一种含1,3-氧硫杂环戊烷衍生物及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种含1,3

【技术实现步骤摘要】
一种含1,3
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氧硫杂环戊烷衍生物及其制备方法


[0001]本专利技术属于有机合成领域，具体涉及含1,3
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氧硫杂环戊烷的衍生物及其制备方法。

技术介绍

[0002]1,3
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氧硫杂环戊烷作为同时含有硫、氧原子的五元杂环化合物，在香料、食品、医药等领域得到了广泛的应用。这类化合物一般具有强烈的水果香气及青叶香气，常作为香料等添加剂应用在肉类、汤料、方便食品等领域。此外，这类化合物也存在于多种天然产物或药物分子中。
[0003]1,3
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氧硫杂环戊烷最常见的制备方法为巯基乙醇类化合物与羰基化合物(醛或酮)通过脱水反应合成。此类反应为可逆反应，通常通过加入催化剂或反水器等促进反应的进行。
[0004][0005]R1、R2、R3、R4：氢、烷基、芳基、酰基和酯基等
[0006]随着合成化学的发展，醇的合成已经有许多方法，其中，羰基的加成反应是一种重要的合成途径。在这方面，有机金属试剂如格氏试剂对羰基加成是合成醇的有效方法，然而，有机金属试剂对水非常敏感，需要在严格的无水无氧条件下进行，导致操作要求较高；更重要的是，有机金属试剂通常具有较高的碱性和亲核性，导致官能团兼容性不够理想，一定程度上限制了该方法的大规模应用，特别是对复杂骨架醇的合成面临挑战。近年来，自由基反应因为具有条件温和、官能团兼容性好的特点，为合成化学提供了有力武器。通过自由基介导的羰基加成反应也引起了化学家的关注，碳自由基对羰基加成可以产生烷氧基自由基，接着攫取氢原子产生醇，但是，该方法的难点在于碳自由基对羰基的加成是热力学不利的(例如R1＝Me,R2＝n
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Bu)，因此，要实现该反应首先需要寻找能够促进碳自由基对羰基加成的有效策略，目前，氧自由基主要经过还原加氢的途径来实现醇的温和、高效合成。因此，要实现该反应首先需要寻找能够促进碳自由基对羰基加成的有效策略，目前，氧自由基经过还原加氢的途径来实现醇的温和、高效合成。
[0007][0008]将含氟基团引入药物分子中是药物改性的重要策略之一。随着氟化学的发展，越来越多的含氟化合物广泛应用于医药、农药和材料等领域，在化合物中引入含氟基团(
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F、
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CF3、
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CF2CF3等)，一直受到化学家们的广泛关注。二氟亚甲基(CF2)化合物不仅有着一般含氟化合物的特性，还具有自己独特的化学性质和药用价值。
[0009]芳基或者硫原子的引入可以使芳基或硫的β位更富电子，有利于亲电自由基的进攻，从而实现氟烷基自由基对炔烃加成的区域选择性控制。因此，设计合理的自由基催化反应体系，实现含醛类炔硫醚类化合物的氟化串联环化反应，选择性引入二氟亚甲基的同时实现1,3
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硫杂环戊烷类化合物的构建，在理论研究和实际应用中都具有重要意义。

