CN107501145A - 一种二硫醚类化合物的制备方法 - Google Patents

一种二硫醚类化合物的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种二硫醚类化合物的制备方法，具体为：将具有结构(I)的羧酸和硫化钠分散在溶剂中，向上述混合物中加入叔丁基亚硝酸酯，再通过加热搅拌即可得到具有结构(II)的本发明的二硫醚类化合物：本发明首次提供了一种以叔丁基亚硝酸酯为自由基氧化剂，通过羧酸与硫化钠的脱酸偶联来合成二硫醚类目标化合物的新方法。该方法以羧酸和硫化钠为原料，叔丁基亚硝酸酯为氧化剂，不需要额外的添加剂，直接在溶剂中搅拌加热即可实现目标物的构建。所需的反应条件温和、操作简单、原材料便宜易得、可以实现大规模生产。

Description

一种二硫醚类化合物的制备方法
技术领域
本发明涉及化学合成领域，具体为一种二硫醚类化合物的制备方法。
背景技术
迄今，含硫化合物在人类的生活、生产中起到了不可替代的作用。从远古时期的炼丹原料到中世纪火药的发明再到上世纪四十年代磺胺类药物与青霉素的发明，为有机硫化学开辟了一个新道路。时至今日，有机硫化学在诸多领域展示了越来越广泛的应用前景。有机硫化物是指分子中含有硫元素的一类有机化合物，然而在硫化物的发展进程中，无机硫化物占据很长时间，直到20世纪有机硫化物才得以迅速发展。而含硫有机化合物是重要的一类有机结构骨架。尤其是二硫键的可逆断裂和形成可进行能量的储备与释放，并且它的可逆氧化还原可作为有机合成中间体。近年来，二硫醚类化合物已经被广泛地应用于生物、医药、农药、高分子及材料科学等领域，因此二硫醚类化合物的高效构建已经成为了合成化学研究的重点课题。虽然已有一些二硫醚的合成方法被报道和公布(如：Org.Chem.Front.2016,3,1457；Green Chem.2016,18,2609；catalysis letters,2016,146,1497；Org.Biomol.Chem.2013,11,2943)，但是本发明中所公布的通过叔丁基亚硝酸酯氧化羧酸和硫化钠的自由基偶联来构建二硫醚类化合物的方法暂时还没有相关的文献及专利报道。
发明内容
为了克服现有技术中的不足，本发明提供了一种以叔丁基亚硝酸酯为自由基氧化剂，通过羧酸与硫化钠的脱酸偶联来合成二硫醚类目标化合物的新方法。该方法以羧酸和硫化钠为原料，叔丁基亚硝酸酯为氧化剂，不需要额外的添加剂，直接在溶剂中搅拌加热即可实现目标物的构建。所需的反应条件温和、操作简单、原材料便宜、可以实现大规模生产。
本发明的目的是这样实现的：
将具有结构(I)的羧酸和硫化钠分散在溶剂中，向上述混合物中加入叔丁基亚硝酸酯，再通过加热搅拌即可得到具有结构(II)的本发明的二硫醚类化合物：
所述的R为4-氯、4-甲基、3,6-二氯-2-甲氧基、4-甲氧基、3,5-二甲氧基、3-甲基-4-硝基、3-甲氧基、2-甲氧基、4-三氟甲基、4-氟、4-碘、4-溴、2-甲基-3-硝基、4-氰基、4-氰基甲基、4-乙基、4-乙酰氨基或2-乙酰氨基；
所述的溶剂为N,N-二甲基乙酰胺、甲苯、N,N-二甲基甲酰胺、丙酮、对二甲苯、1,4-二氧六环、1,2-二氯乙烷、N-甲基吡咯烷酮、四氢呋喃、二甲亚砜或二氯甲烷；
所述羧酸与硫化钠摩尔比为1:1—1:2；
所述羧酸与叔丁基亚硝酸酯摩尔比为1:3—1:5；
所述的反应温度为90℃—120℃；
所述的反应时间为8—12h。
有益效果：与现有化学合成领域相关技术相比，本发明提供了一种以叔丁基亚硝酸酯为自由基氧化剂，通过羧酸与硫化钠的脱酸偶联来合成二硫醚类目标化合物的新方法。该方法以羧酸和硫化钠为原料，叔丁基亚硝酸酯为氧化剂，不需要额外的添加剂，直接在溶剂中搅拌加热即可实现目标物的构建。所需的反应条件温和、操作简单、原材料便宜、可以实现大规模生产。
附图说明
图1a为根据本发明实施例1,2,3,4制备的对甲苯二硫醚的核磁共振氢谱；
图1b为根据本发明实施例1,2,3,4制备的对甲苯二硫醚的核磁共振碳谱。
具体实施方式
下面结合附图及实施例，对本发明做进一步的说明：
所述的一种二硫醚类化合物的制备方法，包括以下步骤：
将具有结构(I)的羧酸和硫化钠分散在溶剂中，向上述混合物中加入叔丁基亚硝酸酯，再通过加热搅拌即可得到具有结构(II)的本发明的二硫醚类化合物：
