CN108912026B - 一种炔基烷基硒醚化合物及制备方法 - Google Patents

一种炔基烷基硒醚化合物及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种炔基烷基硒醚化合物及制备方法,在有机溶剂中,以末端炔烃与氧化环己烯为反应原料,以单质硒为硒基化试剂,在相转移催化剂和碱的共同促进作用下,通过串联反应得到炔基烷基硒醚化合物。所述方法反应条件简单、产物的产率和纯度高,为炔基烷基硒醚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

一种炔基烷基硒醚化合物及制备方法
技术领域
本发明属于有机化合物合成技术领域,尤其是涉及一种炔基烷基硒醚化合物及制备方法。
背景技术
硒具有抗癌、抗氧化、增强人体免疫、拮抗有害重金属、调节维生素的吸收、调节人体内蛋白质的合成以及增强生殖功能,同时也是肌肉、精浆中过氧化物酶的重要组成成分,被科学家称之为人体微量元素的“抗癌之王”。
迄今为止,人们已经在多个具体应用领域例如医药,化工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。
正是由于含有硒醚结构的化合物如此重要,人们对其合成开展了大量研究,尤其是炔基硒醚类化合物的合成,目前已经探索了多条合成路线和方法:
2012年,Brindaban C.Ranu等人(An efficient and general procedure forthe synthesis of alkynyl chalcogenides(selenides and tellurides)by alumina-supported Cu(II)-catalyzed reaction of alkynyl bromides and diphenyldichalcogenides.Tetrahedron 2012,68,10542-10549)报道了氧化铝负载的铜催化炔基溴化合物与二芳基二硒醚化合物在单质锌或者溴化铟活化剂存在下的的炔硒基化反应,尽管是异相催化,使得催化剂可以循环利用,然而该反应需要预先制备二芳基二硒醚化合物,反应式如下:
Figure GSB0000189487490000011
2018年Wenbin Yi等人(A thiol-free synthesis of alkynyl chalcogenidesby the copper-catalyzed C-X(X=S,Se)cross-coupling of alkynyl carboxylicacids with Bunte salts.Org.Chem.Front.,2018,5,428-433)报道了碘化亚铜催化炔酸与Bunte盐在强极性溶剂DMF,空气条件下回流得到炔基硒醚化合物,缺陷在于该反应需要预先制备Bunte盐以及使用当量的价格昂贵的碳酸银作为氧化剂,增加了合成成本,反应式如下:
Figure GSB0000189487490000012
2004年,Lothar WBieber r等人(Short and efficient preparation ofalkynyl selenides,sulfides and tellurides from terminal alkynes.TetrahedronLetters 2004,45,2735-2737)报道了碘化亚铜催化末端炔烃与二芳基二硒醚的芳硒基化反应,在强极性溶剂二甲亚砜条件下合成芳基炔基硒醚化合物,该反应缺陷在于预先制备芳硒基化试剂,反应式如下:
Figure GSB0000189487490000013
如上述和可见,虽然现有技术中存在多种合成炔基烷基硒醚衍生物的制备方法,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炔基烷基硒醚衍生物显得尤为重要,尤其是利用末端炔烃单质硒与环氧化合物的一锅法反应制备炔基烷基硒醚化合物的反应,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
在此,申请人意欲说明的是,本发明的技术方案是在国家自然科学基金(编号:21602158)的资助下得以完成,在此表示感谢。
本发明所要解决的第一个技术问题是炔基烷基硒醚化合物的合成路线的问题。
本发明所要解决的第二个技术问题是炔基烷基硒醚化合物制备过程官能团容忍性的问题。
本发明所要解决的第三个技术问题是炔基烷基硒醚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:
