CN105837480A - 一种不对称芳香硫醚的制备方法 - Google Patents

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张啸
田仁杰
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Abstract

本发明公开了一种不对称芳香硫醚的制备方法，其步骤为：将芳基硫酚或者烷基硫醇、卤代芳烃和碱依次加入反应容器中，最后加入咪唑类离子液体作为溶剂并搅拌反应；反应结束后加入乙酸乙酯，通过分液回收离子液体，旋蒸除去溶剂，经柱层析硅胶得到目标产物。本发明采用咪唑类离子液体作为反应介质，反应条件较为温和，无需使用过渡金属催化剂；反应产率高，底物耐受性好。

Description

一种不对称芳香硫醚的制备方法
技术领域
本发明属于绿色化学技术领域，具体涉及离子液体的使用及对C-S键构建促进的研究。
背景技术
有机硫化物在医药、农药以及化学合成中有十分重要的应用价值。据统计，治疗12类主要疾病的1969种药物中，含硫的药物占到了24.6%，从1930年到2010年这八十年间陆续有大量的含硫药物被开发利用。有机硫化物可以用于材料物理、电子和表面性质的改性，因此其在材料也有广泛的应用价值。其中不对称芳基硫醚是一类重要的含硫化合物，其在有机合成和医药领域都有广泛的应用价值。
在已经报道的不对称芳香硫醚的制备方法中，以硫醇和芳基卤代烃为原料通过过渡金属催化的交叉偶联反应制备(Org. Lett. 2014, 16, 1196)应用最为广泛，该方法主要是通过选用一些有效的过渡金属，在硫醇与卤代芳烃的交叉偶联反应中起到催化的作用。然而虽然它的反应条件较为温和，产率也很可观，由于使用了过渡金属，后续处理较为复杂，对环境也会有一定的影响。
发明内容
本发明的目的是提供一种不对称芳香硫醚的制备方法，其副反应较少，产率较高，反应介质可以回收套用，对设备的要求也不高。
实现本发明目的的技术解决方案是：一种不对称芳香硫醚的制备方法，包括如下步骤：
将芳基硫酚或者烷基硫醇、卤代芳烃和碱依次加入反应容器中，最后加入咪唑类离子液体作为溶剂并搅拌反应；反应结束后加入乙酸乙酯，通过分液回收离子液体，所得乙酸乙酯相旋蒸除去溶剂，经柱层析硅胶得到不对称芳香硫醚。
上述制备步骤中，所述的芳基硫酚为对甲苯硫酚，烷基硫醇为苄硫醇、环己硫醇中的一种。
上述制备步骤中，所述的卤代芳烃为邻氟硝基苯、对氟硝基苯、对氯硝基苯、邻氯硝基苯、2-氟吡啶、5-氟-2-硝基苯酚或4-氟苯甲酸甲酯中的一种。
上述制备步骤中，所述的卤代芳烃与芳烃硫酚或烷烃硫醇的摩尔比为1:1~1.2。
上述制备步骤中，所述的碱为碳酸钾、碳酸钠、碳酸铯、DBU（1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯）或磷酸三钾中的一种。
上述制备步骤中，碱的量为卤代芳烃的1~3倍当量。
上述制备步骤中，所述的咪唑类离子液体为[Omim]Br。
上述制备步骤中，所述的反应温度为80~120 oC。
上述制备步骤中，所述的反应时间为6~12 h。
本发明与现有技术相比，有以下显著的特点：
(1) 咪唑类离子液体作为反应介质具有廉价、低挥发性和可回收等优点；
(2) 反应条件较为温和，无需使用强碱或者过渡金属催化剂；
(3) 反应产率高，底物耐受性好，具有一定的工业化前景。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
实施例1
本实施例使用的反应物为邻氟硝基苯和对甲基苯硫酚，分子量分别为170和124。
在装有转子搅拌的35 mL容量的耐压管中先加入2 mL离子液体，再加入邻氟硝基苯1.0 mmol，对甲苯硫酚1.2 mmol，最后加入2.0 mmol碱，在80 oC的条件下反应8 h。反应结束后，将反应混合液降至室温，加入乙酸乙酯，通过分液回收离子液体，所得乙酸乙酯相旋蒸除去溶剂，经柱层析硅胶得到不对称芳香硫醚1a，收率96%。
实施例2
本实施例使用的反应物为2-氟-5-硝基苯胺和对甲基苯硫酚，分子量分别为156和124。
在装有转子搅拌的35 mL容量的耐压管中先加入2 mL离子液体，再加入加入2-氟-5-硝基苯胺1.0 mmol，对甲苯硫酚1.2 mmol，最后加入2.0 mmol碱，在80oC的条件下反应8h。反应结束后，将反应混合液降至室温，加入乙酸乙酯，通过分液回收离子液体，所得乙酸乙酯相旋蒸除去溶剂，经柱层析硅胶得到不对称芳香硫醚1b，收率93%。
实施例3
本实施例使用的反应物为3-氯-2-氟硝基苯和对甲基苯硫酚，分子量分别为175.5和124。
在装有转子搅拌的35 mL容量的耐压管中先加入2 mL离子液体，再加入3-氯-2-氟硝基苯1.0 mmol，对甲苯硫酚1.2 mmol，最后加入2.0 mmol碱，在80oC的条件下反应8h。反应结束后，将反应混合液降至室温，加入乙酸乙酯，通过分液回收离子液体，所得乙酸乙酯相旋蒸除去溶剂，经柱层析硅胶得到不对称芳香硫醚1c，收率93%。
实施例4
本实施例使用的反应物为邻氟硝基苯和苄硫醇，分子量分别为170和124。
