專利名稱：硫?qū)僭赝衔锏闹苽浞椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于制備硫?qū)僭赝?chalcogenone)化合物的新穎方法。更具體地， 本發(fā)明涉及通過與硫?qū)僭胤磻?yīng)將包含含氮雜環(huán)陽離子和堿性陰離子的離子液體和鹽轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的含氮雜環(huán)硫?qū)僭赝姆椒ā?br> 背景技術(shù)：
雜環(huán)硫?qū)僭赝窃诜秶鷱V泛的技術(shù)領(lǐng)域中具有應(yīng)用的有價(jià)值的化學(xué)制品。一類雜環(huán)硫?qū)僭赝獮檫溥?2-硫酮。咪唑-2-硫酮已知展現(xiàn)出藥學(xué)活性，并且已經(jīng)在臨床上用于處理多種疾病。此外，咪唑-2-硫酮C-核苷已經(jīng)被用作具有抗-AIDS活性的疊氮核苷和氟代核苷的合成前體。除了它們的臨床應(yīng)用，咪唑-2-硫酮還在工業(yè)上被用作橡膠抗氧化劑和橡膠硫化的加速劑。咪唑-2-硫酮的另外的應(yīng)用是作為光敏照相和光敏熱成像材料。此外，1，3-雙取代的咪唑-2-硫酮為通用類的催化劑，其已經(jīng)被用在例如環(huán)氧功能化材料與異氰酸鹽功能化材料的交聯(lián)中以形成交聯(lián)的樹脂涂料。咪唑-2-硒砜為一類密切相關(guān)的化合物，其已經(jīng)被鑒定為潛在的抗-甲狀腺機(jī)能亢進(jìn)藥物(Roy, G.，et al. , J. Amer. Chem. Soc, 2005, volume 127，pages 15207-15217)，以及用于胺的羰基化反應(yīng)的催化劑(Li, P. , et al. , Cuihua Xuebao, 2007, volume 28, pages 495-497)。另一類相關(guān)的化合物為咪唑-2-碲酮(tellurinones)和苯并咪唑_2_碲酮，其已經(jīng)顯示具有針對(duì)革蘭氏陽性細(xì)菌的抗微生物活性(Kucukbay，H.，et al.，F(xiàn)armaco, 2003, volume 58, pages 431-437 ；以及 Kucukbay, H. , et al. , Arzneimittel-Forschung, 1996, volume 46, pages 1154-1158)。在一種用于制備咪唑-2-硫酮的已知方法中，咪唑鐺鹽與堿和元素硫順序地反應(yīng) (以形成卡賓中間體)，或在單一步驟中反應(yīng)(經(jīng)由瞬時(shí)卡賓物質(zhì))。在所述已知方法中使用的堿包括叔丁醇鉀(順序反應(yīng)中)，或碳酸鉀和甲醇鈉(在單一步驟反應(yīng)中)(參見Benac， et al.，Org. Syn.，1986，volume 64，pages 92-95 ；以及 US 5，104，993)。這些已知方法的不利之處在于化學(xué)計(jì)算的量的無機(jī)鹽副產(chǎn)物形成并且必須在單獨(dú)的步驟中從咪唑-2-硫酮產(chǎn)物分離。此外，所述反應(yīng)在有機(jī)溶劑，如戊烷或甲醇的存在下進(jìn)行。最近，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)通過利用微波照射，利用較溫和的堿如硫代乙酸鉀或硫氰酸鉀 (Tao,X. -L.，et al. , Syn. Commun.，2007，volume 37，pages399_408)，或利用丙酮中的碳酸鉀(CN 1001-1397 20060301)，咪唑鐺鹽可以被轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的咪唑-2-硫酮，然而，這些方法仍然需要使用外部的堿，導(dǎo)致無價(jià)值的無機(jī)副產(chǎn)物的形成。此外，用于生產(chǎn)咪唑-2-硫酮的無溶劑的、單一步驟的方法已經(jīng)于最近被報(bào)道(US 2008/0171883)。這個(gè)方法涉及在外部堿的存在下，咪唑鐺鹽與元素硫的反應(yīng)。因此，雖然利用有機(jī)溶劑的問題被避免，所述方法仍需要通常為固態(tài)的外部堿，其產(chǎn)生不希望的無機(jī)副產(chǎn)物。