一种炔基烷基硒醚化合物及制备方法,在有机溶剂中,以具有如式(I)所示结构的末端炔烃与式(II)所示结构的氧化环己烯为反应原料,以单质硒为硒基化试剂,在相转移催化剂和碱的共同促进作用下,通过串联反应得到式(III)所示结构的炔基烷基硒醚化合物。
上述的反应过程,可用下述的反应式表示:
Figure GSB0000189487490000021
所述(I)所示结构的末端炔烃与式(II)所示结构的氧化环己烯的摩尔比为1∶1-1∶5,优选为1∶3;所述(I)所示结构的末端炔烃与单质硒的摩尔比为1∶1-1∶5,优选为1∶3。
(1)末端炔烃
本发明中的末端炔烃为4-甲基苯乙炔、4-甲氧基苯乙炔、4-叔丁基苯乙炔、4-苯基苯乙炔、4-氟苯乙炔、4-氯苯乙炔、4-溴苯乙炔、4-三氟甲基苯乙炔、4-乙酰基苯乙炔、2-乙炔基-1,3,5-三甲苯、1-乙炔基萘、3-乙炔基噻吩、3-乙炔基吡啶、环丙乙炔。
(2)相转移催化剂
本发明中的相转移催化剂为四丁基氯化铵、四丁基溴化铵、四丁基碘化铵和四丁基醋酸铵中的至少一种,优选为四丁基碘化铵;以摩尔量计,所述相转移催化剂的用量为所述式(I)化合物用量的1∶1。
(3)碱
本发明中的碱为碳酸锂、碳酸铯、碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢铵、醋酸钠、醋酸锂、醋酸钾、磷酸钾、磷酸钠、叔丁醇钠、氟化钾、氟化钠、氢氧化钾、叔丁醇锂或叔丁醇钾中的至少一种,优选氢氧化钾;以摩尔量计,所述氢氧化钾的用量与所述式(I)用量比为1∶1-1∶5,优选为1∶2。
(4)有机溶剂
本发明中的反应溶剂为二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、聚乙二醇、二氯甲烷、乙酸乙酯、吡啶、正己烷、1,4-二氧六烷、1,2-二氯乙烷、甲苯、四氢呋喃、甲醇、乙醚、四氯化碳、氯仿、正丁醇、水中的至少一种,优选水。
(5)反应温度
本发明的制备方法中,反应温度为0-50℃,非限定性地例如可为0℃、10℃、20℃、30℃、和40℃,反应温度优选45℃。
(6)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6-15小时,非限定性例如为6小时、8小时、10小时、12小时、14小时或15小时,反应时间优选12小时。
(7)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。
本发明提供的炔基烷基硒醚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)碱、相转移催化剂廉价易得;
c)利用单质硒作为硒基化试剂;
d)反应放大后反应效率更高。
本发明以容易制备的如(I)所示结构的末端炔烃与式(II)所示结构的氧化环己烯为反应原料,以单质硒为硒基化试剂,在氮气反应氛围下,在过渡金属相转移催化剂和碱的共同促进作用下,反应得到式(III)所示结构的炔基烷基硒醚化合物。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-(4-甲基苯乙炔硒基)环己醇化合物的合成
Figure GSB0000189487490000031
在室温下,将氧化环己烯(1.2mmol,3equiv)、单质硒(1.2mmol,3equiv)、4-甲基苯乙炔(0.4mmol,1equiv)、四丁基碘化铵(0.4mmol)、氢氧化钾(0.8mmol,2equiv)加入到反应管中,然后充入氮气,并且置换三次,在氮气反应环境下,然后加入2mL水反应溶剂,在45℃反应温度下搅拌12h。通过薄层色谱监测反应结束后,将反应混合物冷却,然后加入乙酸乙酯进行稀释,将稀释后的溶液转移至分液漏斗中,用饱和食盐水萃取,分离出水相和有机相,再用乙酸乙酯萃取水相3次,合并有机相,加入5g无水硫酸钠,静止30min,每次用5mL乙酸乙酯洗涤滤饼共3次,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),产物为白色液体,收率82%,产物重量为96mg。
实施例2
2-(4-甲氧基苯乙炔硒基)环己醇化合物的合成
Figure GSB0000189487490000032
在室温下,将氧化环己烯(1.2mmol,3equiv)、单质硒(1.2mmol,3equiv)、4-甲氧基苯乙炔(0.4mmol,1equiv)、四丁基碘化铵(0.4mmol)、氢氧化钾(0.8mmol,2equiv)加入到反应管中,然后充入氮气,并且置换三次,在氮气反应环境下,然后加入2mL水反应溶剂,在45℃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,然后加入乙酸乙酯进行稀释,将稀释后的溶液转移至分液漏斗中,用饱和食盐水萃取,分离出水相和有机相,再用乙酸乙酯萃取水相3次,合并有机相,加入5g无水硫酸钠,静止30min,每次用5mL乙酸乙酯洗涤滤饼共3次,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),产物为白色液体,收率83%,产物重量为103mg。
