CN102134209B - 氧化硫醚合成亚砜的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及化学合成技术领域。以乙醇作为溶剂、以三溴化吡啶和硝酸盐为催化剂，室温条件下，在空气中将硫醚氧化合成亚砜化合物粗品；或以乙醇作为溶剂、以液溴和硝酸盐为催化剂，室温条件下，在空气中将硫醚氧化合成亚砜化合物粗品；本发明操作简便，不会产生对环境造成污染的产物，对环境十分友好，克服了一些硫醚选择性氧化反应的缺点，具有无过渡金属催化剂、反应条件温和、催化剂用量少、氧化选择性高以及产率高等特点。
Description
技术领域
本发明涉及化学合成工艺，特别是亚砜合成技术领域。
背景技术
亚砜类化合物是一种具有化学、生物活性的有机中间体，在具有生物活性的药物中广泛存在，如抗溃疡药、抗菌药、抗真菌药、抗动脉硬化的药物、抗高血压药、强心剂、抗血管扩张药等。由于亚砜类化合物在生物、医药领域的广泛应用，人们越来越多地投入到硫醚氧化的反应的研究中。
硫醚的氧化是合成亚砜的最简洁的方法。许多试剂可以氧化硫醚，传统的氧化剂包括金属氧化物、无机氧化物和有机氧化物等，然而这些氧化剂中的绝大多数氧化选择性不高，使硫醚过度氧化形成砜，增加了产物提纯的难度，且后处理产生的废弃物对环境产生了许多不良影响，不符合现在所提倡的清洁生产的要求。现在普遍提倡绿色生产，原子经济性，因此臭氧、生物氧化酶、过氧化氢等绿色氧化剂越来越受到人们的重视。
目前，通过双氧水来氧化硫醚成亚砜是比较好的方法之一。该方法的最大优点是出于对环境保护的考虑，因为在理论上唯一的副产物是水，而且双氧水能够作为水相反应的氧化剂，主要是由于它易溶于水和许多有机溶剂。然而，在反应体系中仅仅使用双氧水而不添加催化剂和溶剂一般都会有大量的过度氧化物生成。
发明内容
本发明目的在于提出操作简便、不会产生对环境造成污染的产物，对环境十分友好的氧化硫醚合成亚砜的方法。
本发明技术方案之一是：以乙醇作为溶剂、以三溴化吡啶和硝酸盐为催化剂，室温条件下，在空气中将硫醚氧化合成亚砜化合物粗品；
所述硫醚的结构式为 
，其中，R1和R2不相同，R1、R2分别是C1～C4的烃基、苯基、对硝基苯基、对甲氧基苯基、对氰基苯基、邻溴苯基、对溴苯基中的任意一种。
本发明技术案之二是：以乙醇作为溶剂、以液溴和硝酸盐为催化剂，室温条件下，在空气中将硫醚氧化合成亚砜化合物粗品；
所述硫醚的结构式为
，其中，R1和R2不相同，R1、R2分别是C1～C4的烃基、苯基、对硝基苯基、对甲氧基苯基、对氰基苯基、邻溴苯基、对溴苯基中的任意一种。
本发明两个方案所采用的催化剂略有不同：方案一是以三溴化吡啶和硝酸盐为催化剂，方案二是以液溴和硝酸盐为催化剂。但两个技术方案均采用空气代替传统的氧化剂，反应后处理比较简单，采用非金属催化剂，从而避免了传统的金属催化剂对环境所造成的污染，清洁环保。本发明合成方法操作简便，不会产生对环境造成污染的产物，对环境十分友好。该方法克服了一些硫醚选择性氧化反应的缺点，具有无过渡金属催化剂、反应条件温和、催化剂用量少、氧化选择性高以及产率高等特点，是一种理想的在温和条件下利用空气氧化的新方法。
方案一中，所述硫醚、三溴化吡啶和硝酸盐的投量摩尔比为1︰0.1～1︰0.1～4。合适的投料比，利于物料的合理利用，提高催化剂的催化效率。
同理，方案二中，所述硫醚、液溴和硝酸盐的投量摩尔比为1︰0.1～1︰0.1～4。
本发明所述硝酸盐可以为硝酸镁或硝酸钠或硝酸钾。
