CN107188846B - 一种芳硒基杂环化合物的合成方法 - Google Patents
一种芳硒基杂环化合物的合成方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107188846B CN107188846B CN201710384216.6A CN201710384216A CN107188846B CN 107188846 B CN107188846 B CN 107188846B CN 201710384216 A CN201710384216 A CN 201710384216A CN 107188846 B CN107188846 B CN 107188846B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- reaction
- carboxylic acid
- formula
- arylseleno
- preparation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D213/00—Heterocyclic compounds containing six-membered rings, not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom and three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
- C07D213/02—Heterocyclic compounds containing six-membered rings, not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom and three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
- C07D213/89—Heterocyclic compounds containing six-membered rings, not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom and three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with hetero atoms directly attached to the ring nitrogen atom
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D277/00—Heterocyclic compounds containing 1,3-thiazole or hydrogenated 1,3-thiazole rings
- C07D277/02—Heterocyclic compounds containing 1,3-thiazole or hydrogenated 1,3-thiazole rings not condensed with other rings
- C07D277/20—Heterocyclic compounds containing 1,3-thiazole or hydrogenated 1,3-thiazole rings not condensed with other rings having two or three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
- C07D277/32—Heterocyclic compounds containing 1,3-thiazole or hydrogenated 1,3-thiazole rings not condensed with other rings having two or three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to ring carbon atoms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D307/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom
- C07D307/77—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom ortho- or peri-condensed with carbocyclic rings or ring systems
- C07D307/78—Benzo [b] furans; Hydrogenated benzo [b] furans
- C07D307/82—Benzo [b] furans; Hydrogenated benzo [b] furans with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to carbon atoms of the hetero ring
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D333/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom
- C07D333/50—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom condensed with carbocyclic rings or ring systems
- C07D333/52—Benzo[b]thiophenes; Hydrogenated benzo[b]thiophenes
