CN101274908A

CN101274908A - 环境友好催化剂一步催化合成有机硒醚化合物

Info

Publication number: CN101274908A
Application number: CNA2008100375045A
Authority: CN
Inventors: 李治; 王玉娟; 杨向民; 章卫东; 黄绘听; 陈帅; 张海钢
Original assignee: East China University of Science and Technology
Current assignee: East China University of Science and Technology
Priority date: 2008-05-16
Filing date: 2008-05-16
Publication date: 2008-10-01

Abstract

一种有机硒醚化合物的合成方法，在不活泼气体(如氮气、二氧化碳等)保护的条件下，以卤代物和二硒化合物为原料，四价的铈盐和锌、铁、镁、铝等金属组成的体系，如：Ce(SO₄)₂·4H₂O/Zn体系、CeCl₄/Fe体系、Ce(NO₃)₄/Al体系等为催化剂，加热搅拌一定时间，合成硒醚化合物。所得产物经过重结晶或柱层析分离提纯而得。本发明反应时间短，产率高，且副产物少，对环境友好，是一种高效便捷的一锅法制备不对称硒醚的方法。

Description

环境友好催化剂一步催化合成有机硒醚化合物

技术领域

本发明涉及有机硒醚的合成方法，具体涉及催化剂存在下，二硒化合物与卤代物在常压温和条件下一步法合成有机硒醚化合物。

背景技术

稀土元素是化学工业广泛使用的催化剂，我国的稀土资源十分丰富，开发利用稀土化合物很有经济价值。四价铈盐(如：Ce(SO₄)₂.4H₂O、CeCl₄、Ce(NO₃)₄等)是一种高催化活性的化合物，其催化效果与强质子酸相近，而且反应速度快、不腐蚀设备、不污染环境，并可以重复使用，是一种优良的环境友好催化剂，具有工业应用价值。

硒是一种重要的微量元素，是生命必需的痕量元素。有机硒化合物是重要的药物中间体和有机合成试剂，很多有机硒化合物本身就具有抗癌、抗病毒、抗炎、抗氧化、防衰老等生理活性。有机硒醚是一类重要的有机硒化合物，可用作有机合成中间体、抗氧化剂、抗炎剂和模拟酶等如：对位氨基取代的二苯基硒醚具有抗氧化作用；2-甲萘酚苯基硒醚有较好的抗炎作用；α-(苯硒基)-苯乙酮(P-SAP)具有类似谷光甘肽过氧化物酶的作用。

已有的硒醚合成方法有：苯硒溴和格式试剂反应制备；苯硒钠与卤代物反应制备；氯化铯催化硒酚烷基化反应；联苯二硒与格式试剂反应制备；烷基锂与联苯二硒反应制备；联苯二硒和卤代物在La/I₂催化体系下制备，在SmI₂或者Sm-Me₃SiCl-H₂O体系催化下制备，在InI催化下制备，在Zn/ZrCl₄体系催化下制备，在RuCl₃/Zn体系下制备；或者ArSeSmI₂与卤代物反应制备；或者烷基酰氯与LiAlHSeH反应制备，等等。上述方法中苯硒溴、苯硒钠等反应物本身很难合成，硒酚为剧毒化合物，SmI₂在空气和水中极不稳定，需随用随制，而金属衫、镧、InI、RuCl₃等价格比较贵。有的方法则是操作比较复杂，条件苛刻。本发明催化剂体系价格适中，反应工艺简单，同时还具有上述反应方法所有的高产率。

发明内容

本发明的目的在于提供制备有机硒醚的合成方法，直接利用二硒化合物和卤代物，在催化剂的存在下，一步反应来制备硒醚化合物。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：在不活泼气体保护下，以二硒化合物和卤代物为原料，在四价的铈盐和锌、铁、镁、铝等金属(如：Ce(SO₄)₂.4H₂O/Zn、CeCl4/Fe等)催化体系下，得到有机硒醚化合物。反应式如下：