本发明还可将获得的粗品进一步分离提纯，制成精品，具体方法是：先以饱和硫代硫酸钠水溶液淬灭亚砜化合物粗品，用二氯甲烷萃取，将有机相用无水硫酸镁干燥，再用柱色谱分离，得到纯化的亚砜化合物。
具体实施方式
本发明硫醚的结构式为，式中R1和R2是C1～C4的烃基、苯基、对硝基苯基、对甲氧基苯基、对氰基苯基、邻溴苯基、对溴苯基中的任意一种，且R1和R2不相同。
一、制备苯甲亚砜：
1、氧化反应
在10ml圆底烧瓶中加入14.8mg硝酸镁，48mg三溴化吡啶，加入2ml乙醇作为溶剂，再加入124mg苯甲硫醚，室温下，空气中搅拌氧化反应7小时，得苯甲亚砜粗品。
2、分离提纯
用饱和硫代硫酸钠水溶液淬灭苯甲亚砜粗品，用二氯甲烷萃取，取得有机相后再用无水硫酸镁干燥。
经柱色谱分离得产物——苯甲亚砜精品。
所得到的产物的数据如下：
IR (KBr): ν max/cm-1 3265, 1477, 1038, 749, 692;
1H NMR: (600 MHz; CDCl3) δ = 2.73 (s, 3H), 7.48-7.54 (m, 3H), 7.64-7.65 (d, 2H, J =7.437 Hz);
13C NMR: (CDCl3; 150 MHz) δ = 44.13, 123.6, 129.5, 131.2, 145.7.
上述数据表明产物为苯甲亚砜，用气相色谱检测，采用峰面积×正校因子法定量，苯甲亚砜的产率为90%，其结构式为
二、制备对甲基苯甲亚砜：
1、氧化反应
在10ml圆底烧瓶中加入14.8mg硝酸镁，48mg三溴化吡啶，加入2ml乙醇作为溶剂，再加入138mg对甲基苯甲硫醚，室温下，空气中搅拌3.5小时，得到对甲基苯甲亚砜粗品。
2、分离提纯
用饱和硫代硫酸钠水溶液淬灭对甲基苯甲亚砜粗品，用二氯甲烷萃取，取得有机相后再用无水硫酸镁干燥。经柱色谱分离得产物——对甲基苯甲亚砜精品。
所得到的产物的数据如下：
IR (KBr): ν max/cm-1 3451, 2919, 1410, 1057, 1045, 965, 812, 507;
1H NMR: (600 MHz; CDCl3) δ = 2.41 (s, 3H), 2.71 (s, 3H), 7.32 (d, 2H, J = 7.980 Hz), 7.53 (d, 2H, J = 7.869 Hz);
13C NMR: (CDCl3; 150 MHz) δ = 20.3, 42.8, 122.5, 128.9, 140.4, 141.3.
上述数据表明产物为对甲基苯甲亚砜，用气相色谱检测，采用峰面积×正校因子法定量，对甲基苯甲亚砜的产率为92%，其结构式为
三、制备对甲氧基苯甲亚砜：
1、氧化反应
在10ml圆底烧瓶中加入14.8mg硝酸镁，48mg三溴化吡啶，加入2ml乙醇作为溶剂，再加入154mg对甲氧基苯甲硫醚，室温下，空气中搅拌4小时，得对甲氧基苯甲亚砜粗品。
2、分离提纯
用饱和硫代硫酸钠水溶液淬灭对甲氧基苯甲亚砜粗品，用二氯甲烷萃取，取得有机相后再用无水硫酸镁干燥。
经柱色谱分离得产物——对甲氧基苯甲亚砜精品。
所得到的产物的数据如下：
IR (KBr): ν max/cm-1 3453, 2923, 1408, 1052;
1H NMR: (600 MHz; CDCl3) δ = 2.69 (s, 3H), 3.84 (s, 3H), 7.57 (d, 2H, J = 8.494 Hz), 7.59 (d, 2H, J = 8.537 Hz).