- C07D333/62—Benzo[b]thiophenes; Hydrogenated benzo[b]thiophenes with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to carbon atoms of the hetero ring
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
本发明涉及一种芳硒基杂环化合物的合成方法，在有机溶剂中，氧气条件下，以芳香杂环羧酸与二芳基二硒醚为反应原料，在铜催化剂、配体和碱的共同促进作用下，通过氧化脱羧偶联反应得到芳硒基杂环化合物。所述方法芳香杂环羧酸底物和铜催化剂廉价易得、底物范围广泛、反应条件简单、产物的产率和纯度高，为芳硒基杂环化合物开拓了新的合成路线和方法，具有良好的应用潜力和研究价值。
Description
技术领域
本发明属于有机化合物合成技术领域，尤其是涉及一种芳硒基杂环化合物的合成方法。
背景技术
迄今为止，硒元素已被广泛应用于医药、高分子材料、农药的合成，例如开发了多个含有硒醚结构的药物分子：Ebselen(依布硒林)是日本第一制药和德国Nattermann公司开发的新型抗炎药，目前处于临床III期研究；具有抗肿瘤活性的含硒的替加氟的硫代磷酸酯类化合物，对多种肿瘤细胞株具有抑制作用的硒化修饰的南板蓝根多糖化合物。甚至农业领域，硒醚化合物结构又广谱存在于杀菌剂和除草剂中，如用作农作物除草剂的含硒三唑酰胺。大量的科学研究表明，硒是构成谷胱甘肽过氧化物酶的活性成分，作为自由基抑制剂，有效防止胰岛β细胞氧化破坏，促进糖份代谢、降低血糖和尿糖，改善糖尿病患者的症状，并且人体所需的半胱氨酸、蛋氨酸也是含硒化合物。
几种常见含不对称二芳基硒醚药物结构
正是由于含有不对称二芳基硒醚化合物如此重要，人们对其合成开展了大量研究，尤其是对芳硒基杂环类化合物的合成，目前已经探索了多条合成路线和方法：
2013年，Ranu等人(Solvent-Controlled Halo-Selective Selenylation ofAryl Halides Catalyzed by Cu(II)Supported on Al2O3.A General Protocol for theSynthesis of Unsymmetrical Organo Mono-and Bis-Selenides J.Org.Chem.2013，78，7145-7153.)报道了氧化铝负载的铜催化芳香卤化物(包括噻吩、吡啶和噻唑卤化物)与二芳基二硒醚的偶联反应制备芳硒基杂环化合物，然而该反应缺陷在于铜催化剂进行均匀地分散在氧化铝表面，反应过程中产生的卤化盐对环境的负担较重，反应式如下：
2013年，Ranu等人(A general and green procedure for the synthesis oforganochalcogenides by CuFe2O4 nanoparticle catalysed coupling oforganoboronic acids and dichalcogenides in PEG-400.RSC Adv.，2013，3，117-125.)报道了利用纳米CuFe2O4催化剂，在聚乙二醇400溶剂中，以二甲亚砜作为添加剂，实现了硼试剂(包括吡啶和噻吩硼试剂)与二苯基二硒醚的偶联反应得到芳硒基杂环化合物，然而该反应局限于硼试剂的预先制备，增加了经济成本，反应式如下：
2014年，Ranu等人(Visible Light Photocatalyzed Direct Conversion ofAryl-/Heteroarylamines to Selenides at Room Temperature Org.Lett.2014，16，1814-1817.报道了染料eosinY在蓝色光下催化芳香重氮盐(包括吡啶、喹啉、噻唑和吲哚芳胺底物)与二芳基二硒醚的脱氮反应合成芳硒基杂环化合物，该反应的缺陷仅能够进行小剂量反应，且在光照条件下反应不均匀使得实验重复性较差，反应式如下：
2015年，Frank等人(Heterogeneously Catalyzed Direct C-H Thiolation ofHeteroarenes.Angew.Chem.Int.Ed.2015，54，1-6)报道了氧化铝负载的钯异相催化芳香杂环与二苯基二硒醚的C-H键芳硒基化反应合成芳硒基杂环化合物，然而该反应缺乏区域选择性得到混合物。
如上述和可见，虽然现有技术中存在多种合成芳硒基杂环类化合物的制备方法，但这些方法大多存在着操作繁琐、原料需要预先制备、副反应多、条件剧烈、官能团容忍性差、底物范围窄等诸多缺点。因此，对于简便、易于处理、底物廉价易得的原料来制备芳硒基杂环衍生物显得尤为重要，尤其是利用芳香杂环羧酸与二芳基二硒醚的氧化脱酸偶联反应制备芳硒基杂环化合物的反应，至今未曾报道，仍存在继续进行研究和探索的必要，这也是本发明得以完成的基础和动力所在。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是芳硒基杂环化合物的制备过程中操作复杂的问题。
本发明所要解决的第二个技术问题是芳硒基杂环化合物的制备过程中官能团容忍性差的问题。
本发明所要解决的第三个技术问题是芳硒基杂环化合物制备过程适合大规模工业化生产的问题。
为解决以上技术问题，本发明提供下述技术方案：
一种芳硒基杂环化合物及制备方法，在有机溶剂中，氧气条件下，以具有如式(I)所示结构的芳香杂环羧酸与式(II)所示结构的二芳基二硒醚为反应原料，在铜催化剂、配体和碱的共同促进作用下，通过氧化脱羧偶联反应得到式(III)所示结构的芳硒基杂环化合物；
上述的反应过程，可用下述反应方程式表示：
所述(I)所示结构的芳香杂环羧酸与式(II)所示结构的二芳基二硒醚的摩尔比为1∶1-1∶5，优选为1∶2。
(1)芳香杂环羧酸化合物
本发明中的芳香杂环羧酸化合物是吡啶氮氧-2-羧酸、3-甲基-苯并噻吩-2-羧酸、3-甲基-苯并呋喃-2-羧酸和5-甲基-2-苯基噻唑-4-羧酸。
(2)二芳基二硒醚化合物
本发明中的二芳基二硒醚化合物中的Ar是苯基、4-溴苯基、4-氯苯基和4-氰基苯基。
(3)催化剂
