一种可见光诱导3-硫代螺环三烯酮化合物的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种可见光诱导3‑硫代螺环三烯酮化合物的制备方法，包括以下步骤：将原料N‑芳基丙炔酰胺和硫酚（硫醇）溶解在乙腈溶剂中，然后加入光催化剂醇溶伊红，在3W蓝色LED可见光灯照射下，室温反应12小时,反应终止后分离提纯粗产物，得到3‑硫代螺环三烯酮化合物。本方法优势在于采用便宜的非金属光敏剂为反应催化剂，清洁的光能为反应促进剂，以空气为氧化剂，在温和条件下完成目标产物构建。反应不需要加热、不需要使用任何金属催化剂和危险的过氧化物氧化剂，减少了能量消耗，避免金属污染，工艺条件稳定，反应安全好。

A visible light induced 3 spiro thio three ketene compound preparation method

The invention relates to a preparation method of visible light induced 3 spiro thio three ketene compounds, which comprises the following steps: raw material N aryl propargyl amides and thiophenol (thiol) dissolved in acetonitrile solvent, then adding photocatalyst alcohol soluble eosin, 3W blue LED visible light irradiation at room temperature, 12 hours after the termination of the reaction separation and purification of the crude product, 3 spiro thio three ketene compounds. The advantage of using non-metallic photosensitizer cheap as catalyst, clean energy for the reaction promoter, using air as oxidant to complete the target product construction under mild conditions. The reaction does not require heating, does not require the use of any metal catalyst and dangerous peroxide oxidation, reduce energy consumption, prevent metal pollution, stable process conditions and reaction safety.

【技术实现步骤摘要】
一种可见光诱导3-硫代螺环三烯酮化合物的制备方法
本专利技术属于有机合成化学领域，涉及一种3-硫代螺环三烯酮化合物的光诱导绿色制备方法，特别地涉及一种可见光照射下，使用非金属光催化剂催化的N-芳基丙炔酰胺和硫酚(硫醇)进行硫代螺环化反应合成3-硫代螺环三烯酮化合物的方法。
技术介绍
螺环三烯酮作为关键结构骨架广泛存在于天然产物、生理活性分子和药物分子中。含有该类结构骨架的化合物具有广泛的生物活性：如抗癌、抗菌、消炎杀菌、抗高血压等。如以下结构式所示，化合物A是光千金藤碱，具有较强的抗高血压的药物活性；化合物B是一个高效的抗氧化试剂；化合物C具有明显的抗血脂活性。鉴于螺环三烯酮骨架化合物在化学研究和药物研发中的重要性，有机化学工作者发展了多种合成螺环三烯酮化合物的方法，尤其是近年来发展的采用炔烃的双官能团螺环化反应构建螺环三烯酮的方法。通过该合成方法，一些多样性官能基团包括卤代、醚、三氟甲基、有机硅、有机磷、有机砜和羰基等能够被成功地引入到螺环三烯酮化合物中((a)B.-X.Tang,D.