一种催化不对称氧化硫醚的方法技术

本发明专利技术提供一种硫醚的不对称氧化方法。采用四齿氮有机配体和金属钪化合物形成的手性络合物为催化剂，以过氧化氢为氧化剂，对该类硫醚进行不对称催化氧化反应，得到相应的手性亚砜化合物，其收率对映选择性均大于90％。该反应具有清洁，反应条件温和，高转化率和对应选择性。具有工业前景。

【技术实现步骤摘要】
一种催化不对称氧化硫醚的方法
本专利技术涉及对硫醚的不对称氧化制备手性亚砜的方法。
技术介绍
手性亚砜是一种重要的有机合成中间体，在药物、香料、食品添加剂等精细化学品的合成中具有极其广泛的应用。因此，手性亚砜的制备具有重要的理论和现实意义。目前文献报道过渡金属催化硫醚不对称氧化体系按手性配体分类主要包括手性二醇(酚)-钛催化体系，手性三醇胺-钛，手性卟啉金属络合物催化体系，手性Salen金属络合物催化体系和手性Schiff碱金属络合物催化体系(Arkivoc,2011,(i),1-110；JournalofSulfurChemistry,2013,34(3),301-341)。上述体系虽然都可以实现硫醚的不对称氧化反应，但仍存在催化剂用量大，底物适用范围窄，非环境友好和反应时间长等问题。这些问题的都限制了硫醚不对称氧化反应的工业生产。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高效，高立体选择性，快速，环境友好的催化硫醚不对称氧化反应合成手性亚砜的新方法。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案：一种用于不对称催化硫醚氧化制备手性亚砜化合物的方法，在有机溶剂中，用过氧化氢为氧化剂，以手性四齿氮有机配体和金属钪化合物形成的络合物为催化剂，将硫醚氧化为手性亚砜。其中，手性配体与钪化合物的摩尔比为1:1，手性配体与底物的摩尔比为1:5000～1:50，优选1:1000～1:100。过氧化氢与底物的摩尔比为1:1～10:1，优选为1.5:1～2.5:1。所述硫醚为R4-S-R5，其中R4，R5分别选自C6-12的芳基，C6-12的芳基甲基(C6-12芳基和C6-12的芳基甲基可以是没有取代基或者是带有卤素，C1-4烷基,C1-4烷氧基，C2-5的烷氧基羰基，硝基或-CN取代基)，C1-6烷基(C1-6烷基可以是没有取代基或是含有卤素，硝基，羟基或-CN取代基。对应的手性的亚砜化物为其中R4，R5分别选自C6-12的芳基，C6-12的芳基甲基(C6-12芳基和C6-12的芳基甲基可以是没有取代基或者是带有卤素，C1-4烷基,C1-4烷氧基，C2-5的烷氧基羰基，硝基或-CN取代基)，C1-6烷基(C1-6烷基可以是没有取代基或是含有卤素，硝基，羟基或-CN取代基。本专利技术所述的锰化合物为三氟甲磺酸锰[Sc(OTf)3]。本专利技术所述的手性四齿氮配体是具有如下结构的化合物，其中R1、R2、R3分别为氢、烷基(分子式为CnH2n+1，n＝1-5)、芳基，芳基烷基(分子式为C6H5CnH2n+1,n＝1-5)或烷氧基(分子式为OCnH2n+1,n＝1-5)，R1、R2、R3相同或不同；X为O、S或N。本专利技术所述有机溶剂有机溶剂为乙腈，甲醇，四氢呋喃或二氯甲烷中的一种，优选四氢呋喃。过氧化氢的质量浓度为15wt％～70wt％,优选为30wt％～50wt％。反应温度为-70℃～20℃，优选为-30℃～0℃。反应时间5-30min。本专利技术收率对映选择性均大于90％。该反应具有清洁，反应条件温和，高转化率和对映选择性。具有工业前景。由于上述技术的运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点：1.金属化合物廉价易得；2.反应速度快；3.无添加剂4.反应后配体可回收，重复使用；具体实施方式实施例1反应条件的考察在25℃条件下，在1.0mLTHF中加入Sc(OTf)3(1.0mg,0.0021mmol)和L2(1.0mg,0.0021mmol)搅拌4h。将反应混合物冷却至0℃，然后加入0.42mmol硫醚和45％过氧化氢(0.42mmol)，维持在0℃下搅拌1h。乙酸乙酯萃取，10％硫代硫酸钠溶液洗涤，合并有机相，干燥，高效液相色谱分析得到ee值，柱层析得到产物，计算得到收率。以苯基甲基硫醚为模型底物对反应条件进行优化。结果如下表。a分离收率。b手性高效液相色谱检测。由表可见，溶剂为四氢呋喃，过氧化氢与底物硫醚的摩尔比为1.5：1，反应温度为-20℃时结果最好，不同结构的手性四齿氮配体的反应结果不同，L2的结果好于其他配体。8.3),6.40(1H,d,J9.8),5.66(1H,d,J9.8),1.48(3H,s)；13CNMR(100MHz,CDCl3)δ153.17(s),141.47(s),134.46(s),131.68(s),129.29(s),127.24(s),125.58(s),122.93(s),122.01(s),117.20(s),77.50(dd,J62.4,30.4),28.71(s)；ee值由手性高效液相测得(色谱柱：DAICELOD-H,流动相：正己烷/异丙醇＝90:10(体积比),流速:0.5mL/min,波长：254nm。).实施例2手性配体L2-Sc(OTf)3催化硫醚不对称氧化反应部分产物的表征数据如下：8.3),6.40(1H,d,J9.8),5.66(1H,d,J9.8),1.48(3H,s)；13CNMR(100MHz,CDCl3)δ153.17(s),141.47(s),134.46(s),131.68(s),129.29(s),127.24(s),125.58(s),122.93(s),122.01(s),117.20(s),77.50(dd,J62.4,30.4),28.71(s)；ee值由手性高效液相测得(色谱柱：DAICELOD-H,流动相：正己烷/异丙醇＝90:10(体积比),流速:0.5mL/min,波长：254nm。).(s,3H)；13CNMR(100MHz,CDCl3)δ13CNMR(101MHz,CDCl3)δ144.38(s),132.54(s),130.34(s),128.73(s),125.88(s),42.22(s)；ee值由手性高效液相测得(色谱柱：DAICELOD-H,流动相：正己烷/异丙醇＝90:10(体积比),流速:0.5mL/min,波长：254nm。).相测得(色谱柱：DAICELOD-H,流动相：正己烷/异丙醇＝95:5(体积比),流速:0.5mL/min,波长：254nm。).144.85(s),137.80(s),130.21(s),125.54(s),44.61(s)；ee值由手性高效液相测得(色谱柱：DAICELOD-H,流动相：正己烷/异丙醇＝95:5(体积比),流速:0.5mL/min,波长：220nm。).(101MHz,CDCl3)δ133.50(s),132.83(s),129.32(s),126.28(s),119.00(s),42.49(s)；ee值由手性高效液相测得(色谱柱：DAICELOD-H,流动相：正己烷/异丙醇＝90:10(体积比),流速:0.5mL/min,波长：220nm。).值由手性高效液相测得(色谱柱：DAICELOD-H,流动相：正己烷/异丙醇＝90:10(体积比),流速:0.5mL/min,波长：220nm。).126.01(s),125.72(s),77.96(s),77.65(s),77.33(s),44.57(s)；ee值由手性高效液相测得(色谱柱：DAICELOD-H,流动相：正己烷/异丙醇＝90:10(体积比),流速:0.5mL/min,波长：220nm。).(d,J＝8.8Hz),117.35(s)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种催化不对称氧化硫醚的方法，其特征在于：在有机溶剂中，用过氧化氢为氧化剂，以手性四齿氮有机配体和金属钪化合物形成的络合物为催化剂，将底物前手性硫醚氧化为手性的亚砜化物；其中，手性四齿氮有机配体与钪化合物的摩尔比为1:1，手性四齿氮有机配体与底物硫醚的摩尔比为1:5000～1:50；过氧化氢与底物硫醚的摩尔比为1:1～10:1。

