一种有机半导体氮化碳催化合成制造技术

本发明专利技术提供了一种有机半导体氮化碳催化合成

【技术实现步骤摘要】
一种有机半导体氮化碳催化合成(E)
‑
β
‑
硫代乙烯基砜类化合物的方法


[0001]本专利技术涉及有机合成
，特别涉及一种有机半导体氮化碳催化合成
(E)
‑
β
‑
硫代乙烯基砜类化合物的方法
。

技术介绍

[0002]烯基砜类化合物广泛存在于很多天然产物和生物活性分子中，如半胱氨酸蛋白酶抑制剂
、
抗锥虫病试剂
、
木瓜蛋白酶抑制剂等
。
此外，烯基砜类化合物因其独特的分子结构
(
含有不饱和碳碳双键和砜基，使其成为有机转化中非常重要的合成砌块
。
使用
Ir、Cu、Co
等的金属络合物作为光催化剂合成一系列
β
‑
官能团化的烯基砜类化合物，然而，该反应生成的烯基砜类化合物立体选择性较差，过渡金属催化剂不易从反应混合物中分离，特别是在后期官能团化和药物制备中易存在金属残留，且贵金属的使用导致反应不易大规模制备
。
因此，有必要发展一种新型的催化合成烯基砜类化合物的方法
。
[0003]有机半导体氮化碳
(g
‑
C3N4)
可以在可见光范围内吸收光能，并产生电荷分离和传输，使得
g
‑
C3N4在光催化
、
光电化学和光电子器件等领域具有广泛应用的潜力
。
但是现有技术没有将半导体氮化碳用作合成
(E)
‑
β
‑
硫代乙烯基砜类化合物催化剂的相关报道
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的是提供一种有机半导体氮化碳
(g
‑
C3N4)
在光的作用下催化合成合成
(E)
‑
β
‑
硫代乙烯基砜类化合物的方法
。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提出了一种有机半导体氮化碳催化合成
(E)
‑
β
‑
硫代乙烯基砜类化合物的方法，所述方法包括以下步骤：以硫代磺酸酯
、
炔类化合物为反应底物，以石墨相氮化碳
g
‑
C3N4为非均相光催化剂，在有机溶剂和光照条件下发生原子转移自由基加成反应，经过滤重结晶或层析纯化，得到所述
(E)
‑
β
‑
硫代乙烯基砜类化合物；
[0006]其反应方程式如下：
[0007][0008]其中，式
(I)
化合物为炔类化合物，
R1选自芳基
、
杂芳基
、
烷基
、
烯基；
[0009]式
(II)
化合物为硫代磺酸酯，
R2为芳基
。
[0010]本专利技术使用
g
‑
C3N4作为催化剂具有以下优点：
(1)g
‑
C3N4易制备且具有优秀的化学和热稳定性
(600℃
下不会分解
)
，更重要的是
g
‑
C3N4易于从反应体系中分离且可多次循环使用；
(2)g
‑
C3N4的最大吸收波长为
460nm
位于可见光区域，其催化的反应无需使用紫外光，光照下
g
‑
C3N4的带隙可达
2.7eV
；
(3)g
‑
C3N4催化的有机转化无需使用过渡金属，在后期官能团化和药物的合成中不存在金属残留的问题；
(4)g
‑
C3N4可以很好地兼容易毒化过渡金属催化
剂而使其失去活性的有机磷和有机硫等反应试剂；
(5)g
‑
C3N4具有方便的可调控性：通过掺杂
、
引入缺陷和调整
g
‑
C3N4的二维形貌可以促使
g
‑
C3N4应用于不同的反应类型
。
因此，与传统的均相光催化剂如
Ru(II)、Ir(III)
等贵金属络合物和有机染料如曙红
Y、
玫瑰红以及无机半导体如
CdS
等相比，利用方便可调且可循环的有机半导体
g
‑
C3N4作为多相光催化剂，在无金属的条件下实现炔烃的原子转移自由基加成反应