通過含氮的雜環(huán)卡賓與溶解的元素碲的反應(yīng)制備咪唑-2-碲酮也已經(jīng)被描述 (Kuhn et al. , Chemische Berichte, 1993, volume 126, pages 2047-2049 ； UR Arduengo et al. , J. Amer. Chem. Soc, 1997, volume 119, pagesl2742_12749)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是基于這個(gè)令人吃驚的發(fā)現(xiàn)，S卩，包含一些含氮雜環(huán)陽離子和作為弱酸的共軛堿的陰離子的有機(jī)鹽可以在沒有另外的堿的情況下與硫?qū)僭胤磻?yīng)，以便形成雜環(huán)硫?qū)僭赝?。這代表超過用于合成雜環(huán)硫?qū)僭赝囊阎椒ǖ娘@著優(yōu)勢(shì)，因?yàn)槌杀?、另外的工藝步驟、與使用堿性試劑相關(guān)的對(duì)操作員的危險(xiǎn)全被避免。此外，所述反應(yīng)在沒有另外的溶劑的情況下有效進(jìn)行，尤其是在所述方法的操作溫度下鹽是熔融的(即，離子液體)的情況中有效進(jìn)行。應(yīng)理解在本發(fā)明的范圍中，硫?qū)僭赝衔餅榘ㄖ辽僖粋€(gè)硫代羰基、硒代羰基、或碲代羰基部分的化合物。此外，在本發(fā)明的范圍中，硫?qū)僭匕ㄔ亓颉⒃匚?、或元素硫。在第一方面，本發(fā)明提供了用于制備雜環(huán)硫?qū)僭赝衔锏姆椒?，包括將選自元素硫、元素硒和元素碲的硫?qū)僭嘏c具有下式的離子液體或鹽反應(yīng)[Cat+] DH，其中[Cat+]代表一個(gè)或多個(gè)具有相鄰的碳和氮原子的通式(1)的雜環(huán)陽離子物
質(zhì)
權(quán)利要求
1.一種用于制備雜環(huán)硫?qū)僭赝衔锏姆椒ǎㄊ惯x自元素硫、元素硒和元素碲的硫?qū)僭嘏c具有下式的離子液體或鹽反應(yīng)[Cat+] [X_]，其中[Cat+]代表一個(gè)或多個(gè)具有相鄰的碳和氮原子的通式(1)的雜環(huán)陽離子物質(zhì)
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述硫?qū)僭剡x自元素硒和元素硫。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述硫?qū)僭貫樵亓颉?br> 4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的方法，其中，通式(1)代表選自由以下組成的組的雜環(huán)陽離子環(huán)狀結(jié)構(gòu)咪唑鐺、吡唑鐺、1，2，4-三唑鐺、噁唑鐺、異噁唑鐺、噻唑鐺、異噻唑鐺>1,2,4-噁二唑鐺>1,2,5-噁二唑鐺>1,3,4-噁二唑鐺,1,2,3,4-噁三唑鐺>1,2,3, 5-噁三唑鐺、1,2,4-噻二唑鐺、1,2,5-噻二唑鐺、1,3,4-噻二唑鐺、1,2,3,4-噻三唑鐺、 1，2，3，5-噻三唑鐺、吡啶鐺、噠嗪鐺、嘧啶鐺、吡嗪鐺、1，2，3-三嗪鐺、1，2，4-三嗪鐺、1，3， 5-三嗪鐺、IH-吲唑鐺、苯并咪唑鐺、苯并異噁唑鐺、苯并噁唑鐺、苯并噻唑鐺、苯并異噻唑鐺、喹啉鐺、異喹啉鐺、噌啉鐺、喹唑啉鐺、喹喔啉鐺、和酞嗪鐺。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，通式(1)代表選自由以下組成的組的雜環(huán)陽離子環(huán)狀結(jié)構(gòu)咪唑鐺、吡唑鐺、1,2,4-三唑鐺、噁唑鐺、噻唑鐺、吡啶鐺、噠嗪鐺、嘧啶鐺、吡嗪鐺、苯并咪唑鐺、喹啉鐺和異喹啉鐺。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，通式(1)代表選自由以下組成的組的雜環(huán)陽離子環(huán)狀結(jié)構(gòu)
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，通式(1)代表選自由以下組成的組的雜環(huán)陽離子環(huán)狀結(jié)構(gòu)
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，通式(1)代表選自由以下組成的組的雜環(huán)陽離子環(huán)狀結(jié)構(gòu)
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的方法，其中，[Χ 包括具有大于3.5的？&值的酸[Η+Γ]的陰離子共軛堿。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的方法，其中，[Χ 包括具有大于4.5的PKa值的酸[Η+Γ]的陰離子共軛堿。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的方法，其中，[Χ 包括羧酸根陰離子。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，[Χ—]包括選自[CH3CO2]\[CH3CH2CO2]-, [CH3(CH2)2CO2]-, [PhCO2]-的羧酸根陰離子。