【技术特征摘要】
1.一种催化不对称氧化硫醚的方法，其特征在于：在有机溶剂中，用过氧化氢为氧化剂，以手性四齿氮有机配体和金属钪化合物形成的络合物为催化剂，将底物前手性硫醚氧化为手性的亚砜化物；其中，手性四齿氮有机配体与钪化合物的摩尔比为1:1，手性四齿氮有机配体与底物硫醚的摩尔比为1:5000～1:50；过氧化氢与底物硫醚的摩尔比为1:1～10:1。2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：手性四齿氮有机配体与底物硫醚的摩尔比优选为1:1000～1:100；过氧化氢与底物硫醚的摩尔比为优选为1.5:1～2.5:1。3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：所述氧化剂采用的是过氧化氢水溶液，过氧化氢的质量浓度为15wt％～70wt％；过氧化氢的质量浓度优选为30wt％～50wt％。4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：反应温度为-70℃～20℃；反应温度优选为-30℃～0℃。5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：钪化合物为三氟甲烷磺酸钪[Sc(OTf)3]。6.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：手性四齿氮有机配体可回收利用。7.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的手性四齿氮配体是具有如下结构的化合物，其中R1、R2、R3分别为氢、烷基(分子式为CnH2n+1，n＝1-5)、芳基，芳基烷基(分子式为C6H5CnH2n,n＝1-5)或烷氧基(分子式为OCnH2n+1,n＝1-5)，R1、R2、R3相同或...

【专利技术属性】
技术研发人员：高爽，戴文，李国松，吕迎，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁,21