一种硫代磷酸酯类化合物的合成方法技术

本发明专利技术涉及一种硫代磷酸酯类化合物的合成方法。本发明专利技术采用亚磷酸酯和硫酚或硫醇在氯化试剂1，3-二氯-5，5-二甲基海因/三氯异氰尿酸的促进下合成硫代磷酸酯。条件温和，反应迅速，反应过程无需加碱和催化剂，对不同官能团的底物具有广泛的适用性。本发明专利技术高效构建的硫代磷酸酯骨架是许多药物、农药、生物活性分子和天然产物的重要骨架，本发明专利技术所述的合成方法为这类化合物的合成提供了一个广泛适用的制备方法。

【技术实现步骤摘要】
一种硫代磷酸酯类化合物的合成方法
本专利技术涉及一种硫代磷酸酯类化合物的合成方法。
技术介绍
硫代磷酸酯类化合物是一类非常重要的化合物，它们在有机合成、医药、生物活性分子、农药、材料科学等领域应用广泛。特别是在医药和农药领域，硫代磷酸酯类化合物占有重要的地位，其中一些已应用的具有代表性的硫代磷酸酯，结构式如下所示：对于各种硫代磷酸酯类化合物的合成方法，目前文献中已有一些报道。R.Harveyh等人公开了一种合成硫代磷酸酯的方法，该方法是通过加入强碱氢化钠，然后再与硫醚反应，得到目标物。但由于氢化钠碱性很强，导致官能团兼容性差，使很多底物不适于这种方法。(R.Harveyh；E.Jacobson；E.Jensen，J.Am.Chem.Soc.，1963，85，1623-1626.)BabakKaboudin等人公开了一种合成硫代磷酸酯的方法，该方法利用碘化亚铜作为亚磷酸酯和硫酚交叉脱氢偶联反应的催化剂，且在有机碱的参与下，以N，N-二甲基甲酰胺为溶剂，于室温反应5小时，即可以较高产率得到硫代磷酸酯化合物。然而，该反应时间较长，且采用大极性溶剂N，N-二甲基甲酰胺，反应后处理相对繁琐。(BabakKaboudin；YaghoubAbedi；Jun-yaKato；TsutomuYokomatsu，Synthesis，2013，45，2323-2327.)YiChen等人公开了一种合成硫代磷酸酯的方法，该方法采用N-氯代丁二酰亚胺为氯化试剂，其与烷基或芳基硫醇反应而生成相应的烷基或芳基硫氯中间体，然后再将该中间体与亚磷酸酯反应，得到目标物。相较于其它方法，该方法大大缩短了反应时间，对芳香族底物和脂肪族硫醇底物均具有较好的相容性，但是该方法需要进行两步反应，多次加料使得反应操作相对繁琐。(YiChen；ChinFaLee；GreenChem.，2014，16，357-364.)JieBai等人公开了一种合成硫代磷酸酯的方法，该方法是以芳基磺酰氯和亚磷酸酯为底物，乙酸铜为催化剂，在不加碱的条件下，可以以较好的收率获得20种芳基硫代磷酸酯。但是这种方法的不足在于，反应时间较长，通常需要在140℃的高温下反应24小时，且亚磷酸酯的用量为芳基磺酰氯的7倍，造成原料的浪费，不符合原子经济性的原则。(JieBai；XiulingCui；HuiWang；YangjieWu；ChemCommun.，2014，50，8860-8863.)综上所述，现有方法在合成硫代磷酸酯时仍存在一些缺憾，本领域的技术人员一直在研究和探索，希望能够找到更为温和的反应条件、在更短的时间内、以较高的收率合成硫代磷酸酯的新方法。
技术实现思路