本发明中的催化剂是对如式(I)所示结构的芳香杂环羧酸、式(II)所示结构的二芳基二硒醚的脱酸氧化偶联反应制备式(III)所示结构的芳硒基杂环化合物的催化剂；优选本发明中的催化剂为铜催化剂。铜催化剂包括无机铜或有机铜化合物。无机铜催化剂包括无机铜催化剂包括氧化铜(CuO)、碘化亚铜(CuI)、溴化亚铜(CuBr)、氯化亚铜(CuCl)、铜粉(Cu)、氟化铜(CuF2)、硫酸亚铜(CuSO4)、氯化铜(CuCl2)、氧化亚铜(Cu2O)。有机铜催化剂包括三氟磺酸铜(Cu(OTf)2)、乙酰丙酮铜(Cu(acac)2)、醋酸铜(Cu(OAc)2)、硫氰酸亚铜(CuSCN)、乙酸亚铜(CuOAc)，优选乙酸铜(Cu(OAc)2)。
以摩尔为计量单位，催化剂的用量为如式(I)化合物用量的1-15％。优选催化剂用量为如式(I)所示合物用量的15％。
(3)配体
本发明中的配体为三苯基膦、三环己基膦、三丁基膦、1，10-邻菲罗啉、2-乙酰基环己酮、4，4′-二甲基-2，2′-联吡啶、三联吡啶、2，2′-联吡啶或1，2-双(膦酰)苯，优选为1，10-邻菲罗啉。
以摩尔为计量单位，配体的用量为所述式(I)化合物用量的1-15％，优选为15％。
(4)碱
本发明中的碱为碳酸锂、碳酸铯、碳酸钾、碳酸钠、醋酸钠、醋酸锂、醋酸钾、磷酸钾、磷酸钠、叔丁醇钠、氟化锂、氟化钾、氟化钠、碳酸铵、叔丁醇锂或叔丁醇钾中的至少一种，优选碳酸钾。
以摩尔为计量单位，所述碳酸钾的用量与所述式(I)化合物的用量比为5∶1-1∶1，优选为3∶1。
(5)反应溶剂
本发明反应中使用的溶剂为有机溶剂。有机溶剂可以是醇、醚、酰胺、氯代烷烃、芳香烃、二甲基亚砜、酯、杂环芳烃、脂肪烃中的至少一种。
本发明作为溶剂的醇可以是一元醇、一元醇的聚合物。本发明的醇可以是C1-C4的直链或支链的烷基醇。醇的实例包括但不限于甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇和聚乙二醇。
本发明作为溶剂的醚可以是简单醚、混合醚、环醚，优选环醚。醚的实例包括但不限于乙醚、1，4-二氧六环和四氢呋喃(THF)。
本发明作为溶剂的酰胺的实例有N，N-二甲基酰胺。
本发明作为溶剂的氯代烷烃的实例包括但不限于二氯甲烷、氯仿、四氯化碳和1，2-二氯乙烷。
本发明作为溶剂的芳香烃的实例包括但不限于苯、甲苯和二甲苯。
本发明的有机溶剂的实例还包括二甲基亚砜(DMSO)、乙酸乙酯、吡啶、正己烷，反应溶剂优选甲苯。
(6)反应温度
本发明的制备方法中，反应温度为80-140℃，非限定性地例如可为80℃、90℃、100℃、110℃、120℃、130℃、140℃或150℃。
(7)反应时间
在本发明的制备方法中，反应时间并无特别的限定，例如可通过液相色谱仪检测目标产物或原料的残留百分比而确定合适的反应时间，其通常为15-30小时，非限定性例如为15小时、17小时、19小时、21小时、23小时、25小时、27小时、28小时或30小时。
(8)分离纯化
对反应后所得的混合物可以进行进一步的分离纯化，已得到较纯的最终产品。本领域普通技术人员熟知分离纯化的方法，例如可以采用萃取、柱层析、蒸馏、过滤、离心、洗涤、分馏和吸附或者至少两种的组合等方法进行分离纯化，例如萃取、柱层析。
当然如果需要也可以将获得的反应混合物直接引入到其他工序直接反应来生产其他产品。可选的，在引入到其他工序之前，可以对反应混合物进行预处理，例如，浓缩、萃取和减压蒸馏中的一种或多种实验操作，以得到粗产品或纯的产品，然后引入到其他工序。
在一种优选的实施方式中，反应结束后的后处理步骤可为如下方法：反应结束后，将反应液冷却后加入乙酸乙酯过滤，减压浓缩，将浓缩物通过柱色谱分离(其中硅胶为300-400目硅胶)，以石油醚和乙醚体混合液为洗脱剂，收集洗脱液，浓缩后得到目标产物。
由上述制备方法制得的芳硒基杂环化合物。
本发明提供的芳硒基杂环化合物的制备方法具有如下有益效果：
a)反应高效、收率高、后处理简单、操作简便；
b)芳香杂环羧酸和铜催化剂廉价易得；
c)利用二芳基二硒醚为芳硒基化试剂；
d)反应底物廉价易得、官能团容忍性高；
e)反应放大后反应效率更高。
本发明以廉价易得的如(I)所示结构的芳香杂环羧酸与式(II)所示结构的二芳基二硒醚为反应原料，在氧气反应氛围下，在过渡金属铜催化剂、配体和碱的共同促进作用下，反应得到式(III)所示结构的芳硒基杂环化合物。反应条件、后处理操作简单，适合大规模工业化生产。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本发明进行详细说明，但这些例举性实施方式的用途和目的仅用来例举本发明，并非对本发明的实际保护范围构成任何形式的任何限定，更非将本发明的保护范围局限于此。
以下实施例所给出的新化合物的数据和纯度均通过核磁共振鉴定。
实施例1
2，6-二苯硒基吡啶氮氧化物的合成
在室温下，将吡啶氮氧-2-羧酸(0.4mmol，1equiv)、二苯基二硒醚(0.8mmol，2equiv)，Cu(OAc)2(0.06mmol)、1，10-邻菲罗啉(0.06mmol)、碳酸钾(1.2mmol，3equiv)和2mL甲苯加入到反应管中，然后充入氧气，并且置换三次，在氧气反应环境下，150℃反应温度下搅拌24h。通过薄层色谱监测反应结束后，将反应混合物冷却，然后加入乙酸乙酯过滤，然后旋掉溶剂，经柱层析分离得到产物(洗脱剂：石油醚∶乙醚＝98∶2)，产物为黄色液体，收率58％，产物重量为94mg。
所得产物的核磁共振氢谱的数据如下：
1H NMR(500MHz，CDCl3)：δ7.72(d，J＝7.3Hz，4H)，7.51-7.48(m，2H)，7.45-7.42(m，4H)，6.72(t，J＝7.8Hz，1H)，6.40(d，J＝7.9Hz，2H)；
所得产物的核磁共振碳谱的数据如下：
13C NMR(125MHz，CDCl3)：δ150.8，137.4，130.1，129.9，126.2，125.5，120.2；
对产物进行高分辨质谱分析的理论计算和实验结果如下：
HRMS(TIC)：calcd for C17H13NOSe2[M+H]+407.9401，；
Found 407.9402.
