一种亚乙基硫脲硅烷化衍生物及其微量制备方法技术

本发明专利技术涉及一种亚乙基硫脲硅烷化衍生物及其微量制备方法，属于衍生物合成领域。衍生物名称为1,3‑双(三甲基硅烷基)咪唑烷‑2‑硫酮，制备方法包括反应物溶液的配制、硅烷化衍生试剂的配制以及衍生化反应过程。其中亚乙基硫脲配制成反应物溶液后，以N,O‑双(三甲基硅烷基)三氟乙酰胺和三甲基氯硅烷配制成衍生化试剂。在衍生瓶中添加反应体系溶剂、反应物溶液和硅烷化衍生试剂，密闭，置于设定温度下衍生化反应，所得衍生物以气相色谱‑质谱联用法表征。本发明专利技术提供的衍生产物在气相色谱‑质谱联用仪上具有良好的信号响应值；所采用的衍生物制备方法较现有衍生技术反应时间短，可操作性强，衍生化效率明显提高，同时反应产物单一，产物稳定性好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于衍生物合成领域，更具体涉及到一种亚乙基硫脲硅烷化衍生物及其微量制备方法。
技术介绍
亚乙基硫脲(2-Imidazolidinethione)，别名乙撑硫脲(ETU)，CAS:96-45-7，分子量为：102.1581，熔点196-200℃，沸点347.2℃，外形为白色针状或粒状结晶粉末。在橡胶工业中常用作橡胶硫化促进剂；同时，亚乙基硫脲又是农药代森锰锌的主要降解产物，在农业生产领域中可以用作杀菌剂。研究表明该物质有致癌和致畸作用，会导致粘液水肿、甲状腺肿大，以及与甲状腺肿大荷尔蒙减少有关的其他病症。为此，欧盟2007年6月1日起实施《化学品的注册、评估、授权和限制》法规(简称REACH法规)，将亚乙基硫脲列为第十批高度关注物质，并对其在测试技术要求、限量参数、测试复杂性等方面做出严格要求。当前，国际上对于亚乙基硫脲残留检测的主流方法是采用气相色谱法或气相色谱-气质联用法。但由于亚乙基硫脲是高沸点物质，同时没有较强的电负性基团，致使其采用气相色谱法或气相色谱-质谱联用法均需要对其进行衍生化处理。当前的衍生化方法主要有：(1)采用苄基氯进行苄基化衍生后，再对所得衍生物采用三氟乙酸酐进一步衍生；(2)采用N-(特丁基二甲基硅)-N-甲基三氟乙酰胺进行一步硅烷化衍生。上述的现有技术虽然可以解决部分亚乙基硫脲的检测问题，但均存在一定的缺陷，其中第一种双重衍生化方法衍生过程操作复杂，反应时间长，苄基化衍生反应不完全；第二种方法中采用的N-(特丁基二甲基硅)-N-甲基三氟乙酰胺进行一步硅烷化衍生，也存在反应时间长，需要高温反应12小时以上，以及反应产物不单一的问题。针对当前对采用气相色谱法或气相色谱-质谱联用法检测亚乙基硫脲的现状，以及现有技术前处理操作复杂繁琐、效率低下、衍生产物不单一等问题，本专利技术提供了一种采用N,O-双(三甲基硅烷基)三氟乙酰胺为衍生剂对亚乙基硫脲进行硅烷化衍生得到的产物，以及微量该衍生产物的制备方法。方法所述的衍生产物在气相色谱-质谱联用仪上具有良好的信号响应，其制备方法较现有的衍生技术效率显著提高，并且得到的衍生产物单一、稳定。
技术实现思路