要解决的技术问题是：提供一种条件温和、反应迅速的合成硫代磷酸酯的方法。本专利技术硫代磷酸酯类化合物的合成方法反应式如下：其中，R1为烷基，R2为芳基或烷基；亚磷酸酯为亚磷酸二甲酯、亚磷酸二乙酯、亚磷酸二正丙酯、亚磷酸二异丙酯、亚磷酸二丁酯、亚磷酸二异丁酯、亚磷酸二甲氧基乙酯或亚磷酸二氯乙酯；硫酚为2，4-二甲基苯硫酚、2-甲基苯硫酚、3-甲基苯硫酚、4-甲氧基苯硫酚、2-萘硫酚、4-氯苯硫酚、4-溴苯硫酚或4-氟苯硫酚；硫醇为3-巯基-2丁酮、苄基硫醇、环己基硫醇、环戊基硫醇、3-巯基丙酸甲酯、2-巯基乙酸甲酯或2-巯基丙酸乙酯；氯化试剂为1，3-二氯-5，5-二甲基海因或三氯异氰尿酸；溶剂为二氯甲烷或1，2-二氯乙烷；所述合成方法的反应步骤如下：将亚磷酸酯、硫酚或硫醇加入到含氯化试剂的溶剂中，在室温下搅拌5～10分钟，以“一锅法”进行反应；以气相色谱监测反应进程，待反应完全后，过滤反应液，将滤液旋转蒸发蒸去溶剂后，再进行柱色谱分离，得到所需的硫代磷酸酯类化合物；所述亚磷酸酯、硫酚或硫醇、1，3-二氯-5，5-二甲基海因的摩尔比为1～1.2∶1∶0.5；所述亚磷酸酯、硫酚、1，3-二氯-5，5-二甲基海因的摩尔比为1～1.2∶1∶0.5；所述亚磷酸酯、硫酚或硫醇、三氯异氰尿酸的摩尔比为1∶1∶0.35。本专利技术的有益效果：该合成方法是使用1，3-二氯-5，5-二甲基海因或三氯异氰尿酸作为氯化试剂，在亚磷酸酯和硫酚/硫醇之间发生脱氢偶联反应而得到硫代磷酸酯，相较于现有技术中的合成方法，本专利技术的合成方法的优点如下：(1)本专利技术的方法中，反应条件更加温和，无需强碱、大极性溶剂(如DMF)、且仅在室温下即可完成。(2)本专利技术的方法所用的试剂均价廉易得，反应过程无需惰性气体保护，采用“一锅法”操作更加简便。(3)本专利技术的合成方法更加快速，相对于现有技术大多需要数小时和数十个小时的反应时间，本专利技术只需要数分钟即可反应完全。(4)由于本专利技术无需使用强碱，故本专利技术的合成方法具有普适性，可以用于各种亚磷酸酯及硫酚/硫醇。根据目标产物的结构，可以选择任何亚磷酸酯和不同结构的硫醇或硫酚，因此使得硫代磷酸酯类化合物不再受限于苛刻的反应条件。(5)本专利技术的方法可以获得满意的产率，得到硫代磷酸酯产物。本专利技术高效构建的硫代磷酸酯骨架是许多药物、农药、生物活性分子和天然产物的重要骨架，本专利技术所述的合成方法为这类化合物的合成提供了一个广泛适用的制备方法。具体实施方式实施例1以2，4-二甲基苯硫酚(2a)和亚磷酸二正丙酯(1a)为原料合成2，4-二甲基苯基硫代磷酸二正丙酯(3a)：在装有磁子10mL反应瓶中加入1，3-二氯-5，5-二甲基海因(0.0493g，0.25mmol)、二氯甲烷(1.5mL)，室温搅拌均匀，剧烈搅拌下向其中加入亚磷酸二正丙酯(1a，0.083g，0.5mmol)和2，4-二甲基苯硫酚(2a，0.069g，0.5mmol)，盖上盖子，室温剧烈搅拌10分钟；气相色谱监测反应完全；反应液过滤，旋干后经柱层析分离得到无色透明液体(3a)0.139g，产率92％。