实施例2
3-甲基-2-苯硒基苯并噻吩的合成
在室温下，将3-甲基-苯并噻吩-2-羧酸(0.4mmol，1equiv)、二苯基二硒醚(0.8mmol，2equiv)，Cu(OAc)2(0.06mmol)、1，10-邻菲罗啉(0.06mmol)、碳酸钾(1.2mmol，3equiv)和2mL甲苯加入到反应管中，然后充入氧气，并且置换三次，在氧气反应环境下，150℃反应温度下搅拌24h。通过薄层色谱监测反应结束后，将反应混合物冷却，然后加入乙酸乙酯过滤，然后旋掉溶剂，经柱层析分离得到产物(洗脱剂：石油醚∶乙醚＝98∶2)，产物为黄色液体，收率76％，产物重量为92mg。
所得产物的核磁共振氢谱的数据如下：
1H NMR(500MHz，CDCl3)：δ7.53(d，J＝7.6Hz，1H)，7.45(d，J＝8.1Hz，1H)，7.35-7.34(m，2H)，7.32-7.29(m，1H)，7.25-7.20(m，4H)，2.36(s，3H)；
所得产物的核磁共振碳谱的数据如下：
13C NMR(125MHz，CDCl3)：δ156.8，140.5，130.8，130.5，129.4，129.1，126.9，125.2，124.7，122.5，119.7，111.3，9.9；
对产物进行高分辨质谱分析的理论计算和实验结果如下：
HRMS(TIC)：calcd for C15H12SSe[M+H]+304.9898；
Found 304.9897.
实施例3
3-甲基-2-苯硒基苯并呋喃的合成
在室温下，将3-甲基-苯并呋喃-2-羧酸(0.4mmol，1equiv)、二苯基二硒醚(0.8mmol，2equiv)，Cu(OAc)2(0.06mmol)、1，10-邻菲罗啉(0.06mmol)、碳酸钾(1.2mmol，3equiv)和2mL甲苯加入到反应管中，然后充入氧气，并且置换三次，在氧气反应环境下，150℃反应温度下搅拌24h。通过薄层色谱监测反应结束后，将反应混合物冷却，然后加入乙酸乙酯过滤，然后旋掉溶剂，经柱层析分离得到产物(洗脱剂：石油醚∶乙醚＝98∶2)，产物为黄色液体，收率80％，产物重量为92mg。
所得产物的核磁共振氢谱的数据如下：
1H NMR(500MHz，CDCl3)：δ7.52(d，J＝7.7Hz，1H)，7.45(d，J＝8.2Hz，1H)，7.35-7.33(m，2H)，7.31-7.28(m，1H)，7.24-7.23(m，1H)，7.21-7.18(m，3H)，2.36(s，3H)；
所得产物的核磁共振碳谱的数据如下：
13C NMR(125MHz，CDCl3)：δ156.8，140.6，130.8，130.5，129.4，129.2，126.9，125.2，124.7，122.5，119.7，111.3，9.9；
对产物进行高分辨质谱分析的理论计算和实验结果如下：
HRMS(TIC)：calcd for C15H12OSe[M+H]+289.0126；
Found 289.0124.
实施例4
5-甲基-2-苯基-4-苯硒基噻唑的合成
在室温下，将5-甲基-2-苯基噻唑-4-羧酸(0.4mmol，1equiv)、二苯基二硒醚(0.8mmol，2equiv)，Cu(OAc)2(0.06mmol)、1，10-邻菲罗啉(0.06mmol)、碳酸钾(1.2mmol，3equiv)和2mL甲苯加入到反应管中，然后充入氧气，并且置换三次，在氧气反应环境下，150℃反应温度下搅拌24h。通过薄层色谱监测反应结束后，将反应混合物冷却，然后加入乙酸乙酯过滤，然后旋掉溶剂，经柱层析分离得到产物(洗脱剂：石油醚∶乙醚＝98∶2)，产物为黄色液体，收率61％，产物重量为81mg。
所得产物的核磁共振氢谱的数据如下：
1H NMR(500MHz，CDCl3)：δ7.91-7.89(m，2H)，7.43-7.41(m，3H)，7.32-7.30(m，2H)，7.25-7.19(m，3H)，2.58(s，3H)；
所得产物的核磁共振碳谱的数据如下：
13C NMR(125MHz，CDCl3)：δ171.2，159.8，133.3，132.3，130.3，129.9，129.4，129.0，126.9，126.4，113.3，16.7；
对产物进行高分辨质谱分析的理论计算和实验结果如下：
HRMS(TIC)：calcd for C12H19NSSe[M+H]+332.0007；
Found 332.0009.
