本發(fā)明涉及氧(硫)氮類化合物合成技術領域,具體涉及一種芳基硫醚類化合物的制備方法。
背景技術:
芳基硫化物廣泛存在于材料科學和藥物的活性化合物中,許多能夠治療阿爾茨海默病、帕金森病、癌癥、瘧疾、炎癥和hiv病毒的藥物核結(jié)構(gòu)中都有芳基硫化合物單元(liu,g.;huth,j.r.;olejniczak,e.etal.j.med.chem.2001,44,1202-1210.)。比如硫醚中,2-芳硫基苯酚化合物具有藥物活性,其可以合成4-羥基-3-(芳硫基)-2h-色烯-2-酮,此化合物表現(xiàn)出抗菌和止痛活性。鑒于官能團化的芳基硫醚具有重要的實用性,眾多的催化反應都改善了c-s鍵的形成。一般的合成方法是通過催化劑將c-h鍵活化,發(fā)生氧化偶聯(lián)反應,形成c-s鍵,而最為典型的是用碘做催化劑,有機試劑作溶劑(如下反應1和反應2所示),這是一種普遍的、有效的合成途徑(yasunarim.,motonorik.,takahiron.,etal.j.org.chem.2004,69,7688-7693.),但是容易污染環(huán)境。其中硫醇化/硫化試劑,例如磺酰肼,亞磺酸鈉和二芳基二硫化物價格昂貴且污染環(huán)境。隨著社會的發(fā)展,人們對發(fā)展綠色化學和保護環(huán)境表現(xiàn)出了極大地熱情。在探索中,環(huán)保的合成方法取得了很大的進步。雖然在科研工作中已有以分子氧作為氧化劑參與氧化反應的報道,然而在實際工業(yè)生產(chǎn)中還未得到應用,主要是源于高壓反應中對于反應容器的特殊要求導致造價過高。
傳統(tǒng)的反應如下:
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明提供了一種條件溫和、環(huán)境友好且能直接利用酚類或胺類和硫醇類化合物的氧化偶聯(lián)反應來合成芳基硫醚類化合物的新方法。
本文在實驗過程中,選擇了易溶于水的金屬配合物催化劑,以天然存在的分子氧作為氧化劑,在非均相條件下能夠高效的得到目標產(chǎn)物,且原料經(jīng)濟易得,最重要的是能夠達到環(huán)保的要求。
實現(xiàn)本發(fā)明的技術方案是:一種合成芳基硫醚類化合物的方法,包括以下步驟:將酚類化合物或胺類化合物、硫醇類化合物、過渡金屬催化劑、水加入反應瓶中、封口,向反應瓶中充入氧氣、加熱攪拌反應,之后經(jīng)萃取、干燥、濃縮、純化,制得芳基硫醚類化合物;所述芳基硫醚類化合物具有以下通式:
通式中r1表示氫原子、烷基、芳基、?;Ⅺu基、雜環(huán)基或酯基;r2表示氫原子、烷基、芳基、?;㈦s環(huán)基或酯基。
所述的酚類化合物或胺類化合物、硫醇類化合物、過渡金屬催化劑的摩爾比為酚類化合物或胺類化合物:硫醇類化合物:過渡金屬催化劑=(0.5-1.5):(0.8-2.5):(0.03-0.08);所述水的用量為1-10ml。
所述酚類化合物或胺類化合物具有如下通式:
通式中x為羥基或氨基;r1表示氫原子、烷基、芳基、?;?、鹵基、雜環(huán)基或酯基。
所述的硫醇類化合物具有如下通式:
r2-sh
通式中r2表示氫原子、烷基、芳基、?;?、雜環(huán)基或酯基。
所述過度金屬催化劑的結(jié)構(gòu)通式為:
通式中y表示fe、cu、mn、co、ni;z表示c、s。
所述加熱攪拌時反應溫度為80-120℃;反應時間為10-24h。
在本發(fā)明方法中,僅需向反應容器中沖入一大氣壓的氧氣,無需高壓反應容器,普通的玻璃儀器即可,這在分子氧作為氧化劑的反應條件中是一大進步,也意味著提供了分子氧工業(yè)應用的途徑。此外,本發(fā)明方法以水作溶劑,由于目標有機產(chǎn)物在水中溶解性極地,反應后處理過程中可以簡單的過濾即可得到目標產(chǎn)物,而反應催化劑仍溶解于水中。過濾后反應母液仍可在循環(huán)使用,減少反應廢棄物和廢液。反應通過碳氫鍵活化得到目標產(chǎn)物,副產(chǎn)物主要是水,實現(xiàn)了綠色合成的目標。