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，[Χ 包括選自[CN]_、[CO』2-、[HCO3]\__、 [SH]-和[N02]_的陰離子。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的方法，其中，所述反應(yīng)在從-10°C到150°C的溫度下進(jìn)行。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述反應(yīng)在從25°C到100°C的溫度下進(jìn)行。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的方法，其中，所述鹽具有低于150°C的熔點(diǎn)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述鹽具有低于100°C的熔點(diǎn)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述鹽具有低于25°C的熔點(diǎn)。
19.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的方法，其中，所述鹽在所述方法的操作溫度和壓力下為固體。
20.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的方法，其中，所述反應(yīng)在選自乙腈、二甲亞砜、 二甲基甲酰胺和環(huán)丁砜的溶劑的存在下進(jìn)行。
21.根據(jù)權(quán)利要求1到19中任何一項(xiàng)所述的方法，其中，所述反應(yīng)在沒有另外的溶劑的情況下進(jìn)行。
22.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的方法，其中，所述酸副產(chǎn)物從反應(yīng)容器連續(xù)地被去除。
23.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的方法，其中，所述離子液體或鹽與所述硫?qū)僭鼗谒隽驅(qū)僭氐脑右詮? 100到100 1的摩爾比反應(yīng)。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，所述離子液體或鹽與所述硫?qū)僭鼗谒隽驅(qū)僭氐脑右詮? 10到10 1的摩爾比反應(yīng)。
25.根據(jù)權(quán)利要求M所述的方法，其中，所述離子液體或鹽與所述硫?qū)僭鼗谒隽驅(qū)僭氐脑右詮?5到51的摩爾比反應(yīng)。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中，所述離子液體或鹽與所述硫?qū)僭鼗谒隽驅(qū)僭氐脑右约s11的摩爾比反應(yīng)。
27.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的方法，其中，所述硫?qū)僭赝a(chǎn)物利用水和/ 或有機(jī)溶劑通過溶劑萃取從反應(yīng)介質(zhì)回收。
28.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的方法，其中，所述反應(yīng)的所述酸副產(chǎn)物被回收并在另外的離子液體或鹽的合成中被利用。
29.一種用于生產(chǎn)雜環(huán)硫?qū)僭赝衔锏囊还藓铣煞椒ǎㄒ韵虏襟E(i)形成具有下式的離子液體或鹽 其中[Cat+]代表一個(gè)或多個(gè)具有相鄰的碳和氮原子的通式(1)的雜環(huán)陽離子物質(zhì)
30.根據(jù)權(quán)利要求四所述的方法，用于生產(chǎn)式(7)的咪唑-2-硫?qū)僭赝?br> 全文摘要
本發(fā)明為用于制備硫?qū)僭赝衔锏男路f方法，其通過與硫?qū)僭胤磻?yīng)將包含含氮雜環(huán)陽離子和堿性陰離子的離子液體和鹽轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的含氮雜環(huán)硫?qū)僭赝?br> 文檔編號(hào)C07D233/42GK102482226SQ201080024849
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2010年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月6日
發(fā)明者約翰·霍爾比耶, 羅賓·頓·羅杰斯, 赫克托·羅德里格斯 申請(qǐng)人:國(guó)家石油公司