实施例5
4-(3-甲基苯并噻吩-2-硒基)苯甲腈的合成
在室温下，将3-甲基苯并噻吩-2-羧酸(0.4mmol，1equiv)、二(4-氰基苯)二硒醚(0.8mmol，2equiv)，Cu(OAc)2(0.06mmol)、1，10-邻菲罗啉(0.06mmol)、碳酸钾(1.2mmol，3equiv)和2mL甲苯加入到反应管中，然后充入氧气，并且置换三次，在氧气反应环境下，150℃反应温度下搅拌24h。通过薄层色谱监测反应结束后，将反应混合物冷却，然后加入乙酸乙酯过滤，然后旋掉溶剂，经柱层析分离得到产物(洗脱剂：石油醚∶乙醚＝98∶2)，产物为黄色液体，收率83％，产物重量为109mg。
所得产物的核磁共振氢谱的数据如下：
1H NMR(500MHz，CDCl3)：δ7.82-7.78(m，2H)，7.43-7.43(m，4H)，7.28-7.27(m，2H)，2.51(s，3H)；
所得产物的核磁共振碳谱的数据如下：
13C NMR(125MHz，CDCl3)：δ142.9，140.5，140.4，139.3，132.5，128.9，125.7，124.5，122.9，122.2，118.9，118.6，109.8，13.9；
对产物进行高分辨质谱分析的理论计算和实验结果如下：
HRMS(TIC)：calcd for C16H11NSSe[M+H]+329.9850；
Found 329.9851.
实施例6
2-(4-氯苯硒基)-3-甲基苯并噻吩的合成
在室温下，将3-甲基苯并噻吩-2-羧酸(0.4mmol，1equiv)、二(4-氯苯基)二硒醚(0.8mmol，2equiv)，Cu(OAc)2(0.06mmol)、1，10-邻菲罗啉(0.06mmol)、碳酸钾(1.2mmol，3equiv)和2mL甲苯加入到反应管中，然后充入氧气，并且置换三次，在氧气反应环境下，150℃反应温度下搅拌24h。通过薄层色谱监测反应结束后，将反应混合物冷却，然后加入乙酸乙酯过滤，然后旋掉溶剂，经柱层析分离得到产物(洗脱剂：石油醚∶乙醚＝98∶2)，产物为黄色液体，收率80％，产物重量为108mg。
所得产物的核磁共振氢谱的数据如下：
1H NMR(500MHz，CDCl3)：δ7.76(d，J＝7.7Hz，1H)，7.70(d，J＝7.7Hz，1H)，7.39-7.33(m，2H)，7.23(d，J＝7.7Hz，2H)，7.15(d，J＝7.7Hz，2H)，2.49(s，3H)；
所得产物的核磁共振碳谱的数据如下：
13C NMR(125MHz，CDCl3)：δ142.6，139.6，138.8，133.0，131.6，130.4，129.4，125.2，124.3，122.7，122.1，121.4，13.9；
对产物进行高分辨质谱分析的理论计算和实验结果如下：
HRMS(TIC)：calcd for C15H11ClSSe[M+H]+338.9508；
Found 338.9510.
实施例7
2-(4-氯苯硒基)-3-甲基苯并呋喃的合成
在室温下，将3-甲基苯并呋喃-2-羧酸(0.4mmol，1equiv)、二(4-氯苯基)二硒醚(0.8mmol，2equiv)，Cu(OAc)2(0.06mmol)、1，10-邻菲罗啉(0.06mmol)、碳酸钾(1.2mmol，3equiv)和2mL甲苯加入到反应管中，然后充入氧气，并且置换三次，在氧气反应环境下，150℃反应温度下搅拌24h。通过薄层色谱监测反应结束后，将反应混合物冷却，然后加入乙酸乙酯过滤，然后旋掉溶剂，经柱层析分离得到产物(洗脱剂：石油醚∶乙醚＝98∶2)，产物为黄色液体，收率81％，产物重量为104mg。
所得产物的核磁共振氢谱的数据如下：
1H NMR(500MHz，CDCl3)：δ7.52(d，J＝7.7Hz，1H)，7.45(d，J＝8.2Hz，1H)，7.33-7.30(m，1H)，7.28-7.25(m，3H)，7.17(d，J＝8.3Hz，2H)，2.35(s，3H)；
所得产物的核磁共振碳谱的数据如下：
13C NMR(125MHz，CDCl3)：δ156.8，140.0，133.2，131.8，129.5，129.0，128.9，125.4，124.9，122.7，119.8，111.4，9.9；
对产物进行高分辨质谱分析的理论计算和实验结果如下：
HRMS(TIC)：calcd for C15H11BrOSe[M+H]+366.9231；
Found 366.9230.