-J.Tang,S.Tang,Q.-F.Yu,Y.-H.Zhang,Y.Liang,P.Zhong,J.-H.Li,Org.Lett.,2008,10,1063；(b)W.-T.Wei,R.-J.Song,X.-H.Ouyang,Y.Li,H.-B.Li,J.-H.Li,Org.Chem.Front,2014,1,484；(c)X.-H.Ouyang,R.-J.Song,Y.Li,B.Liu,J.-H.Li,J.Org.Chem.,2014,79,4582；(d)L.-J.Wang,A.-Q.Wang,Y.Xia,X.-X.Wu,X.-Y.Liu,Y.-M.Liang,Chem.Commun.,2014,50,13998；(e)H.-L.Hua,Y.-T.He,Y.-F.Qiu,Y.-X.Li,B.Song,P.Gao,X.-R.Song,D.-H.Guo,X.-Y.Liu,Y.-M.Liang,Chem.Eur.J.2015,21,1468；(f)G.-F.Han,Q.Wang,Y.-X.Liu,Q.-M.Wang,Org.Lett.2014,16,5914；(g)P.Gao,W.Zhang,Z.Zhang,Org.Lett.,2016,18,5820)。另一方面，含硫分子作为极其重要的化合物被广泛应用于有机合成化学、药物化学和材料科学中。近年来，将有机硫结构基团引入螺环骨架构建3-硫代螺环三烯酮类化合物引起有机合成工作者的关注。2015年，李金恒课题组报道了采用金属铜催化下N-(4-甲氧基芳基)-丙炔酰胺)与二芳基二硫醚进行氧化螺环化反应合成3-硫代螺环三烯酮类化合物，该反应需要在高沸点溶剂DMF和100℃条件下进行(反应式如下)(P.-C.Qian,Y.Liu,R.-J.Song,J.-N.Xiang,J.-H.Li,Synlett,2015,26,1213)。2015年，我们课题组也开发了在80℃反应温度下利用硝酸银(10mol％)催化N-芳基丙炔酰胺与苯硫酚的氧化螺环化反应得到3-硫代螺环三烯酮化合物(反应式如下)(H.Cui,W.Wei,D.Yang,J.Zhang,Z.Xu,J.Wen,H.Wang,RSCAdv.,2015,5,84657)。2016年，梁永民课题组报道了采用N-芳基丙炔酰胺与三氟甲基硫化银(1.5当量)在过硫酸钾(3当量)和过氧化叔丁醇(5当量)，以及六甲基磷酰三胺添加剂介导下完成了三氟甲基硫代螺环三烯酮的构建(反应式如下)(D-PJin,P.Gao,D-Q.Chen,S.Chen,J.Wang,X-Y.Liu,andY.-M.Liang,Org.Lett.2016,18,3486)。显而易见，上述合成方法大都需要使用金属试剂、当量的无机或过氧化物氧化剂和加热较高反应温度，反应条件苛刻，能耗大，副产物多。所以，开发一种反应条件温和、低能耗、操作简便安全、无金属催化的高效绿色合成3-硫代螺环三烯酮类化合物的方法仍是迫切需要的。随着人们对环境和能源问题的极大关注，发展高效、绿色的合成方法日益受到有机合成化学家的广泛重视。光能的利用在环境污染日益严重的今天已成为一个非常重要的研究课题，而可见光催化则是以绿色清洁的光能作为能源来促进有机合成化学反应进行的有效合成策略。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，研究利用清洁的光能和便宜的试剂，在简单、温和、绿色的反应条件下实现3-硫代螺环三烯酮类化合物的合成。这一新型合成方法是通过在可见光照射下，利用非金属光催化剂催化N-芳基丙炔酰胺和硫酚(硫醇)在空气下进行硫代螺环化反应途径来实现。该反应条件温和、简单、便利、经济、尤其对环境友好。本专利技术技术方案如下：一种3-硫代螺环三烯酮化合物的制备方法，其特征是，以简单易得的通式I所示N-芳基丙炔酰胺和通式II所示硫酚(硫醇)为起始原料，在空气和光照下，以光催化剂催化下进行硫代螺环化反应，得到通式III所示的3-硫代螺环三烯酮化合物，反应方程式如下：其中R1为任意取代的芳基、1-6碳烷基，卤素，氰基或硝基；R2为任意取代的芳基、杂芳基或1-12碳烷基；R3为氢原子或1-8碳烷基；R4为任意取代的芳基、杂芳基或1-12碳烷基；X为甲氧基,乙氧基,氢,氟,氯,溴或碘。