(atom transferradical addition,ATRA)。
[0011]进一步地，所述硫代磺酸酯包括一个或多个取代基取代的芳基硫代磺酸酯
,
其中，所述取代基选自甲基
、
甲氧基
、
苯甲氧基
、
卤素基
。
[0012]更进一步地，所述炔类化合物包括一个或多个取代基取代的芳基炔类化合物
、
杂芳基炔类化合物
、C1～
C
16
直链或支链的烷基炔类化合物
、C3～
C6环烷基炔类化合物或烯基炔烃中的至少一种
。
[0013]更进一步地，所述一个或多个取代基取代的芳基炔类化合物中所述取代基选自甲氧基
、
卤素基
、
三氟甲基
、
醛基
、
甲酸甲酯基
、
酮基
、
甲基
、
乙基；所述杂芳基炔类化合物中的杂芳基选自萘基
、
吡啶基
、
吡咯基
、
喹啉基
、
噻吩基
。
[0014]进一步地，所述有机溶剂包括二甲基亚砜
、
乙二醇二甲醚
、
乙腈
、
乙酸乙酯
、
二氯甲烷中的至少一种
。
[0015]进一步地，所述光照条件为蓝色
LED
灯光下进行搅拌，搅拌时间为
17
～
72h。
[0016]进一步地，所述炔类化合物与所述硫代磺酸酯的摩尔比为1：
(2
～
5)。
[0017]进一步地，所述炔类化合物与所述
g
‑
C3N4的摩尔比为1：
(0.4
～
2.0)。
[0018]当所述比例不在该范围内时，所得产率很低，或未生成，如当所述炔类化合物如芳基炔类化合物与所述硫代磺酸酯的摩尔比为1：
(3
～
6)
时，可以观察到生成的产率非常低，且在摩尔比为1：6同时存在
E
式与
Z
式，缺乏立体选择性
。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种有机半导体氮化碳催化合成
(E)
‑
β
‑
硫代乙烯基砜类化合物的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：以硫代磺酸酯
、
炔类化合物为反应底物，以石墨相氮化碳
g
‑
C3N4为非均相光催化剂，在有机溶剂和光照条件下发生反应，经过滤重结晶或层析纯化，得到所述
(E)
‑
β
‑
硫代乙烯基砜类化合物；反应的化学方程式如下所示：其中，式
(I)
化合物为炔类化合物，
R1选自芳基
、
杂芳基
、
烷基
、
烯基；式
(II)
化合物为硫代磺酸酯，
R2选自芳基
。2.
如权利要求1所述的有机半导体氮化碳催化合成
(E)
‑
β
‑
硫代乙烯基砜类化合物的方法，其特征在于，所述硫代磺酸酯包括一个或多个取代基取代的芳基硫代磺酸酯
,
其中，所述取代基选自甲基
、
甲氧基
、
苯甲氧基
、
卤素基
。3.
如权利要求1所述的有机半导体氮化碳催化合成
(E)
‑
β
‑
硫代乙烯基砜类化合物的方法，其特征在于，所述炔类化合物包括一个或多个取代基取代的芳基炔类化合物
、
杂芳基炔类化合物
、C1～
C
16
直链或支链的烷基炔类化合物
、C3～
C6环烷基炔类化合物或烯基炔烃中的至少一种
。4.
如权利要求1所述的有机半导体氮化碳催化合成
(E)
‑
β
‑
硫代乙烯基砜类化合物的方法，其特征在于，所述有机溶剂包括二甲基亚砜
、
乙二醇二甲醚
、
乙腈
、
乙酸乙酯
、
二氯甲烷中的至少一种
。5.
如权利要求1所述的有机半导体氮化碳催化合成
(E)
‑
β
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：夏海东，谢淑丽，潘志国，段亚南，张尧，李东，
申请(专利权)人：汕头大学医学院，
类型：发明
国别省市：