针对当前衍生化技术对亚乙基硫脲衍生存在前处理操作复杂繁琐、效率低下、衍生产物 不单一等问题，本专利技术的目的在于提出一种在气相色谱-质谱联用仪上信号良好的亚乙基硫脲硅烷化衍生产物，本专利技术的另一目的在于提出该衍生物的微量制备方法。本专利技术是通过以下技术方案来解决上述技术问题。一种亚乙基硫脲硅烷化衍生物，其特征在于，所述的化合物结构式如式(I)所示：其化学名为1,3-双(三甲基硅烷基)咪唑烷-2-硫酮。上述的亚乙基硫脲硅烷化衍生物的微量制备方法，包括以下步骤：步骤一，亚乙基硫脲反应物溶液的配制：取适量的亚乙基硫脲用有机溶剂溶解、定容得到高浓度的亚乙基硫脲储备液，再用另外种类的有机溶剂稀释储备液得到适量浓度的亚乙基硫脲反应物溶液；步骤二，硅烷化衍生试剂的配制：分别取N,O-双(三甲基硅烷基)三氟乙酰胺和三甲基氯硅烷，按比例配置成硅烷化衍生试剂，密闭保存；步骤三，硅烷化衍生过程：于洁净衍生瓶中添加适量的反应体系溶剂，按比例移取上述的反应物溶液和硅烷化衍生试剂，密闭，置于设定温度下衍生化反应一定时间，得到名称为1,3-双(三甲基硅烷基)咪唑烷-2-硫酮的亚乙基硫脲硅烷化衍生物。其中，步骤一中所述的溶解亚乙基硫脲的有机溶剂为乙腈，稀释用有机溶剂为甲苯或二甲苯。步骤一中所述的亚乙基硫脲反应物浓度为500～1000mg/L。步骤二中所述的N,O-双(三甲基硅烷基)三氟乙酰胺和三甲基氯硅烷按体积比混合的比例为99:1至90:10范围。步骤三中反应体系溶剂为体积比为9:1的甲苯与乙腈或甲苯与二氯甲烷混合溶液，或为体积比为9:1的二甲苯与乙腈或二甲苯与二氯甲烷混合溶液；步骤三中反应物溶液与硅烷化衍生试剂的体积比为10：1至20：1，反应体系溶剂与反应物溶液的体积比为3:1至5:1，优选为4:1，并且溶剂的总量控制在1～2mL。步骤三中设定的反应温度为100～105℃。步骤三中衍生化反应时间为30～60min。本专利技术的优点在于：(1)本专利技术提供了一种亚乙基硫脲的硅烷化衍生产物，该产物在气相色谱-质谱联用仪上具有良好的信号响应值，足以为进行微量及痕量亚乙基硫脲的检测奠定基础。(2)本专利技术采用的衍生物制备方法较现有衍生技术反应时间短，可操作性强，衍生化效率明显提高，同时反应产物单一，产物稳定性好。附图说明图1是亚乙基硫脲硅烷化衍生物的总离子流图；图2是亚乙基硫脲硅烷化衍生物的质谱图。具体实施方式为进一步公开而不是限制本专利技术，以下结合实例对本专利技术作进一步的详细说明。本专利技术实施例中所涉及到的试剂药品如下：乙腈色谱纯，二氯甲烷、甲苯、二甲苯：分析纯。亚乙基硫脲固态标准品：纯度大于等于99.0％。实施例1(1)亚乙基硫脲反应物溶液的配置亚乙基硫脲储备液配置：称取固态亚乙基硫脲标准品0.1g(精确至0.00001g)，以乙腈溶解并定容至10.0mL，得到浓度为10.0g/L的亚乙基硫脲储备液，装入洁净的容器内，密闭，标明标记，低温保存。亚乙基硫脲反应物溶液配置：准确移取上述储备液0.5mL(精确至0.01mL)，以甲苯为稀释液定容至10.0mL，得到浓度为500mg/L的亚乙基硫脲反应物溶液，装入洁净的容器内，密闭，标明标记，低温保存。(2)硅烷化衍生试剂的配置：取N,O-双(三甲基硅烷基)三氟乙酰胺和三甲基氯硅烷，按照体积比为90:10比例配置成硅烷化衍生试剂，密闭保存；(3)硅烷化衍生过程：于体积为2mL的洁净衍生瓶中，添加0.6mL体积比为9:1的甲苯与乙腈的反应体系溶剂，添加0.2mL反应物溶液和20μL的硅烷化衍生试剂，密闭，置于设定温度为100℃的鼓风干燥箱中衍生化反应60min，得到名称为1,3-双(三甲基硅烷基)咪唑烷-2-硫酮的亚乙基硫脲硅烷化衍生物。