其中：R为：各种取代苯基、苄基、呋喃、噻吩、吡咯、嘧啶、喹啉基等芳香族基团，或直链、支链烷基、环烷基等脂肪族基团。

R’X可以为：

其中：X：为Br、Cl、I；

R1：为烷基、烷氧基、芳氧基、F、Br、Cl位于苯环的邻、间、对位；

n＝0，1～8；

或

其中：X：为Br、Cl、I；

R2：为C1-C8的直链烷烃或支链烷烃、环烷烃；

或

其中X：为Cl、Br、I；

R3：H、Ph、C1-C8烷基中的一种；

R4：H、C1-C8烷基中的一种；

或

(4)

R₅——(CH₂)nX

其中：X：为Cl、Br、I；

R5：呋喃、噻吩、吡咯、嘧啶、喹啉；

n＝0，1～8；

(CH2)nX位于呋喃的2、3位，噻吩的2、3位，吡咯的2、3位，嘧啶的2、3、4位，喹啉的2、3、4位；

或

其中X：为Cl、Br、I；

R6：H、取代苯基、呋喃、噻吩、吡咯、嘧啶、喹啉、直链或支链烷基中的一种；

R7：H、取代苯基、呋喃、噻吩、吡咯、嘧啶、喹啉、直链或支链烷基中的一种；

m，n＝1～8；

或

其中X：为Cl、Br、I；

R8：H、取代苯基、呋喃、噻吩、吡咯、嘧啶、喹啉、直链或支链烷基中的一种；

R9：H、取代苯基、呋喃、噻吩、吡咯、嘧啶、喹啉、直链或支链烷基中的一种；

R10：H、取代苯基、呋喃、噻吩、吡咯、嘧啶、喹啉、直链或支链烷基中的一种；

x，y，z＝1～8。

本发明选用的溶剂是甲苯、苯、二甲亚砜、乙腈、吡啶、氯仿、对二甲苯、N，N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、二氧六环、邻二氯苯、乙二醇、乙二醇甲醚、乙二醇二甲醚、乙二醇丁醚、缩双乙二醇丁醚或能溶解反应原料的溶剂；

反应温度大于等于50℃；

二硒化合物和卤代物的摩尔比为1∶0.1-1∶10；二硒化合物和四价的铈盐的摩尔比为

1∶0.01-1∶2；

反应时间大于等于0.1h。

此外，所述产物通过柱层析方法分离纯化时，用硅胶填充柱，以石油醚和乙酸乙酯、正己烷和乙酸乙酯、石油醚和二氯甲烷或正己烷和二氯甲烷等为洗提液。

所述产物通过重结晶方法分离纯化时，用于重结晶的溶剂可选用二氯甲烷、无水乙醇、环己烷等。

本发明有如下优点：

1、一锅反应，一步合成目标化合物。

2、反应常压进行，反应条件温和，操作简单。

3、反应时间短，收率高。

4、副产物少，对环境友好。

具体实施方式

为了进一步阐述本发明，特提供以下实施例，但本发明并不限于下述的实施例。

实施例一：苄基苯基硒醚的合成

在50ml三口烧瓶中加入联苯二硒(0.5mmol)、苄溴(1mmol)、Ce(SO4)2.4H2O(0.1mmol)、Zn(0.1mmol)，和5ml的溶剂N，N-二甲基甲酰胺(DMF)。常压下通入N2，加热到110℃，磁力搅拌反应约0.5h(TLC(薄层色谱)跟踪测试)。反应完全后，停止通N2，冷却至室温。粗产物过硅胶柱，以石油醚和乙酸乙酯为洗提液，提纯得到纯的苄基苯基硒醚。收率为95％。

实施例二：正丁基苯基硒醚的合成

正丁基苯基硒醚的合成除反应物中的卤代物为溴代正丁烷，催化剂为Ce(SO4)2.4H2O/Mg体系，溶剂为二氧六环，常压下通入CO2，反应温度为100℃，反应时间为1h，产物经二氯甲烷重结晶而得外，实验方法和步骤同实施例一。正丁基苯基硒醚的收率为80％。