Rf＝0.33(V正己烷/V乙酸乙酯＝4/1)；1HNMR(300MHz，CDCl3）δ7.47(dd，J＝7.9，2.3Hz，1H)，7.07(s，1H)，6.98(d，J＝7.9Hz，1H)，4.12-3.94(m，4H)，2.48(s，3H)，2.30(d，J＝2.1Hz，3H)，1.66(dt，J＝13.7，6.9Hz，4H)，0.92(t，J＝7.4Hz，6H)；13CNMR(75MHz，CDCl3)δ142.20(d，J＝5.4Hz)，139.72(d，J＝3.3Hz)，136.36(d，J＝4.2Hz)，131.84(d，J＝2.8Hz)，127.70(d，J＝2.8Hz)，122.24(d，J＝7.4Hz)，69.61(d，J＝7.1Hz)，23.74(d，J＝7.2Hz)，21.35(d，J＝17.7Hz)，10.14(s)；31PNMR(121MHz，CDCl3)δ23.54(s)；MS(70eV，EI)C14H23O3PS[M]：302.09.实施例2以2，4-二甲基苯硫酚(2a)和亚磷酸二正丙酯(1a)为原料合成2，4-二甲基苯基硫代磷酸二正丙酯(3a)：操作方法同实施例1。不同之处在于，使用三氯异氰尿酸(0.04g，0.175mmol)代替1，3-二氯-5，5-二甲基海因作为氯化试剂。得到无色透明液体(3a)0.133g，产率88％。Rf＝0.33本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硫代磷酸酯类化合物的合成方法，其特征是所述合成方法的反应式如下：其中，R1为烷基，R2为芳基或烷基；亚磷酸酯为亚磷酸二甲酯、亚磷酸二乙酯、亚磷酸二正丙酯、亚磷酸二异丙酯、亚磷酸二丁酯、亚磷酸二异丁酯、亚磷酸二甲氧基乙酯或亚磷酸二氯乙酯；硫酚为2，4‑二甲基苯硫酚、2‑甲基苯硫酚、3‑甲基苯硫酚、4‑甲氧基苯硫酚、2‑萘硫酚、4‑氯苯硫酚、4‑溴苯硫酚或4‑氟苯硫酚；硫醇为3‑巯基‑2丁酮、苄基硫醇、环己基硫醇、环戊基硫醇、3‑巯基丙酸甲酯、2‑巯基乙酸甲酯或2‑巯基丙酸乙酯；氯化试剂为1，3‑二氯‑5，5‑二甲基海因或三氯异氰尿酸；溶剂为二氯甲烷或1，2‑二氯乙烷；所述合成方法的反应步骤如下：将亚磷酸酯、硫酚或硫醇加入到含氯化试剂的溶剂中，在室温下搅拌5～10分钟，以“一锅法”进行反应；以气相色谱监测反应进程，待反应完全后，过滤反应液，将滤液旋转蒸发蒸去溶剂后，再进行柱色谱分离，得到所需的硫代磷酸酯类化合物；所述亚磷酸酯、硫酚或硫醇、1，3‑二氯‑5，5‑二甲基海因的摩尔比为1～1.2∶1∶0.5；所述亚磷酸酯、硫酚、1，3‑二氯‑5，5‑二甲基海因的摩尔比为1～1.2∶1∶0.5；所述亚磷酸酯、硫酚或硫醇、三氯异氰尿酸的摩尔比为1∶1∶0.35。...

【技术特征摘要】
1.一种硫代磷酸酯类化合物的合成方法，其特征是所述合成方法的反应式如下：其中式(1)所示亚磷酸酯为亚磷酸二甲酯、亚磷酸二乙酯、亚磷酸二正丙酯、亚磷酸二异丙酯、亚磷酸二丁酯、亚磷酸二异丁酯、亚磷酸二甲氧基乙酯或亚磷酸二氯乙酯；式(2)所示的化合物为硫酚或硫醇，其中硫酚为2，4-二甲基苯硫酚、2-甲基苯硫酚、3-甲基苯硫酚、4-甲氧基苯硫酚、2-萘硫酚、4-氯苯硫酚、4-溴苯硫酚或4-氟苯硫酚，硫醇为3-巯基-2-丁酮、苄基硫醇、环己基硫醇、环戊基硫醇、3-巯基丙酸甲酯、2-巯基乙酸甲酯或2-巯基丙酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖军华，毕晓静，李君臣，王红梅，
申请(专利权)人：中国人民解放军六三九七五部队，
类型：发明
国别省市：北京;11