一种硫醚化合物的光催化合成方法技术

本发明专利技术属于有机合成领域，具体涉及一种硫醚化合物的光催化合成方法。所述方法为将羧酸类化合物式、无毒无臭的硫化试剂二硫醚类化合物式、光催化剂和碱加入溶剂，在惰性气体保护和光照条件下进行反应，反应结束后经后处理得到式所示的硫醚化合物。本发明专利技术试剂和底物简单经济廉价易得，摒弃了传统工艺中有刺激气味的硫酚试剂，利用无金属可见光催化体系，通过脱羧完成C

【技术实现步骤摘要】
一种硫醚化合物的光催化合成方法


[0001]本专利技术属于有机合成领域，具体涉及一种硫醚化合物的光催化合成方法。

技术介绍

[0002]硫醚作为一类重要的含硫功能性分子，广泛存在于天然产物、药物及有机发光材料中。含硫化合物可治疗多种疾病，包括阿尔茨海默病、糖尿病和艾滋病等等。许多重要药物分子的主要骨架都有硫元素，比如，常用的抗生素类药物青霉素和苯丙砜，治疗失眠和焦虑的神经类药物巴比妥酸盐，治疗前列腺癌症的靶向药恩杂鲁胺以及现代农业上常用的除草剂杀虫剂福美甲胂等等。因此，迫切地需要开发一种高效、简洁的C
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S键构建方法。
[0003]几十年来，学者们对合成硫醚化合物进行了大量的研究，早期C
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S键构建方法多为芳酰卤化物或硼酸与硫醇或二硫化物的交叉偶联，以及S
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H 和S
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S的加成反应。这些方法通常需要更高的催化剂负载量和特殊的配体结构，或是需要高温等苛刻的反应条件，并且一般低成本的芳基氯化物不易发生反应，反应中多使用较高成本的溴化物和碘化物。此外，这些方法中使用的催化剂通常为过渡金属，而硫醇是能结合和毒害过渡金属催化剂的良好配体；且硫醇气味和毒性较大，对工业化甚至小反应的原料的选择造成影响。这些问题使得C
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S键的构建有很大的局限性。
[0004]可见光催化作为一种绿色高效的合成方法，为科学家提供了一种C
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S 键构建的新方法。2013年，Fu和Peters等人报道了一种温和简单的C
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S键构建方法，该方法通过光诱导、铜催化芳基硫醇与芳基卤化物偶联，便宜的CuI作为无配体的前催化剂，通过SET/自由基途径，有效地合成了二芳基硫化物。但使用了硫醇或硫酚作为底物，尽管原料易得，但依然存在刺激性气味、且毒性极高，并不是一种良好的合成方法(J.Am.Chem.Soc., 2013,135(25):9548
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9552.)。
[0005]2016年，Fu等人报道了室温下硫醇的芳基化，fac
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Ir(ppy)3作为催化剂，用碳酸铯处理芳基硫醇，产生的相应硫醇盐Ar2S
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Cs
+
，与各种芳基卤化物 (包括碘化物，溴化物和较难活化的氯化物与氟化物)交叉偶联，高效地合成了芳基硫醚，该方法显示出对各种官能团广泛的耐受性，但所需的反应时间增加(Angew.Chem.Inter.Ed.,2017,56(3):874
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879.)。同年，Oderinde 和Johannes等人用各种硫醇和芳基/杂芳基碘化物在Ir/Ni双催化体系的作用下，合成了多种硫醚化产物，值得一提的是，该催化体系在氧气存在的条件下仍然可以高效进行，但是底物局限于芳基和杂芳基碘化物(J.Am. Chem.Soc.,2016,138(6):1760
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1763.)。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种硫醚化合物的光催化合成方法，以解决现有技术中的不足，它用一种温和高效、绿色安全的光催化方法合成硫醚化合物。
[0007]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0008]一种硫醚化合物的光催化合成方法，其特征在于，所述方法为将羧酸类化合物式
(I)、无毒无臭的硫化试剂二硫醚类化合物式(II)、光催化剂和碱加入溶剂，在惰性气体保护和光照条件下进行反应，反应结束后经后处理得到式(III)所示的硫醚化合物：
[0009][0010]其中R1为卤素基团、芳基、C1
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C6烷基、C3
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C6环烷基的至少一种，其中，芳基为苯基、苄基、苯并基团的至少一种；R2为C2
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C6烷基；X为 C、S、N或O元素；PG为H或Boc保护基团；