实施例三：正丁基苄基硒醚的合成

正丁基苄基硒醚的合成除反应物中的二硒化合物为二苄基二硒醚、卤代物为氯代正丁烷，催化剂为Ce(SO4)2.4H2O/Fe体系，二苄基二硒醚与Ce(SO4)2.4H2O的摩尔比为1∶2，溶剂为对二甲苯，常压下通入CO2，反应温度为100℃，反应时间为0.3h，粗产物过硅胶柱，以正己烷和乙酸乙酯为洗提液外，实验方法和步骤同实施例一。正丁基苄基硒醚的收率为80％。

实施例四：2-甲基噻吩基苯基硒醚的合成

2-甲基噻吩基苯基硒醚的合成除反应物中的卤代物为溴代2-甲基噻吩，催化剂为CeCl4/Zn体系，常压下通入Ar，反应时间为0.4h，反应温度为100℃，粗产物过硅胶柱，以正己烷和乙酸乙酯为洗提液外，实验方法和步骤同实施例一。2-甲基噻吩基苯基硒醚的收率为90％。

实施例五：烯丙基苯基硒醚的合成

烯丙基苯基硒醚的合成除反应物中的卤代物为烯丙基溴，联苯二硒和烯丙基溴的摩尔比为1∶0.1，催化剂为Ce(NO3)4/Al催化体系，且Ce(NO3)4与Al的摩尔比为1∶10，联苯二硒和Ce(NO3)4的摩尔比为1∶0.01，溶剂为四氢呋喃，常压下通入Ar，反应温度为50℃，反应时间为0.6h，粗产物过硅胶柱，以正己烷和二氯甲烷为洗提液外，实验方法和步骤同实施例一。烯丙基苯基硒醚的收率为66％。

实施例六：正己基丙基硒醚的合成

正己基丙基硒醚的合成除反应物中的二硒化合物为二丙基二硒醚、卤代物为溴代正己烷，催化剂为Ce(NO3)4/Zn体系，反应温度为100℃，反应时间为2h，加热到110℃，产物经无水乙醇重结晶而得外，实验方法和步骤同实施例一。正己基丙基硒醚的收率为78％。

实施例七：乙基噻吩基硒醚的合成

乙基噻吩基硒醚的合成除反应物中的二硒化合物为二噻吩基二硒醚、卤代物为溴乙烷，催化剂为CeCl4/Fe体系，常压下通入CO2，反应时间为0.8h，加热到120℃，产物经无水乙醇重结晶而得外，实验方法和步骤同实施例一。乙基噻吩基硒醚的收率为55％。

实施例八：乙基仲丁基基硒醚的合成

乙基仲丁基基硒醚的合成除反应物中的二硒化合物为二仲丁基二硒醚、卤代物为碘乙烷，二伸丁基二硒醚与碘乙烷的摩尔比为1∶10，催化剂为CeCl4/Mg体系，溶剂为二甲亚砜，反应时间为3h，加热到185℃外，产物经乙酸乙酯重结晶而得外，实验方法和步骤同实施例一。乙基仲丁基基硒醚的收率为79％。

实施例九：仲丁基环己基硒醚的合成

仲丁基环己基硒醚的合成除反应物中的二硒化合物为二环己基二硒醚、卤代物为溴代仲丁烷，催化剂为Ce(NO3)4/Fe体系，反应时间为3.5h，加热到140℃，产物经环己烷重结晶而得外，实验方法和步骤同实施例一。仲丁基环己基硒醚的收率为79％。

实施例十：叔丁基嘧啶基硒醚的合成

叔丁基嘧啶基硒醚的合成除反应物中的二硒化合物为二嘧啶基二硒醚、卤代物为氯代叔丁烷，催化剂为Ce(SO4)2.4H2O/Fe体系，反应时间为5h，加热到150℃，，产物经环己烷重结晶而得外，实验方法和步骤同实施例一。叔丁基嘧啶基硒醚的收率为35％。

实施例十一：乙基呋喃基硒醚的合成

乙基呋喃基硒醚的合成除反应物中的二硒化合物为二呋喃基二硒醚、卤代物为溴乙烷，溶剂为缩双乙二醇丁醚。，催化剂为CeCl4/Fe体系，常压下通入氦气，反应时间为0.9h，加热到230℃，产物经无水乙醇重结晶而得外，实验方法和步骤同实施例一。乙基呋喃基硒醚的收率为55％。