13C NMR: (CDCl3; 150 MHz) δ = 43.7, 55.4, 114.8, 125.4, 136.5, 161.9.
上述数据表明产物为对甲氧基苯甲亚砜，用气相色谱检测，采用峰面积×正校因子法定量，对甲氧基苯甲亚砜的产率为95%，其结构式为
四、制备对溴苯甲亚砜：
1、氧化反应
在10ml圆底烧瓶中加入8.5mg硝酸钠，48mg三溴化吡啶，加入2ml乙醇作为溶剂，再加入203mg对溴苯甲硫醚，室温下，空气中搅拌24小时，制得对溴苯甲亚砜粗品。
2、分离提纯
用饱和硫代硫酸钠水溶液淬灭对甲氧基苯甲亚砜粗品，用二氯甲烷萃取，取得有机相后再用无水硫酸镁干燥。
经柱色谱分离得产物——对溴苯甲亚砜精品。
所得到的产物的数据如下：
IR (KBr): ν max/cm-1 3441, 1530, 1384, 1045;
1H NMR: (600 MHz; CDCl3) δ = 2.73 (s, 3H), 7.52-7.54 (d, 2H, J = 8.287 Hz), 7.67-7.68 (d, 2H, J = 8.233 Hz);
13C NMR: (CDCl3; 150 MHz) δ = 44.0, 125.1, 125.5, 132.5, 144.8.
上述数据表明产物为对溴苯甲亚砜，用气相色谱检测，采用峰面积×正校因子法定量，对溴苯甲亚砜的产率为90%，其结构式为
五、制备邻溴苯甲亚砜：
1、氧化反应
在10ml圆底烧瓶中加入8.5mg硝酸钠，24mg液溴，加入2ml乙醇作为溶剂，再加入203mg邻溴苯甲硫醚，室温下，空气中搅拌7小时，得到邻溴苯甲亚砜粗品。
2、分离提纯
用饱和硫代硫酸钠水溶液淬灭邻溴苯甲亚砜粗品，用二氯甲烷萃取，取得有机相后再用无水硫酸镁干燥。
经柱色谱分离得产物——邻溴苯甲亚砜精品。
所得到的产物的数据如下：
IR (KBr): ν max/cm-1 3450, 2920, 1447, 1093, 1060, 1015, 758, 517;
1H NMR: (600 MHz; CDCl3) δ = 2.82-2.84 (d, 3H, J = 13.50 Hz), 7.35-7.38 (m, 1H), 7.55-7.57 (t, 2H, J = 7.846 Hz), 7.94 (s, 1H);
13C NMR: (CDCl3; 150 MHz) δ = 42.3, 118.5, 125.7, 128.6, 132.2, 132.9, 146.1.
上述数据表明产物为邻溴苯甲亚砜，用气相色谱检测，采用峰面积×正校因子法定量，邻溴苯甲亚砜的产率为93%，其结构式为
六、制备对硝基苯甲亚砜：
1、氧化反应
在10ml圆底烧瓶中加入8.5mg硝酸钠，24mg液溴，加入2ml乙醇作为溶剂，再加入169mg对硝基苯甲硫醚，室温下，空气中搅拌10小时，制得对硝基苯甲亚砜粗品。
2、分离提纯
用饱和硫代硫酸钠水溶液淬灭对硝基苯甲亚砜粗品，用二氯甲烷萃取，取得有机相后再用无水硫酸镁干燥。
经柱色谱分离得产物——对硝基苯甲亚砜精品。
所得到的产物的数据如下：
IR (KBr): ν max/cm-1 3099, 2863, 1529, 1344, 1087;
1H NMR: (600 MHz; CDCl3) δ = 2.77 (s, 3H), 7.81-7.83 (d, 2H, J = 8.436 Hz), 8.36-8.37 (d, 2H, J = 8.656 Hz);
13C NMR: (CDCl3; 150 MHz) δ= 42.9, 123.4, 123.5, 148.5, 152.3.