所得产物的核磁共振氢谱的数据如下:
1H NMR(500MHz,CDCl3):δ7.38(d,J=8.60Hz,2H),6.83(d,J=8.60Hz,2H),3.80(s,3H),3.70-3.62(m,1H),2.88-2.83(m,1H),2.76(s,1H),1.85-1.70(m,3H),1.40-1.30(m,3H);
所得产物的核磁共振碳谱的数据如下:
13C NMR(125MHz,CDCl3):δ159.7,133.4,115.6,113.9,101.2,72.7,65.5,55.3,53.4,34.3,33.1,26.8,24.5;
对产物进行高分辨质谱的理论计算和实验结果如下:
HRMS(TIC):calcd for C15H19O2Se[M+H]+311.0545,found 311.0543。
实施例3
2-(4-叔丁基苯乙炔硒基)环己醇化合物的合成
Figure GSB0000189487490000041
在室温下,将氧化环己烯(1.2mmol,3equiv)、单质硒(1.2mmol,3equiv)、4-叔丁基苯乙炔(0.4mmol,1equiv)、四丁基碘化铵(0.4mmol)、氢氧化钾(0.8mmol,2equiv)加入到反应管中,然后充入氮气,并且置换三次,在氮气反应环境下,然后加入2mL水反应溶剂,在45℃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,然后加入乙酸乙酯进行稀释,将稀释后的溶液转移至分液漏斗中,用饱和食盐水萃取,分离出水相和有机相,再用乙酸乙酯萃取水相3次,合并有机相,加入5g无水硫酸钠,静止30min,每次用5mL乙酸乙酯洗涤滤饼共3次,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),产物为白色液体,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):δ7.37(d,J=8.2Hz,2H),7.32(d,J=8.2Hz,2H),3.69-3.64(m,1H),2.88-2.83(m,1H),2.71(s,1H),2.29-2.26(m,1H),2.21-2.11(m,1H),1.87-1.67(m,3H),1.42-1.33(m,3H),1.30(s,9H);
所得产物的核磁共振碳谱的数据如下:
13C NMR(125MHz,CDCl3):δ151.7,131.5,125.3,120.4,101.4,72.6,66.5,53.4,34.8,34.3,33.1,31.2,26.8,24.5;
对产物进行高分辨质谱的理论计算和实验结果如下:
HRMS(TIC):calcd for C18H24OSeNa[M+Na]+359.0890,found 359.0896。
实施例4
2-(4-苯基苯乙炔硒基)环己醇化合物的合成
Figure GSB0000189487490000042
在室温下,将氧化环己烯(1.2mmol,3equiv)、单质硒(1.2mmol,3equiv)、4-苯基苯乙炔(0.4mmol,1equiv)、四丁基碘化铵(0.4mmol)、氢氧化钾(0.8mmol,2equiv)加入到反应管中,然后充入氮气,并且置换三次,在氮气反应环境下,然后加入2mL水反应溶剂,在45℃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,然后加入乙酸乙酯进行稀释,将稀释后的溶液转移至分液漏斗中,用饱和食盐水萃取,分离出水相和有机相,再用乙酸乙酯萃取水相3次,合并有机相,加入5g无水硫酸钠,静止30min,每次用5mL乙酸乙酯洗涤滤饼共3次,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),产物为白色液体,收率75%,产物重量为107mg。
所得产物的核磁共振氢谱的数据如下:
1H NMR(500MHz,CDCl3):δ7.59-7.54(m,4H),7.50(d,J=8.5Hz,2H),7.44(t,J=7.5Hz,2H),7.36(t,J=7.5Hz,1H),3.74-3.65(m,1H),2.92-2.87(m,1H),2.67(s,1H),2.32-2.16(m,2H),1.89-1.73(m,3H),1.43-1.30(m,3H);