所述的R为4-氯、4-甲基、3,6-二氯-2-甲氧基、4-甲氧基、3,5-二甲氧基、3-甲基-4-硝基、3-甲氧基、2-甲氧基、4-三氟甲基、4-氟、4-碘、4-溴、2-甲基-3-硝基、4-氰基、4-氰基甲基、4-乙基、4-乙酰氨基或2-乙酰氨基；
所述的溶剂为N,N-二甲基乙酰胺、甲苯、N,N-二甲基甲酰胺、丙酮、对二甲苯、1,4-二氧六环、1,2-二氯乙烷、N-甲基吡咯烷酮、四氢呋喃、二甲亚砜或二氯甲烷；
所述羧酸与硫化钠摩尔比为1:1—1:2；
所述羧酸与叔丁基亚硝酸酯摩尔比为1:3—1:5；
所述的反应温度为90℃—120℃；
所述的反应时间为8—12h。
实施例1
在一个洁净干燥的50毫升Schlenk耐压反应管中依次加入1mmol对甲基苯甲酸、2mmol硫化钠、3mmol叔丁基亚硝酸酯，再加入10ml甲苯，将反应管密封置于100℃的油浴锅中加热反应10小时。反应结束后，将混合物通过旋转蒸发仪旋干，再将所得的残余物以正己烷作为洗脱剂，通过硅胶柱分离，得到的目标产物为白色粉末固体，通过核磁共振氢谱、碳谱分析，确认目标产物为对甲苯二硫醚，产率为89％。
本实施例制备的产物的核磁共振氢谱如图1a所示、核磁共振碳谱如图1b所示。
实施例2
在一个洁净干燥的50毫升Schlenk耐压反应管中依次加入1mmol对甲基苯甲酸、1mmol硫化钠、4mmol叔丁基亚硝酸酯，再加入10ml丙酮，将反应管密封置于120℃的油浴锅中加热反应8小时。反应结束后，将混合物通过旋转蒸发仪旋干，再将所得的残余物以正己烷作为洗脱剂，通过硅胶柱分离，得到的目标产物为白色粉末固体，通过核磁共振氢谱、碳谱分析，确认目标产物为对甲苯二硫醚，产率为82％。
本实施例制备的产物的核磁共振氢谱如图1a所示、核磁共振碳谱如图1b所示。
实施例3
在一个洁净干燥的50毫升Schlenk耐压反应管中依次加入2mmol对甲基苯甲酸、4mmol硫化钠、10mmol叔丁基亚硝酸酯，再加入15ml丙酮，将反应管密封置于120℃的油浴锅中加热反应12小时。反应结束后，将混合物通过旋转蒸发仪旋干，再将所得的残余物以正己烷作为洗脱剂，通过硅胶柱分离，得到的目标产物为白色粉末固体，通过核磁共振氢谱、碳谱分析，确认目标产物为对甲苯二硫醚，产率为75％。
本实施例制备的产物的核磁共振氢谱如图1a所示、核磁共振碳谱如图1b所示。
实施例4
在一个洁净干燥的50毫升Schlenk耐压反应管中依次加入1mmol对甲基苯甲酸、2mmol硫化钠、3mmol叔丁基亚硝酸酯，再加入10ml 1,4-二氧六环，将反应管密封置于100℃的油浴锅中加热反应8小时。反应结束后，将混合物通过旋转蒸发仪旋干，再将所得的残余物以正己烷作为洗脱剂，通过硅胶柱分离，得到的目标产物为白色粉末固体，通过核磁共振氢谱、碳谱分析，确认目标产物为对甲苯二硫醚，产率为84％。
本实施例制备的产物的核磁共振氢谱如图1a所示、核磁共振碳谱如图1b所示。
在一个实施方案中，本发明提供的一种二硫醚类化合物的制备方法，以叔丁基亚硝酸酯为自由基氧化剂，通过羧酸与硫化钠的脱酸偶联来合成二硫醚类目标化合物的新方法。该方法以羧酸和硫化钠为原料，叔丁基亚硝酸酯为氧化剂，不需要额外的添加剂，直接在溶剂中搅拌加热即可实现目标物的构建。所需的反应条件温和、操作简单、原材料便宜、可以实现大规模生产。
我们以实施例中的对甲基苯甲酸和硫化钠为模型反应来举例说明该反应所涉及的新型机理。所述的对甲基苯甲酸在叔丁基亚硝酸酯的氧化下，脱去一氧化氮和叔丁醇而生成苯甲酸氧自由基，再通过脱羧作用生成对甲基苯自由基；硫化钠同样地被叔丁基亚硝酸酯氧化成硫自由基，再与对甲基苯自由基偶联，得到对甲基苯硫酚钠，继续被叔丁基亚硝酸酯氧化偶联成最终的对甲苯二硫醚目标化合物。本发明所述的反应以及所涉及的反应机理都是首次被公开，这就显而易见地说明了本发明所具有的新颖性和创造性。
上述是对本发明优选的实施例的说明，以使本领域技术人员能够实现或使用本发明，对这些实施例的一些修改对本领域专业人员来说是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的范围或精神情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明范围不受上述具体实施例的限制。