在装有转子搅拌的35 mL容量的耐压管中先加入2 mL离子液体，再加入邻氟硝基苯1.0 mmol，苄硫醇1.2 mmol，最后加入2.0 mmol碱，在80oC的条件下反应8h。反应结束后，将反应混合液降至室温，加入乙酸乙酯，通过分液回收离子液体，所得乙酸乙酯相旋蒸除去溶剂，经柱层析硅胶得到不对称芳香硫醚1d，收率95%。
实施例5
本实施例使用的反应物为邻氟硝基苯和环己硫醇，分子量分别为170和116。
在装有转子搅拌的35 mL容量的耐压管中先加入2 mL离子液体，再加入邻氟硝基苯1.0 mmol，环己硫醇1.2 mmol，最后加入2.0 mmol碱，在80oC的条件下反应8h。反应结束后，将反应混合液降至室温，加入乙酸乙酯，通过分液回收离子液体，所得乙酸乙酯相旋蒸除去溶剂，经柱层析硅胶得到不对称芳香硫醚1e，收率96%。
实施例6
本实施例使用的反应物为对氯硝基苯和对甲苯硫酚，分子量分别为157.5和124。
在装有转子搅拌的35 mL容量的耐压管中先加入2 mL离子液体，再加入对氯硝基苯1.0 mmol，对甲苯硫酚1.2 mmol，最后加入2.0 mmol碱，在120℃的条件下反应8h。反应结束后，将反应混合液降至室温，加入乙酸乙酯，通过分液回收离子液体，所得乙酸乙酯相旋蒸除去溶剂，经柱层析硅胶得到不对称芳香硫醚1f，收率94%。
实施例7
本实施例使用的反应物为2-氟吡啶和对甲苯硫酚，分子量分别为97和124。
在装有转子搅拌的35 mL容量的耐压管中先加入2 mL离子液体，再加入2-氟吡啶1.0 mmol，对甲苯硫酚1.2 mmol，最后加入2.0 mmol碱，在80oC的条件下反应8h。反应结束后，将反应混合液降至室温，加入乙酸乙酯，通过分液回收离子液体，所得乙酸乙酯相旋蒸除去溶剂，经柱层析硅胶得到不对称芳香硫醚1g，收率83%。
实施例8
本实施例使用的反应物为5-氟-2-硝基苯酚和对甲苯硫酚，分子量分别为157和124。
在装有转子搅拌的35 mL容量的耐压管中先加入2 mL离子液体，再加入5-氟-2-硝基苯酚1.0 mmol，对甲苯硫酚1.2 mmol，最后加入2.0 mmol碱，在80oC的条件下反应8h。反应结束后，将反应混合液降至室温，加入乙酸乙酯，通过分液回收离子液体，所得乙酸乙酯相旋蒸除去溶剂，经柱层析硅胶得到不对称芳香硫醚1h，收率86%。
实施例9
本实施例使用的反应物为4-氟苯甲酸甲酯和对甲苯硫酚，分子量分别为154和124。
在装有转子搅拌的35 mL容量的耐压管中先加入2 mL离子液体，再加入4-氟苯甲酸甲酯1.0 mmol，对甲苯硫酚1.2 mmol，最后加入2.0 mmol碱，在80oC的条件下反应8h。反应结束后，将反应混合液降至室温，加入乙酸乙酯，通过分液回收离子液体，所得乙酸乙酯相旋蒸除去溶剂，经柱层析硅胶得到不对称芳香硫醚1i，收率81%。
发明人还尝试过不同碳链长度的咪唑类离子液体，在实际操作和结果的对比中发现其他离子液体与[Omim]Br有着较为明显的差别，最主要的是流动性与[Omim]Br相比差了很多，在前期加料与后续处理中产生很大的不便，并且由于流动性较差，也会导致反应搅拌较为困难，产率会受到一定的影响，因此发明人最终选择了[Omim]Br作为该反应的溶剂。
上述实施例仅是对本发明产品的说明，并非对本发明做出任何形式上的限制，在不脱离本发明的技术方案范围之内，任何利用上述揭示的技术内容作出简单变换的等同方案，均属本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种不对称芳香硫醚的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将芳基硫酚或者烷基硫醇、卤代芳烃和碱依次加入反应容器中，最后加入咪唑类离子液体作为溶剂并搅拌反应；反应结束后加入乙酸乙酯，通过分液回收离子液体，旋蒸除去溶剂，经柱层析硅胶得到目标产物。
2.如权利要求1所述的不对称芳香硫醚的制备方法，其特征在于，所述的芳基硫酚为对甲苯硫酚，烷基硫醇为苄硫醇、环己硫醇中的一种。
3.如权利要求1所述的不对称芳香硫醚的制备方法，其特征在于，所述的卤代芳烃为邻氟硝基苯、对氟硝基苯、对氯硝基苯、邻氯硝基苯、2-氟吡啶、5-氟-2-硝基苯酚或4-氟苯甲酸甲酯中的一种。
4.如权利要求1所述的不对称芳香硫醚的制备方法，其特征在于，所述的碱为碳酸钾、碳酸钠、碳酸铯、1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯或磷酸三钾中的一种。
5.如权利要求1所述的不对称芳香硫醚的制备方法，其特征在于，所述的咪唑类离子液体为[Omim]Br。
6.如权利要求1所述的不对称芳香硫醚的制备方法，其特征在于，所述的卤代芳烃与芳烃硫酚或烷烃硫醇的摩尔比为1:1~1.2。
7.如权利要求1所述的不对称芳香硫醚的制备方法，其特征在于，碱的量为卤代芳烃的1~3倍当量。
8.如权利要求1所述的不对称芳香硫醚的制备方法，其特征在于，反应温度为80~120oC。
9.如权利要求1所述的不对称芳香硫醚的制备方法，其特征在于，反应时间为6~12 h。
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