所得产物的核磁共振碳谱的数据如下:
13C NMR(125MHz,CDCl3):δ141.0,140.3,132.1,128.9,127.7,127.0,126.9,122.3,101.3,72.8,68.3,53.6,34.4,33.1,26.9,24.5;
对产物进行高分辨质谱的理论计算和实验结果如下:
HRMS(TIC):calcd for C20H20OSeNa[M+Na]+379.0577,found 379.0571。
实施例5
2-(4-氟苯乙炔硒基)环己醇化合物的合成
Figure GSB0000189487490000051
在室温下,将氧化环己烯(1.2mmol,3equiv)、单质硒(1.2mmol,3equiv)、4-氟苯乙炔(0.4mmol,1equiv)、四丁基碘化铵(0.4mmol)、氢氧化钾(0.8mmol,2equiv)加入到反应管中,然后充入氮气,并且置换三次,在氮气反应环境下,然后加入2mL水反应溶剂,在45℃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,然后加入乙酸乙酯进行稀释,将稀释后的溶液转移至分液漏斗中,用饱和食盐水萃取,分离出水相和有机相,再用乙酸乙酯萃取水相3次,合并有机相,加入5g无水硫酸钠,静止30min,每次用5mL乙酸乙酯洗涤滤饼共3次,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),产物为白色液体,收率83%,产物重量为99mg。
所得产物的核磁共振氢谱的数据如下:
1H NMR(500MHz,CDCl3):δ7.41(t,J=6.4Hz,2H),6.99(t,J=8.2Hz,2H),3.67-3.63(m,1H),2.91-2.86(m,1H),2.62(s,1H),2.30-2.27(m,1H),2.21-2.16(m,1H),1.84-1.72(m,3H),1.42-1.29(m,3H);
所得产物的核磁共振氟谱的数据如下:
19F NMR(470MHz,CDCl3):δ-110.57(s,1F);
所得产物的核磁共振碳谱的数据如下:
13C NMR(125MHz,CDCl3):δ163.5,161.5,133.6,133.6,119.6,119.5,115.7,115.5,100.0,72.8,67.4,53.5,34.4,33.1,26.8,24.5;
对产物进行高分辨质谱的理论计算和实验结果如下:
HRMS(TIC):calcd for C14H15FOSeNa[M+Na]+321.0170,found 321.0172。
实施例6
2-(4-氯苯乙炔硒基)环己醇化合物的合成
Figure GSB0000189487490000061
在室温下,将氧化环己烯(1.2mmol,3equiv)、单质硒(1.2mmol,3equiv)、4-氯苯乙炔(0.4mmol,1equiv)、四丁基碘化铵(0.4mmol)、氢氧化钾(0.8mmol,2equiv)加入到反应管中,然后充入氮气,并且置换三次,在氮气反应环境下,然后加入2mL水反应溶剂,在45℃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,然后加入乙酸乙酯进行稀释,将稀释后的溶液转移至分液漏斗中,用饱和食盐水萃取,分离出水相和有机相,再用乙酸乙酯萃取水相3次,合并有机相,加入5g无水硫酸钠,静止30min,每次用5mL乙酸乙酯洗涤滤饼共3次,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),产物为白色液体,收率89%,产物重量为112mg。
所得产物的核磁共振氢谱的数据如下∶
1H NMR(500MHz,CDCl3):δ7.37-7.32(m,2H),7.30-7.27(m,2H),3.71-3.63(m,1H),2.97-2.87(m,1H),2.62(s,1H),2.30-2.17(m,2H),1.90-1.70(m,3H),1.48-1.31(m,3H);
所得产物的核磁共振碳谱的数据如下:
13C NMR(125MHz,CDCl3):δ134.3,132.8,128.6,121.9,100.2,72.8,69.1,53.5,34.4,33.1,26.8,24.5;
对产物进行高分辨质谱的理论计算和实验结果如下:
HRMS(TIC):calcd for C14H15ClOSeNa[M+Na]+336.9875,found 336.9871。
实施例7
2-(4-溴苯乙炔硒基)环己醇化合物的合成
Figure GSB0000189487490000062