本發(fā)明的反應方程式如下:
本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明提供了一種通過酞菁類過渡金屬催化劑催化酚類或胺類化合物與硫醇類化合物的氧化偶聯(lián)反應來制備芳基硫醚類化合物的新方法。合成步驟簡單、操作簡便易行、產(chǎn)物收率高,達80%以上,為芳基硫醚類化合物的合成提供了一種新途徑。與現(xiàn)有方法比,原料廉價易得,且用水作溶劑(催化劑能夠很好地溶解在水中),非均相條件下,能夠得到高分離收率的芳基硫醚化合物,達到了環(huán)保的條件,提高了反應的效率和反應的原子經(jīng)濟性。
附圖說明
圖1是實施例5制備的芳基硫醚類化合物的1hnmr圖譜;
圖2是實施例5制備的芳基硫醚類化合物的13cnmr。
具體實施方式
實施例1
芳基硫醚類化合物的制備方法如下:
向干燥的25mlschlenk反應管中加入β-萘酚化合物(0.5mmol),對甲苯硫酚(1.5mmol),磺化酞菁鈷(0.025mmol),加入水2ml,沖入氧氣,加熱至回流,反應18h,反應結(jié)束后,用乙酸乙酯萃取,將萃取液用無水硫酸鈉干燥,減壓濃縮除去溶劑,柱色譜分離得到目標產(chǎn)物。
實施例2
芳基硫醚類化合物的制備方法如下:
向干燥的25mlschlenk反應管中加入β-萘酚化合物(0.5mmol),鄰溴苯硫酚(83.5mg,1.5mmol),四羧基酞菁銅(0.025mmol),加入水2ml,沖入氧氣,加熱至回流,反應24h,反應結(jié)束后,用乙酸乙酯萃取,將萃取液用無水硫酸鈉干燥,減壓濃縮除去溶劑,柱色譜分離得到目標產(chǎn)物。
實施例3
芳基硫醚類化合物的制備方法如下:
向干燥的25mlschlenk反應管中加入6-溴-2-萘酚化合物(0.5mmol),己硫醇(1.5mmol),磺化酞菁鐵(0.025mmol),加入水2ml,沖入氧氣,加熱至回流,反應24h,反應結(jié)束后,用乙酸乙酯萃取,將萃取液用無水硫酸鈉干燥,減壓濃縮除去溶劑,柱色譜分離得到目標產(chǎn)物。
實施例4
芳基硫醚類化合物的制備方法如下:
向干燥的25mlschlenk反應管中加入β-萘酚化合物(0.5mmol),對甲苯硫酚(1.5mmol),磺化酞菁錳(0.025mmol),加入水2ml,沖入氧氣,加熱至回流,反應24h,反應結(jié)束后,用乙酸乙酯萃取,將萃取液用無水硫酸鈉干燥,減壓濃縮除去溶劑,柱色譜分離得到目標產(chǎn)物。
實施例5
芳基硫醚類化合物的制備方法如下:
向干燥的25mlschlenk反應管中加入6-溴-2-萘酚(0.5mmol),4-氨基苯硫酚(1.5mmol),磺化酞菁錳(0.025mmol),加入水2ml,沖入氧氣,加熱至回流,反應24h,反應結(jié)束后,用乙酸乙酯萃取,將萃取液用無水硫酸鈉干燥,減壓濃縮除去溶劑,柱色譜分離得到目標產(chǎn)物。
redbrownsolid,92%yield.162-164℃.1hnmr(600mhz,dmso)δ=10.20(s,1h),8.35(d,j=9.0hz,1h),8.10(d,j=2.1hz,1h),7.86(d,j=8.9hz,1h),7.62-7.60(m,1h),7.350-7.34(m,1h),6.98-6.95(m,2h),6.48-6.46(m,2h),5.12(s,2h)。
13cnmr(150mhz,dmso),δ=158.4,148.0,134.9,130.9,130.8,130.5,130.4,130.3,127.5,121.4,120.2,116.5,115.0,112.5。
不同條件下制備芳基硫醚類化合物見表1。
表1不同條件下制備芳基硫醚類化合物
a酚類化合物或胺類化合物:硫醇類化合物:過渡金屬催化劑
以上所述均為本發(fā)明的部分實施例,并非用來限制本發(fā)明。但凡依本發(fā)明內(nèi)容所做的均等變化與修飾,都為本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。