Claims (7)

1.一种二硫醚类化合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将具有结构(I)的羧酸和硫化钠分散在溶剂中，向上述混合物中加入叔丁基亚硝酸酯，再通过加热搅拌即可得到具有结构(II)的本发明的二硫醚类化合物：
2.根据权利要求1所述的一种二硫醚类化合物的制备方法，其特征在于：所述的R为4-氯、4-甲基、3,6-二氯-2-甲氧基、4-甲氧基、3,5-二甲氧基、3-甲基-4-硝基、3-甲氧基、2-甲氧基、4-三氟甲基、4-氟、4-碘、4-溴、2-甲基-3-硝基、4-氰基、4-氰基甲基、4-乙基、4-乙酰氨基或2-乙酰氨基。
3.根据权利要求1所述的一种二硫醚类化合物的制备方法，其特征在于：所述的溶剂为N,N-二甲基乙酰胺、甲苯、N,N-二甲基甲酰胺、丙酮、对二甲苯、1,4-二氧六环、1,2-二氯乙烷、N-甲基吡咯烷酮、四氢呋喃、二甲亚砜或二氯甲烷。
4.根据权利要求1所述的一种二硫醚类化合物的制备方法，其特征在于：所述羧酸与硫化钠摩尔比为1:1—1:2。
5.根据权利要求1所述的一种二硫醚类化合物的制备方法，其特征在于：所述羧酸与叔丁基亚硝酸酯摩尔比为1:3—1:5。
6.根据权利要求1所述的一种二硫醚类化合物的制备方法，其特征在于：所述的反应温度为90℃—120℃。
7.根据权利要求1所述的一种二硫醚类化合物的制备方法，其特征在于：所述的反应时间为8—12h。
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