在室温下,将氧化环己烯(1.2mmol,3equiv)、单质硒(1.2mmol,3equiv)、4-溴苯乙炔(0.4mmol,1equiv)、四丁基碘化铵(0.4mmol)、氢氧化钾(0.8mmol,2equiv)加入到反应管中,然后充入氮气,并且置换三次,在氮气反应环境下,然后加入2mL水反应溶剂,在45℃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,然后加入乙酸乙酯进行稀释,将稀释后的溶液转移至分液漏斗中,用饱和食盐水萃取,分离出水相和有机相,再用乙酸乙酯萃取水相3次,合并有机相,加入5g无水硫酸钠,静止30min,每次用5mL乙酸乙酯洗涤滤饼共3次,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),产物为白色液体,收率87%,产物重量为125mg。
所得产物的核磁共振氢谱的数据如下:
1H NMR(500MHz,CDCl3):δ7.44(d,J=10.0Hz,2H),7.28(d,J=10.0Hz,2H),3.68-3.63(m,1H),2.93-2.87(m,1H),2.59(s,1H),2.30-2.17(m,2H),1.85-1.73(m,3H),1.42-1.31(m,3H);
所得产物的核磁共振碳谱的数据如下:
13C NMR(125MHz,CDCl3):δ133.0,131.6,122.4,122.3,100.3,72.8,69.4,53.5,34.4,33.1,26.8,24.5;
对产物进行高分辨质谱的理论计算和实验结果如下:
HRMS(TIC):calcd for C14H16BrOSe[M+H]+358.9544,found 358.9544。
实施例8
2-(4-三氟甲基苯乙炔硒基)环己醇化合物的合成
Figure GSB0000189487490000071
在室温下,将氧化环己烯(1.2mmol,3equiv)、单质硒(1.2mmol,3equiv)、4-三氟甲基苯乙炔(0.4mmol,1equiv)、四丁基碘化铵(0.4mmol)、氢氧化钾(0.8mmol,2equiv)加入到反应管中,然后充入氮气,并且置换三次,在氮气反应环境下,然后加入2mL水反应溶剂,在45℃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,然后加入乙酸乙酯进行稀释,将稀释后的溶液转移至分液漏斗中,用饱和食盐水萃取,分离出水相和有机相,再用乙酸乙酯萃取水相3次,合并有机相,加入5g无水硫酸钠,静止30min,每次用5mL乙酸乙酯洗涤滤饼共3次,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),产物为白色液体,收率67%,产物重量为93mg。
所得产物的核磁共振氢谱的数据如下:
1H NMR(500MHz,CDCl3):δ7.56(d,J=8.0Hz,2H),7.50(d,J=8.0Hz,2H),3.72-3.62(m,1H),2.97-2.91(m,1H),2.61(s,1H),2.32-2.17(m,2H),1.87-1.84(m,3H),1.42-1.30(m,3H);
所得产物的核磁共振氟谱的数据如下:
19F NMR(470MHz,CDCl3):δ-62.83(s,3F);
所得产物的核磁共振碳谱的数据如下:
13C NMR(125MHz,CDCl3):δ131.5,129.8(q,JC-F=32.5Hz),127.2,125.2(q,JC-F=3.75Hz),122.8,100.2,72.9,71.7,53.6,34.5,33.2,26.8,24.5;
对产物进行高分辨质谱的理论计算和实验结果如下:
HRMS(TIC):calcd for C15H16FOSe[M+H]+349.0313,found 349.0318。
实施例9
2-(4-乙酰基苯乙炔硒基)环己醇化合物的合成
Figure GSB0000189487490000072
在室温下,将氧化环己烯(1.2mmol,3equiv)、单质硒(1.2mmol,3equiv)、4-乙酰基苯乙炔(0.4mmol,1equiv)、四丁基碘化铵(0.4mmol)、氢氧化钾(0.8mmol,2equiv)加入到反应管中,然后充入氮气,并且置换三次,在氮气反应环境下,然后加入2mL水反应溶剂,在45℃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,然后加入乙酸乙酯进行稀释,将稀释后的溶液转移至分液漏斗中,用饱和食盐水萃取,分离出水相和有机相,再用乙酸乙酯萃取水相3次,合并有机相,加入5g无水硫酸钠,静止30min,每次用5mL乙酸乙酯洗涤滤饼共3次,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),产物为白色液体,收率36%,产物重量为46mg。