Claims

1.一种有机硒醚化合物的合成方法，在不活泼气体保护的条件下，把反应原料二硒化合物、卤代物和催化剂加入溶剂中，加热、搅拌反应一定时间，冷却至室温，分离提纯产物，反应式如下：

其中：RSeSeR为二硒化合物，

R为各种取代苯基、苄基、呋喃、噻吩、吡咯、嘧啶、喹啉基等芳香族基团，或直链、支链烷基、环烷基等脂肪族基团，

R’X为卤代物，

X为卤族元素，

催化剂为四价的铈盐和金属的复合体系。

2.按权利要求1所述的有机硒醚的合成方法，其特征在于，所述的催化剂中的四价铈盐是指如Ce(SO₄)₂、CeCl₄、Ce(NO₃)₄的物质，所述的金属是指如锌、铁、镁、铝的物质。

3.按权利要求1所述的有机硒醚的合成方法，其特征在于，所述的二硒化合物和卤代物用量的摩尔比为1∶0.1-1∶10，所述的二硒化合物和四价的铈盐用量的摩尔比为1∶0.01-1∶2。

4.按权利要求1所述的有机硒醚的合成方法，其特征在于，反应时间为大于等于0.1h。

5.按权利要求1所述的有机硒醚的合成方法，其特征在于，反应所需的加热温度大于等于50℃。

6.按权利要求1所述的有机硒醚的合成方法，其特征在于：与二硒化合物反应的卤代物R’X有六类，通式如下：

其中：X：为Br、Cl、I，

R1：为烷基、烷氧基、芳氧基、F、Br、Cl位于苯环的邻、间、对位，

n＝0，1～8；

或

其中：X：为Br、Cl、I，

R2：为C1-C8的直链烷烃或支链烷烃、环烷烃；

或

其中X：为Cl、Br、I，

R3：H、Ph、C1-C8烷基中的一种，

R4：H、C1-C8烷基中的一种；

或

(4)：

R₅——(CH₂)nX

其中：X：为Cl、Br、I，

R5：呋喃、噻吩、吡咯、嘧啶、喹啉，

n＝0，1～8，

或

其中X：为Cl、Br、I，

R6：H、取代苯基、呋喃、噻吩、吡咯、嘧啶、喹啉、直链或支链烷基中的一种，

R7：H、取代苯基、呋喃、噻吩、吡咯、嘧啶、喹啉、直链或支链烷基中的一种，

m，n＝1～8；

或

其中X：为Cl、Br、I，

R8：H、取代苯基、呋喃、噻吩、吡咯、嘧啶、喹啉、直链或支链烷基中的一种，

R9：H、取代苯基、呋喃、噻吩、吡咯、嘧啶、喹啉、直链或支链烷基中的一种，

R10：H、取代苯基、呋喃、噻吩、吡咯、嘧啶、喹啉、直链或支链烷基中的一种，

x，y，z＝1～8。

7.按权利要求1所述的有机硒醚的合成方法，其特征在于：所述的不活泼气体包括氮气、氩气、氦气、二氧化碳气体。

8.按权利要求1所述的有机硒醚的合成方法，其特征在于：所述溶剂为甲苯、苯、二甲亚砜、乙腈、吡啶、乙二醇、氯仿、甲醇、乙醇、对二甲苯、N，N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、二氧六环、邻二氯苯、乙二醇甲醚、乙二醇二甲醚、乙二醇丁醚、缩双乙二醇丁醚。

9.按权利要求1所述的有机硒醚的合成方法，其特征在于：所述产物通过柱层析方法分离纯化时，用硅胶填充柱，以石油醚和乙酸乙酯、正己烷和乙酸乙酯、石油醚和二氯甲烷或正己烷和二氯甲烷为洗提液。

10.按权利要求1所述的有机硒醚的合成方法，其特征在于：所述产物通过重结晶方法分离纯化时，用于重结晶的溶剂选自二氯甲烷、无水乙醇、环己烷、乙酸乙酯。