实施例8
2-(4-溴苯硒基)-3-甲基苯并呋喃的合成
在室温下，将3-甲基苯并呋喃-2-羧酸(0.4mmol，1equiv)、二(4-溴苯基)二硒醚(0.8mmol，2equiv)，Cu(OAc)2(0.06mmol)、1，10-邻菲罗啉(0.06mmol)、碳酸钾(1.2mmol，3equiv)和2mL甲苯加入到反应管中，然后充入氧气，并且置换三次，在氧气反应环境下，150℃反应温度下搅拌24h。通过薄层色谱监测反应结束后，将反应混合物冷却，然后加入乙酸乙酯过滤，然后旋掉溶剂，经柱层析分离得到产物(洗脱剂：石油醚∶乙醚＝98∶2)，产物为黄色液体，收率56％，产物重量为82mg。
所得产物的核磁共振氢谱的数据如下：
1H NMR(500MHz，CDCl3)：δ7.53(d，J＝7.7Hz，1H)，7.45(d，J＝8.2Hz，1H)，7.33-7.30(m，3H)，7.26-7.25(m，1H)，7.20(d，J＝8.1Hz，2H)，2.35(s，3H)；
所得产物的核磁共振碳谱的数据如下：
13C NMR(125MHz，CDCl3)：δ156.8，139.9，132.4，132.0，129.8，129.0，125.4，124.9，122.6，121.2，119.8，111.3，9.9；
对产物进行高分辨质谱分析的理论计算和实验结果如下：
HRMS(TIC)：calcd for C15H11BrOSe[M+H]+366.9231；
Found 366.9230.
实施例9
4-(3甲基苯并呋喃-2-硒基)苯甲腈的合成
在室温下，将3-甲基苯并呋喃-2-羧酸(0.4mmol，1equiv)、二(4-氰基苯基)二硒醚(0.8mmol，2equiv)，Cu(OAc)2(0.06mmol)、1，10-邻菲罗啉(0.06mmol)、碳酸钾(1.2mmol，3equiv)和2mL甲苯加入到反应管中，然后充入氧气，并且置换三次，在氧气反应环境下，150℃反应温度下搅拌24h。通过薄层色谱监测反应结束后，将反应混合物冷却，然后加入乙酸乙酯过滤，然后旋掉溶剂，经柱层析分离得到产物(洗脱剂：石油醚∶乙醚＝98∶2)，产物为黄色液体，收率77％，产物重量为96mg。
所得产物的核磁共振氢谱的数据如下：
1H NMR(500MHz，CDCl3)：δ7.58-7.57(m，1H)，7.49-7.45(m，3H)，7.38-7.35(m，1H)，7.33-7.28(m，3H)，2.37(s，3H)；
所得产物的核磁共振碳谱的数据如下：
13C NMR(125MHz，CDCl3)：δ157.0，138.9，132.6，129.5，128.8，126.4，125.8，122.9，119.9，118.5，111.4，110.2，9.9；
对产物进行高分辨质谱分析的理论计算和实验结果如下：
HRMS(TIC)：calcd for C16H11NOSe[M+H]+314.0079；
Found 314.0077.