上述数据表明产物为对硝基苯甲亚砜，用气相色谱检测，采用峰面积×正校因子法定量，对硝基苯甲亚砜的产率为95%，其结构式为
七、制备对氰基苯甲亚砜：
1、氧化反应
在10ml圆底烧瓶加入8.5mg硝酸钠，24mg液溴，加入2ml乙醇作为溶剂，再加入149mg苯甲硫醚，室温下，空气中搅拌4小时，制得对氰基苯甲亚砜粗品。
2、分离提纯
用饱和硫代硫酸钠水溶液淬灭对氰基苯甲亚砜粗品，用二氯甲烷萃取，取得有机相后再用无水硫酸镁干燥。
经柱色谱分离得产物——对氰基苯甲亚砜精品。
所得到的产物的数据如下：
IR (KBr): ν max/cm-1 3026, 2228, 1085;
1H NMR: (600 MHz; CDCl3) δ = 2.63 (s, 3H), 7.83-7.84(d, 2H, J = 8.436 Hz), 8.39-8.40(d, 2H, J = 8.397 Hz);
13C NMR: (CDCl3; 150 MHz) δ = 43.4, 114.3, 117.4, 124.0, 132.7, 151.1.
上述数据表明产物为对氰基苯甲亚砜，用气相色谱检测，采用峰面积×正校因子法定量，对氰基苯甲亚砜的产率为92%，其结构式为
八、制备苯基乙基亚砜：
1、氧化反应
在10ml圆底烧瓶中加入8.5mg硝酸钠，48mg三溴化吡啶，加入2ml乙醇作为溶剂，再加入138mg苯乙硫醚，室温下，空气中搅拌6小时，制得苯基乙基亚砜粗品。
2、分离提纯
用饱和硫代硫酸钠水溶液淬灭苯基乙基亚砜粗品，用二氯甲烷萃取，取得有机相后再用无水硫酸镁干燥。
经柱色谱分离得产物——苯基乙基亚砜精品。
所得到的产物的数据如下：
IR (KBr): ν max/cm-1 3652, 2939, 2372, 1444, 1043, 750;
1H NMR: (600 MHz; CDCl3) δ = 1.16-1.18 (t, 3H, J = 7.441 Hz), 2.72-2.91 (m, 2H), 7.45-7.51 (m, 3H) 7.58-7.59 (d, 2H, J = 6.276 Hz);
13C NMR: (CDCl3; 150 MHz) δ= 5.87, 50.1, 124.0, 129.0, 130.8, 143.0.
上述数据表明产物为苯基乙基亚砜，用气相色谱检测，采用峰面积×正校因子法定量，对氰基苯甲亚砜的产率为92%，其结构式为
九、制备苯基正丁基亚砜：
1、氧化反应
在10ml圆底烧瓶中加入10mg硝酸钾，48mg三溴化吡啶，加入2ml乙醇作为溶剂，再加入166mg苯正丁硫醚，室温下，空气中搅拌8小时，制得苯基正丁基亚砜粗品。
2、分离提纯
用饱和硫代硫酸钠水溶液淬灭苯基正丁基亚砜粗品，用二氯甲烷萃取，取得有机相后再用无水硫酸镁干燥。
经柱色谱分离得产物——苯基正丁基亚砜精品。
所得到的产物的数据如下：
IR (KBr): ν max/cm-1 3448, 2372, 1637, 1384, 1018, 750;
1H NMR: (600 MHz; CDCl3) δ = 0.90-0.92 (t, 3H, J = 7.210 Hz), 1.40-1.71 (m, 4H), 2.85 (s, 2H) 7.52-7.63 (m, 5H);
13C NMR: (CDCl3; 150 MHz) δ= 13.5, 21.7, 24.1, 56.7, 124.2, 129.3, 142.5.