技术实现思路

[0010]本专利技术提供了一种含1,3
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氧硫杂环戊烷衍生物及其制备方法，采用自由基加成引发的C
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H键醚化反应策略，一步实现了含1,3
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氧硫杂环戊烷衍生物的立体选择性合成。本方法基于自由基串联环化反应策略合成具有二元并环骨架结构，高效实现了环戊烷并1,3
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氧硫杂环戊烷的一步构建。且该反应具有条件温和，底物适用范围广等特点，可以通过取代基的改变实现含1,3
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氧硫杂环戊烷衍生物的制备方法的结构多样性合成，反应收率良好，操作简单，对于环状醚类的合成提供了新途径。
[0011]一种含1,3
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氧硫杂环戊烷衍生物，为式I结构：
[0012][0013]其中，Ar为苯基、对氯苯基、对三氟甲基苯基、对氟苯基、对溴苯基、对氰基苯基、对甲基苯基、对甲氧基苯基中的一种。
[0014]一种含1,3
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氧硫杂环戊烷衍生物的制备方法，包括以下步骤：
[0015]将式Ⅱ结构的苄硫取代的炔醛、一溴二氟醋酸酯、面式
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三(2
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苯基吡啶)合铱及碳酸氢钠加入到乙腈溶剂中，在反应环境中，形成反应体系，反应完成后经后处理得到式Ⅰ结构的含1,3
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氧硫杂环戊烷的衍生物；
[0016][0017]其中，Ar为苯基、对氯苯基、对三氟甲基苯基、对氟苯基、对溴苯基、对氰基苯基、对甲基苯基、对甲氧基苯基中的一种。
[0018]涉及反应的具体合成路线如下所示：
[0019][0020]该制备方法通过二氟亚甲基自由基对苄硫取代的炔醛中炔基的加成，产生的烯基自由基进攻醛形成氧自由基中间体，通过1,5
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氢迁移生成苄基自由基，该苄基自由基在四价铱作用下被氧化成碳正离子后形成最终环状醚类化合物1,3
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氧硫杂环戊烷。
[0021]所述的反应环境为氮气氛围，5～35℃下10W～30 W蓝光照射。
[0022]所述的式Ⅱ结构的炔醛、一溴二氟醋酸酯、面式
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三(2
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苯基吡啶)合铱、碳酸氢钠的摩尔比为1：1.5～3：0.005
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0.1：1.5～3。
[0023]所述的式Ⅱ结构的炔醛、一溴二氟醋酸酯、面式
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三(2
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苯基吡啶)合铱、碳酸氢钠的摩尔比为1：1.8～2.2：0.01～0.03：1.8～2.2。
[0024]所述的反应体系的反应时间为10h～30h。
[0025]所述的后处理包括：淬灭、抽滤、萃取、洗涤有机相、干燥和柱层析分离。
[0026]所述的淬灭采用加水淬灭，所述的萃取采用乙酸乙酯萃取，所述的洗涤有机相采用饱和食盐水洗涤，所述的干燥采用无水硫酸钠干燥，所述的柱层析分离采用硅胶柱层析分离。
[0027]同现有技术相比，本专利技术具有如下优点：
[0028]1、与传统的分子间巯基乙醇类化合物与羰基化合物脱水形成1,3
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氧硫杂环戊烷化合物不同，该方法基于自由基反应策略，通过分子内C
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H键活化自构建1,3
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氧硫杂环戊烷类化合物。
[0029]2、基于自由基串联环化反应策略合成具有二元并环骨架结构，首次实现了环戊烷并1,3
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氧硫杂环戊烷类化合物的一步构建。
[0030]3、反应条件温和，操作简单，底物适用范围广，官能团兼容性好，具有良好应用前景；故本专利技术具有较大的理论创新价值以及实施价值。
具体实施方式
[0031]实施例1
[0032]在干燥的反应管中依次加入NaHCO3(33.6mg，0.4mmol)和fac
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Ir(ppy)3(面式
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三(2
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苯基吡啶)合铱，2.6mg，0.004mmol)，抽真空换氮气三次后，加入用1mL超干乙腈溶解1a(46mg，0.2mmol本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含1,3
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氧硫杂环戊烷的衍生物，其特征在于，为式I结构：其中，Ar为苯基、对氯苯基、对三氟甲基苯基、对氟苯基、对溴苯基、对氰基苯基、对甲基苯基、对甲氧基苯基中的一种。2.一种含1,3
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氧硫杂环戊烷衍生物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将式Ⅱ结构苄硫取代的炔醛、一溴二氟醋酸酯、面式
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三(2
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苯基吡啶)合铱及碳酸氢钠加入到乙腈溶剂中，在反应环境中，形成反应体系，反应完成后经后处理得到式Ⅰ结构的含1,3
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氧硫杂环戊烷的衍生物；其中，Ar为苯基、对氯苯基、对三氟甲基苯基、对氟苯基、对溴苯基、对氰基苯基、对甲基苯基、对甲氧基苯基中的一种。3.根据权利要求2所述的含1,3
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氧硫杂环戊烷衍生物的制备方法，其特征在于，所述的反应环境为氮气氛围，5～35℃下10W～30W蓝光照射。4.根据权利要求2所述的含1,3
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氧硫杂环戊烷衍生物的制备方法，其特征在于，所述的式Ⅱ结构的炔醛、一溴二氟醋酸酯、面式
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三(2
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苯基吡啶)合铱、碳酸氢钠的摩尔比为1：1.5～3：0.005
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【专利技术属性】
技术研发人员：张芳，罗芳，刘熠，杨俊航，
申请(专利权)人：浙江师范大学，
类型：发明
国别省市：