由上述实施例1-9可看出，当采用本发明的所述方法时，能够以高产率、高纯度得到芳硒基杂环化合物。
实施例10-18
除将其中的催化剂醋酸铜分别替换为如下的铜催化剂外，以与具有最高产物产率的实施5相同的方式而分别实施了实施例10-18，所使用铜化合物和相应产物的收率如下表1所示。
表1
| 编号 | 铜催化剂 | 反应产率(％) |
| 实施例10 | 不反应 | |
| 实施例11 | CuCl<sub>2</sub> | 27 |
| 实施例12 | CuBr<sub>2</sub> | 33 |
| 实施例13 | Cul | 25 |
| 实施例14 | CuF<sub>2</sub> | 44 |
| 实施例15 | CuCl | 54 |
| 实施例16 | Cu(OTf)<sub>2</sub> | 19 |
| 实施例17 | Cu(acac)<sub>2</sub> | 37 |
| 实施例18 | CuO | 52 |
由上表1可看出，当使用其它铜化合物时，产物产率均大幅度降低。由此证明了本发明所使用的催化剂醋酸铜对该反应具有高效催化性能。
实施例19-26
除将其中的配体1，10-邻菲罗啉分别替换为如下的配体外，以与具有最高产物产率的实施例5相同的方式而分别实施了实施例19-26，所使用铜化合物和相应产物的收率如下表2所示。
表2
| 编号 | 配体 | 反应产率(％) |
| 实施例19 | 三苯基膦 | 不反应 |
| 实施例20 | 三环己基膦 | 不反应 |
| 实施例21 | 三丁基膦 | 不反应 |
| 实施例22 | 2-乙酰基环己酮 | 不反应 |
| 实施例23 | 4，4′-二甲基-2，2′-联吡啶 | 34 |
| 实施例24 | 三联吡啶 | 不反应 |
| 实施例25 | 2，2′-联吡啶或1，2-双(膦酰)苯 | 17 |
| 实施例26 | 20 |
由上表2可看出，当使用其它配体时，产物产率很低甚至没有任何产物。由此证明了本发明所使用的配体1，10-邻菲罗啉对该反应产率的提高极其关键。
实施例27-35
除将其中的碱碳酸钾分别替换为如下的无机碱外，以与具有最高产物产率的实施例5相同的方式而分别实施了实施例27-35，所使用碱化合物和相应产物的收率如下表3所示。
表3
| 编号 | 碱 | 反应产率(％) |
| 实施例27 | 碳酸锂 | 不反应 |
| 实施例28 | 碳酸钠 | 15 |
| 实施例29 | 碳酸铯 | 不反应 |
| 实施例30 | 磷酸钾 | 不反应 |
| 实施例31 | 磷酸钠 | 不反应 |
| 实施例32 | 叔丁醇锂 | 不反应 |
| 实施例33 | 叔丁醇钠 | 不反应 |
| 实施例34 | 叔丁醇钾 | 不反应 |
| 实施例35 | 乙酸钠 | 不反应 |
由上表3可看出，当使用其它碱时，几乎均都不反应，由此证明了碳酸钾是该反应成功的关键因素，且对该反应体系最为有效。
实施例36-46
除将其中的有机溶剂甲苯分别替换为如下的有机溶剂外，以与具有最高产物产率的实施例5相同的方式而分别实施了实施例36-46，所使用有机溶剂和相应产物的收率如下表4所示。
表4
由上表4可看出，当使用其它有机溶剂时，除了在非极性溶剂苯、邻二甲苯和均三甲苯能发生反应，但产率仍有降低；而在强极性和弱配位溶剂条件下没有任何产物。这证明了有机溶剂的合适选择对反应能否进行有着显著的，甚至是决定性的影响。
综上所述，由上述所有实施例可明确看出，当采用本发明的方法即使用铜化合物作为催化剂(尤其是醋酸铜)、配体(1，10-邻菲罗啉)、碱(尤其是碳酸钾)、合适的有机溶剂(尤其是甲苯)所组成的复合反应体系时，能够使芳香杂环羧酸和二芳基二硒醚发生氧化脱酸偶联反应而以高产率和高纯度合成得到芳硒基杂环化合物，为该类化合物的高效快捷合成提供了全新的合成路线。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然科研对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (7)
1.一种芳硒基杂环化合物的制备方法，其特征在于，在有机溶剂中，氧气条件下，以具有如式(I)所示结构的芳香杂环羧酸与式(II)所示结构的二芳基二硒醚为反应原料，在铜催化剂、配体和碱的共同促进作用下，通过氧化脱羧偶联反应得到式(III)所示结构的芳硒基杂环化合物，
式(II)和(III)中，Ar是苯基、4-氯苯基、4-溴苯基、4-氰基苯基，
所述的芳香杂环羧酸是吡啶氮氧-2-羧酸、3-甲基-苯并噻吩-2-羧酸、3-甲基-苯并呋喃-2-羧酸和5-甲基-2-苯基噻唑-4-羧酸，
所述铜催化剂为醋酸铜，
所述配体为1，10-邻菲罗啉，
所述碱是碳酸钾，
所述有机溶剂为甲苯。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，以摩尔量计，所述铜催化剂的用量为所述式(I)化合物用量的1-15％。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，以摩尔量计，所述配体的用量为所述式(I)化合物用量的1-15％。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，以摩尔量计，所述碱的用量与所述式(I)化合物用量比为5∶1-1∶1。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述式(I)所示结构的芳香杂环羧酸与式(II)所示结构的二芳基二硒醚的摩尔比为1∶1-1∶5。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，反应温度为80-150℃。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，反应时间为15-30h。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710384216.6A CN107188846B (zh) | 2017-05-16 | 2017-05-16 | 一种芳硒基杂环化合物的合成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710384216.6A CN107188846B (zh) | 2017-05-16 | 2017-05-16 | 一种芳硒基杂环化合物的合成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107188846A CN107188846A (zh) | 2017-09-22 |