上述数据表明产物为苯基正丁基亚砜，用气相色谱检测，采用峰面积×正校因子法定量，苯基正丁基亚砜的产率为85%，其结构式为
十、制备2-氯乙基苯基亚砜：
1、氧化反应
在10ml圆底烧瓶中加入10mg硝酸钾，24mg液溴，加入2ml乙醇作为溶剂，再加入172mg 2-氯乙基苯硫醚，室温下，空气中搅拌7小时，制得2-氯乙基苯基亚砜粗品。
2、分离提纯
用饱和硫代硫酸钠水溶液淬灭2-氯乙基苯基亚砜粗品，用二氯甲烷萃取，取得有机相后再用无水硫酸镁干燥。
经柱色谱分离得产物——2-氯乙基苯基亚砜精品。
所得到的产物的数据如下：
IR (KBr): ν max/cm-1 3678, 2374, 1477, 1049, 754;
1H NMR: (600 MHz; CDCl3) δ = 3.05-03.13 (m, 2H), 3.55-3.60 (m, 1H), 3.65-3.91 (m, 1H) 7.45-7.47 (m, 3H). 7.56-7.57 (t, 2H, J = 6.968 Hz);
13C NMR: (CDCl3; 150 MHz) δ = 35.6, 58.4, 122.9, 128.5, 130.4, 142.0.
上述数据表明产物为2-氯乙基苯基亚砜，用气相色谱检测，采用峰面积×正校因子法定量，2-氯乙基苯基亚砜的产率为83%，其结构式为
Claims (6)
1.氧化硫醚合成亚砜的方法，其特征在于以乙醇作为溶剂、以三溴化吡啶和硝酸盐为催化剂，室温条件下，在空气中将硫醚氧化合成亚砜化合物粗品；
所述硫醚的结构式为 
，其中，R1和R2不相同，R1、R2分别是C1～C4的烃基、苯基、对硝基苯基、对甲氧基苯基、对氰基苯基、邻溴苯基、对溴苯基中的任意一种；
所述硫醚、三溴化吡啶和硝酸盐的投量摩尔比为1︰0.15︰0.1。
2.根据权利要求1所述氧化硫醚合成亚砜的方法，其特征在于所述硝酸盐为硝酸镁或硝酸钠或硝酸钾。
3. 根据权利要求1所述氧化硫醚合成亚砜的方法，其特征在于先以饱和硫代硫酸钠水溶液淬灭亚砜化合物粗品，用二氯甲烷萃取，将有机相用无水硫酸镁干燥，再用柱色谱分离，得到纯化的亚砜化合物。
4.氧化硫醚合成亚砜的方法，其特征在于以乙醇作为溶剂、以液溴和硝酸盐为催化剂，室温条件下，在空气中将硫醚氧化合成亚砜化合物粗品；
所述硫醚的结构式为
，其中，R1和R2不相同，R1、R2分别是C1～C4的烃基、苯基、对硝基苯基、对甲氧基苯基、对氰基苯基、邻溴苯基、对溴苯基中的任意一种；
所述硫醚、液溴和硝酸盐的投量摩尔比为1︰0.15︰0.1。
5.根据权利要求4所述氧化硫醚合成亚砜的方法，其特征在于所述硝酸盐为硝酸镁或硝酸钠或硝酸钾。
6. 根据权利要求4所述氧化硫醚合成亚砜的方法，其特征在于先以饱和硫代硫酸钠水溶液淬灭亚砜化合物粗品，用二氯甲烷萃取，将有机相用无水硫酸镁干燥，再用柱色谱分离，得到纯化的亚砜化合物。
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Granted publication date: 20130605 Termination date: 20170118 |