本专利技术涉及3-硫代螺环三烯酮化合物的制备方法，具体步骤包括：室温下，将N-芳基丙炔酰胺、硫酚(硫醇)和光催化剂醇溶伊红和有机溶剂混合，在空气和3w蓝色LED可见光灯照下，进行硫代螺环化反应12h,得3-硫代螺环三烯酮化合物。本专利技术所用的溶剂可为非质子性溶剂和质子性溶剂，非质子性溶剂包括二氯甲烷、氯仿、1,2-二氯乙烷、四氢呋喃、1,4-二氧六环、乙腈、乙酸乙酯、甲苯，苯、二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺等；质子性溶剂包括甲醇、乙醇、丙醇，水等；也可在上述两种或两种以上的混合溶剂中进行，优选反应溶剂为：乙腈。本专利技术的反应温度一般为0℃～60℃，优选25℃。本专利技术中反应物N-芳基丙炔酰胺：硫酚(硫醇)：光催化剂的摩尔比为1:2:0.01；光源优选3w蓝色LED灯，反应优选在空气中反应。本专利技术提供了3-硫代螺环三烯酮化合物的合成方法，该方法首次采用在可见光照射下，利用非金属光催化剂催化N-芳基丙炔酰胺与硫酚(硫醇)进行硫代螺环化反应得到3-硫代螺环三烯酮。与传统合成方法相比，该方法具有以下显著的优点：清洁的能源、便宜的试剂、简便的操作、温和的反应条件、不需要使用任何金属催化剂和当量的无机氧化剂、工艺条件安全稳定。具体实施方式下面结合具体实施例进一步描述本专利技术，在不脱离本专利技术上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均包括在本专利技术的范围内。实施例1室温下，在15mL反应管中依次加入N-(4-甲氧基苯基)-N-甲基-3-苯基丙炔酰胺33.1mg、对甲基苯硫酚31.2mg，光催化剂醇溶伊红0.8mg和乙腈2ml，混合均匀，然后在3w蓝色LED灯照射下搅拌反应12h，用TLC检测至反应完成后，经真空(0.08Mpa)减压浓缩至无溶剂，得到粗产物，然后用体积比为3:1的石油醚和乙酸乙酯的混合洗脱剂冲洗，硅胶柱快速柱层析，得到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可见光诱导3‑硫代螺环三烯酮化合物的制备方法，其特征是，以通式I所示N‑芳基丙炔酰胺和通式II所示硫酚或硫醇为起始原料，在空气中，可见光照射下，以光催化剂介导下进行硫代螺环化反应，得到通式III所示的3‑硫代螺环三烯酮化合物，反应方程式如下：

【技术特征摘要】
1.一种可见光诱导3-硫代螺环三烯酮化合物的制备方法，其特征是，以通式I所示N-芳基丙炔酰胺和通式II所示硫酚或硫醇为起始原料，在空气中，可见光照射下，以光催化剂介导下进行硫代螺环化反应，得到通式III所示的3-硫代螺环三烯酮化合物，反应方程式如下：其中R1为任意取代的芳基、1-6碳烷基、卤素、氰基或硝基；R2为任意取代的芳基、杂芳基、或1-12碳烷基；R3为氢原子或1-8碳烷基；R4为任意取代的芳基、杂芳基、或1-12碳烷基；X为甲氧基、乙氧基、氢、氟、氯、溴或碘。2.如权利要求1所述一种可见光诱导3-硫代螺环三烯酮化合物的制备方法，其特征是，包括以下操作步骤：将原料溶解在溶剂中，然后加入光催化剂，空气中，在可见光照射下反应12h。3.如权利要求1所述一种可见光诱导3-硫代螺环三烯酮化合物的制备方法，其特征是，反应终止后对粗产物进行萃取、柱层析分离提纯。4.如权利要求1所述一种可见光诱导3-硫代螺环三烯酮化合物的制备方法，其特征是，溶剂为质子性溶剂或者非质子性溶剂，为甲苯、苯、乙腈、1,4-二氧六环、四氢呋喃、乙酸乙酯、N,N-二甲基甲酰胺、二氯甲烷、氯仿、1,2-二氯乙烷、二甲亚砜、甲醇、丙醇、乙醇，水的一种或多种。5.如权利要求4所述一种可见光诱导3-硫代螺环三烯酮化合物的制备方法，其特征是，溶剂为乙腈。6.如权利要求1所述一种可见光诱导3-硫代螺环三烯酮化...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏伟，崔环环，王桦，
申请(专利权)人：曲阜师范大学，
类型：发明
国别省市：山东,37