胺甲醛树脂的增韧剂。
4.在光亮镀镍中作初级光亮剂。用于光亮多层镀镍,使镀层光亮均匀。一般用量0.2~0.3g/L。
图1 沙格列汀空间结构
02有机氰化反应
在分子中引入氰基,早些年主要以NaCN、KCN等碱金属盐作为氰化试剂参与反应,其毒性高,存在一定的安全隐患。随着过渡金属催化领域研究的发展,毒性较低的K4Fe(CN)6代替碱金属氰化物也逐渐被应用。这种氰化试剂常常与Pd、Ni、Cu等过渡金属催化剂结合,参与氰化反应十分高效。另外,有一些氰化试剂中氰基具有亲电活性,与电负性较大的原子或基团直接键连,其中包括氰基与卤素原子键连的BrCN、ICN,与O、S、Si原子键连的PhOCN、TsCN、TMSCN等。此外,还有一些不含氰基的氰化试剂,如TosMIC、1-甲基-对甲苯磺酰甲基异腈等,其包含磺酰基、活泼甲基和异氰基三组活性基团,在碱的作用下,C-N不饱和键既可参与亲核加成,也可在特定的反应条件下实现环加成。
2.1芳酰氯的氰化取代反应
2006年,Li Zheng团队[3]采用Agl-KI-PEG400混合催化体系,以DMF为溶剂,室温条件下,以K4[Fe(CN)6]为氰化剂,进行了酰氯的氰化取代反应,取得了较好的效果(图示2)。实验表明,在此条件下,绝大部分芳酰氯都能有效进行氰化反应,且收率较高。
图2 芳酰氯与K4[Fe(CN)6]的氰化取代反应
2.2烯醇硼化物的亲电氰化反应
Kensuke Kiyokawa团队[4]使用氰化试剂N-氰基-N-苯基-对甲苯磺酰胺(NCTS)和对甲苯磺酰氰(TsCN)实现烯醇硼化合物的高效亲电氰化(图示3)。通过该新方案制备了各种β-乙腈,且具有广泛的底物范围。
图3 烯醇硼化物的亲电氰化反应
2.3酮的有机催化立体选择硅基氰化反应
近期,Benjamin List团队[5]在Nature杂志中报导了2-丁酮的对映面分化(图示4a)及2-丁酮与酶、有机催化剂和过渡金属催化剂,以HCN或TMSCN为氰化试剂的不对称氰化反应(图示4b)。以TMSCN为氰化试剂,在IDPI的催化条件下,2-丁酮和广泛的其他酮的高度对映选择性硅基氰化反应(图示4c)。
图4 a,2-丁酮的对映面分化。b,2-丁酮与酶、有机催化剂和过渡金属催化剂的不对称氰化反应。
c,IDPI催化,2-丁酮和广泛的其他酮的高度对映选择性硅基氰化反应。
2.4醛的还原氰化反应
在合成天然产物中,利用绿色的TosMIC作为氰化试剂,使空间受阻醛很容易转化为腈。这种方法还被进一步用于在醛和酮中引入一个额外的碳原子。该方法在Jiadifenolide的对映特异性全合成中具有建设性意义,是合成天然产物的关键步骤,如Clerodane,Caribenol A 和 Caribenol B等天然产物的合成[6](图示5)。
图5 酮转化为腈。天然产物鹿茸酚、异辛背醛和加地非内酯的合成关键
2.5有机胺的电化学氰化反应
有机电化学合成作为一种绿色的合成技术,被广泛的应用在各种有机合成领域,近年来,受到越来越多科研人员的关注。PrashanthW.Menezes团队[7]近期报导了使用廉价的Ni2Si催化剂,在1M KOH溶液中(无需加入氰化试剂),通过1.49VRHE的恒定电位,可将芳族胺或脂肪族胺直接氧化成相应的氰基化合物,产率较高(图示6)。
图6 有机胺的电化学氰化反应
03总结
氰化反应是一类非常重要的有机合成反应。从绿色化学的思路出发,用环境友好氰化试剂代替传统有毒、有害的氰化试剂,采用无溶剂、无催化和微波辐照等新方法,进一步拓宽研究的范围和深度,以便在工业生产中产生巨大的经济效益、社会效益和环境效益[8]。随着科研的不断进步,氰化反应将向高收率、经济化、绿色化学方向发展。