| CN107188846B true CN107188846B (zh) | 2019-08-20 |
Family
ID=59874625
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710384216.6A Expired - Fee Related CN107188846B (zh) | 2017-05-16 | 2017-05-16 | 一种芳硒基杂环化合物的合成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107188846B (zh) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108017581B (zh) * | 2018-01-30 | 2020-07-17 | 河南农业大学 | 一种含氮杂环氮氧化物衍生物及其制备方法 |
| CN108864097B (zh) * | 2018-02-19 | 2021-05-18 | 温州医科大学 | 一种2-芳硒基茶碱化合物及制备方法 |
| CN110272366B (zh) * | 2019-07-30 | 2021-04-02 | 云南大学 | 二芳基硒化物的合成方法 |
| CN110961151B (zh) * | 2019-11-15 | 2022-08-12 | 扬州大学 | 一种钌铜双金属催化剂、制备方法及其应用 |
| CN111620840B (zh) * | 2020-06-17 | 2023-06-30 | 温州医科大学 | 一种2-吗啉基-3-芳硒基萘醌的合成方法 |
| CN113089006B (zh) * | 2021-04-15 | 2022-02-08 | 南华大学 | 一种4-硒基-1h-吡唑化合物的合成方法 |
| CN113930790A (zh) * | 2021-09-07 | 2022-01-14 | 南昌大学 | 一种芳基硒醚化合物的合成方法 |
| CN115286555A (zh) * | 2021-11-26 | 2022-11-04 | 温州医科大学 | 一种3-炔硒基吲哚化合物的合成方法 |
-
2017
- 2017-05-16 CN CN201710384216.6A patent/CN107188846B/zh not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| Aerobic copper-catalyzed decarboxylative thiolation;Minghao Li et al.;《Chem. Commun.》;20160617;第52卷;第8733-8736页 |
| Synthesis of 2-selenyl(sulfenyl)benzofurans via Cu-catalyzed tandem reactions of 2-(gemdibromovinyl)phenols with diorganyl diselenides(disulfides);Jie Liu et al.;《RSC Adv.》;20130123;第3卷;第4723-4730页 |
| 芳族羧酸脱羧偶联反应的研究进展;李永凯等;《浙江化工》;20161231;第47卷(第7期);第5-9页 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107188846A (zh) | 2017-09-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107188846B (zh) | 一种芳硒基杂环化合物的合成方法 | |
| CN107188840B (zh) | 一种不对称二芳基硒醚化合物的合成方法 | |
| CN107188841B (zh) | 一种不对称二芳基单硒醚化合物的合成方法 | |
| CN107056727B (zh) | 一种2-芳基-5-芳硒基-1，3，4-噁二唑化合物及制备方法 | |
| CN107089983A (zh) | 咪唑并均三嗪类化合物及其制备方法和应用 | |
| CN107033048B (zh) | 一种芳基甲基硒醚化合物的合成方法 | |
| DE112011104615B4 (de) | Organoborverbindung und Verfahren zum Herstellen derselben | |
| CN108675948A (zh) | 一种β-羟基硒醚化合物及制备方法 | |
| CN110092724B (zh) | 一种n,n-二甲基-1-萘胺类化合物的制备方法 | |
| CN108863878A (zh) | 一种β-羟基硒醚化合物及制备方法 | |
| CN108484518B (zh) | 一种2-(2，4，6-三甲基苯硒基)-5-甲基苯并恶唑化合物及制备方法 | |
| CN109705050A (zh) | 一种合成4-烃硫基异恶唑的方法 | |
| CN108558785A (zh) | 一种5-芳基-2-芳硒基-1,3-噁唑化合物及制备方法 | |
| CN108864097A (zh) | 一种2-芳硒基茶碱化合物及制备方法 | |
| CN108689892A (zh) | 3-磺酰化-二氢茚酮类化合物及其制备方法 | |
| CN105801336A (zh) | 一种应用三氟乙酸钯合成医药中间体菲化合物的方法 | |
| CN104557725B (zh) | 一种一锅法合成1,2‑二芳基苯并咪唑及其衍生物的方法 | |
| CN108178741B (zh) | β-炔硒基醇类有机化合物的合成方法 | |
| CN106083690A (zh) | 一种多取代3‑亚甲基吲哚酮的制备方法 | |
| CN101372478A (zh) | 一种含2-溴乙烯基-1,2,3-三氮唑化合物及其制备方法 | |
| CN108912045A (zh) | 一种2-苯硒基喹啉化合物及制备方法 | |
| CN111620800A (zh) | 一种芳香羧酸脱羧硒甲基化制备芳基甲基硒醚化合物的方法 | |
| CN109824501A (zh) | 一种邻位含羧二氟亚甲基的芳基碘化合物及制备方法 | |
| CN104262123A (zh) | 一种2-环己烯酮及其衍生物的合成方法 | |
| CN110452145B (zh) | α,β-不饱和硒类化合物的合成方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20190820 |