(4)亚乙基硫脲硅烷化衍生物的气相色谱-质谱联用法表征a)色谱柱：DB-5MS毛细管柱，30m×0.25mm(内径)×0.25μm。b)升温程序：60℃保持1min，以30℃/min速率升温至250℃，保持3min。c)进样口温度：250℃。d)色谱质谱接口温度：280℃。e)电离方式：EI(70ev)。f)离子源温度：230℃。g)载气：氦气，纯度大于99.999％，流速1.0mL/min。h)进样方式：不分流；i)进样量：1μL。j)测定方式：全扫描(SCAN)，扫描质量范围(m/z)50～300，溶剂延迟：5min。(5)气相色谱-质谱联用法表征结果在上述步骤中，表征得到的亚乙基硫脲硅烷化衍生物的总离子流图见图1，亚乙基硫脲硅烷化衍生物的质谱图见图2。在图2中未见衍生化产物1,3-双(三甲基硅烷基)咪唑烷-2-硫酮的分子离子峰(m/z＝261.5)，表明分子离子被电子轰击成碎片；可见质荷比为m/z＝231.2的基峰，以及质荷比为m/z＝246.2、m/z＝173.1、m/z＝100.1的特征离子峰。其中，m/z＝246.2特征离子峰为分子离子失去CH3片段得到，基峰m/z＝231.2为特征离子m/z＝246.2失去CH3片段得到，m/z＝173.1特征离子峰为分子离子失去本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种亚乙基硫脲硅烷化衍生物，其特征在于，所述的化合物结构式如式(I)所示：其化学名为1,3‑双(三甲基硅烷基)咪唑烷‑2‑硫酮。

【技术特征摘要】
1.一种亚乙基硫脲硅烷化衍生物，其特征在于，所述的化合物结构式如式(I)所示：其化学名为1,3-双(三甲基硅烷基)咪唑烷-2-硫酮。2.如权利要求1所述亚乙基硫脲硅烷化衍生物的微量制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，亚乙基硫脲反应物溶液的配制：取适量的亚乙基硫脲用有机溶剂溶解、定容得到高浓度的亚乙基硫脲储备液，再用另外种类的有机溶剂稀释储备液得到适量浓度的亚乙基硫脲反应物溶液；步骤二，硅烷化衍生试剂的配制：分别取N,O-双(三甲基硅烷基)三氟乙酰胺和三甲基氯硅烷，按比例配制成硅烷化衍生试剂，密闭保存；步骤三，硅烷化衍生过程：于洁净衍生瓶中添加适量的反应体系溶剂，按比例移取上述的反应物溶液和硅烷化衍生试剂，密闭，置于设定温度下衍生化反应一定时间，得到名称为1,3-双(三甲基硅烷基)咪唑烷-2-硫酮的亚乙基硫脲硅烷化衍生物。3.根据权利要求2所述的亚乙基硫脲硅烷化衍生物的微量制备方法，其特征在于，步骤一中所述的溶解亚乙基硫脲的有机溶剂为乙腈，稀释用有机溶剂为甲苯或二甲苯。4.根据权利要求2所述的亚乙基硫脲硅烷化衍生物的微量制...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁立平，黄菁菁，郭菁，郑铃，
申请(专利权)人：福清出入境检验检疫局综合技术服务中心，
类型：发明
国别省市：福建;35