[0011]R3为取代基取代的芳基，所述芳基为苯基、苄基、吡啶基、呋喃基、噻吩基、咪唑基的至少一种；取代基为H、C1
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C6的烷基、C1
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C6的烷氧基、卤素基团、硝基的至少一种，其中，卤素基团为氟、氯、溴、碘的至少一种。
[0012]优选的，所述的羧酸类化合物与二硫醚类化合物、光催化剂、碱的摩尔比为1：(0.5～2.5)：(0.01～0.2)：(0.8～2.5)，更优选为1：2.0：0.02：1.5。
[0013]优选的，所述的光催化剂为4CzIPN及其衍生物的至少一种，结构如下所示，其中R为H、甲基、苯基或叔丁基。更优选的，光催化剂为4CzIPN (R为H)。
[0014][0015]优选的，所述的碱为磷酸钾、磷酸氢钾、三乙胺、碳酸铯、醋酸钠、碳酸钠、碳酸钾、2,6二甲基吡啶的至少一种，更优选的，碱为碳酸铯。
[0016]优选的，所述的反应温度为0～100℃，更优选的，温度为10～40℃。
[0017]优选的，所述的光照条件的灯源为CFL灯、LED灯或白炽灯，更优选的，灯源为蓝色LED灯。
[0018]优选的，所述的反应时间为3～80h，更优选的，反应时间为18～36h。
[0019]优选的，所述的溶剂为N,N
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二甲基甲酰胺(DMF)、N,N
‑
二甲基乙酰胺 (DMAc)、1,4
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二氧六环(Diox)、乙腈(MeCN)、甲醇(MeOH)、二氯甲烷(DME) 的至少一种，更优选的，溶剂为
N,N
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二甲基甲酰胺(DMF)。更优选的，所述溶剂用量以羧酸类化合物的物质的量计为5
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20mL/1mmol，更优选为10 mL/1mmol。
[0020]优选的，所述惰性气体为氮气、氦气、氩气的至少一种。
[0021]优选的，所述后处理为常规后处理操作，包括但不限于萃取、去除溶剂、柱层析分离等常规处理及提纯步骤。
[0022]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0023](1)本专利技术试剂和底物简单经济廉价易得，反应操作简单、条件温和，且反应高效。
[0024](2)该反应体系摒弃了传统工艺中有刺激气味的硫酚试剂，应用了无毒无臭的硫化试剂二硫醚类化合物。
[0025](3)本专利技术利用无金属可见光催化体系，通过脱羧完成C
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S键的偶联反应，底物适应性好，可以实现多种不同基团的底物的偶联，具有良好的官能团兼容性，可以有选择性的、高效的一步构建C
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S键化合物，这类化合物在医药合成中间体有很大的应用前景，对复杂的含硫化合物的构建具有十分重要的意义。
具体实施方式
[0026]下面通过具体实施例，对本专利技术的技术方案作进一步清楚、完整地描述，需要知道的是，本专利技术所描述的实施例是在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硫醚化合物的光催化合成方法，其特征在于，所述方法为将羧酸类化合物、二硫醚类化合物、光催化剂和碱加入溶剂，在惰性气体保护和光照条件下进行反应，反应结束后经后处理得到式(III)所示的硫醚化合物：其中R1为卤素基团、芳基、C1
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C6烷基、C3
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C6环烷基的至少一种，其中，芳基为苯基、苄基、苯并基团的至少一种；R2为C2
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C6烷基；X为C、S、N或O元素；PG为H或Boc保护基团；R3为取代基取代的芳基，所述芳基为苯基、苄基、吡啶基、呋喃基、噻吩基、咪唑基的至少一种；取代基为H、C1
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C6的烷基、C1
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C6的烷氧基、卤素基团、硝基的至少一种。2.根据权利要求1所述的一种硫醚化合物的光催化合成方法，其特征在于，所述的羧酸类化合物与二硫醚类化合物、与光催化剂、与碱的摩尔比为1：(0.5～2.5)：(0.01～0.2)：(0.8～2.5)。3.根据权利要求1所述的一种硫醚化合物的光催化合成方法，其特征在于，所述的光催化剂为4CzIPN及其衍生物的至少一种，结构如下所示，其中R为H、甲基、...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗书平，刘晓庆，金泓颖，方文妹，林钢，彭稻，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：