所得产物的核磁共振氢谱的数据如下:
1H NMR(500MHz,CDCl3):δ7.89(d,J=8.5Hz,2H),7.47(d,J=8.5Hz,2H),3.70-3.65(m,1H),2.98-2.93(m,1H),2.69(s,1H),2.59(s,3H),2.33-2.29(m,1H),2.23-2.17(m,1H),1.86-1.75(m,3H),1.43-1.32(m,3H);
所得产物的核磁共振碳谱的数据如下:
13C NMR(125MHz,CDCl3):δ197.2,136.0,131.3,128.3,100.9,72.9,72.9,53.6,34.6,33.2,26.8,26.5,24.5;
对产物进行高分辨质谱的理论计算和实验结果如下:
HRMS(TIC):calcd for C16H19O2Se[M+H]+323.0545,found 323.0539。
实施例10
2-(2,4,6-三甲基苯乙炔硒基)环己醇化合物的合成
Figure GSB0000189487490000081
在室温下,将氧化环己烯(1.2mmol,3equiv)、单质硒(1.2mmol,3equiv)、2-乙炔基-1,3,5-三甲苯(0.4mmol,1equiv)、四丁基碘化铵(0.4mmol)、氢氧化钾(0.8mmol,2equiv)加入到反应管中,然后充入氮气,并且置换三次,在氮气反应环境下,然后加入2mL水反应溶剂,在45℃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,然后加入乙酸乙酯进行稀释,将稀释后的溶液转移至分液漏斗中,用饱和食盐水萃取,分离出水相和有机相,再用乙酸乙酯萃取水相3次,合并有机相,加入5g无水硫酸钠,静止30min,每次用5mL乙酸乙酯洗涤滤饼共3次,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),产物为白色液体,收率76%,产物重量为98mg。
所得产物的核磁共振氢谱的数据如下:
1H NMR(500MHz,CDCl3):δ6.85(s,2H),3.72-3.67(m,1H),2.86-2.80(m,1H),2.71(s,1H),2.39(s,6H),2.27(s,3H),2.19-2.14(m,1H),2.07-2.04(m,1H),1.92-1.84(m,1H),1.83-1.78(m,1H),1.74-1.69(m,1H),1.40-1.29(m,3H);
所得产物的核磁共振碳谱的数据如下:
13C NMR(125MHz,CDCl3):δ140.3,137.7,127.6,120.4,99.2,73.6,72.6,55.5,34.2,33.2,26.9,24.6,21.3,21.1;
对产物进行高分辨质谱的理论计算和实验结果如下:
HRMS(TIC):calcd for C17H23OSe[M+H]+323.0909,found 323.0906。
实施例11
2-(1-萘乙炔硒基)环己醇化合物的合成
Figure GSB0000189487490000082
在室温下,将氧化环己烯(1.2mmol,3equiv)、单质硒(1.2mmol,3equiv)、1-乙炔基萘(0.4mmol,1equiv)、四丁基碘化铵(0.4mmol)、氢氧化钾(0.8mmol,2equiv)加入到反应管中,然后充入氮气,并且置换三次,在氮气反应环境下,然后加入2mL水反应溶剂,在45℃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,然后加入乙酸乙酯进行稀释,将稀释后的溶液转移至分液漏斗中,用饱和食盐水萃取,分离出水相和有机相,再用乙酸乙酯萃取水相3次,合并有机相,加入5g无水硫酸钠,静止30min,每次用5mL乙酸乙酯洗涤滤饼共3次,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),产物为白色液体,收率85%,产物重量为112mg。
所得产物的核磁共振氢谱的数据如下:
1H NMR(500MHz,CDCl3):δ8.30(d,J=8.5Hz,1H),7.83-7.78(m,2H),7.66(d,J=8.0Hz,1H),7.56(t,J=8.0Hz,1H),7.49(t,J=8.0Hz,1H),7.39(t,J=8.0Hz),3.75(m,1H),2.93(m,1H),2.81(s,1H),2.36-2.32(m,1H),2.20-2.16(m,1H),1.96-1.87(m,1H),1.81-1.71(m,2H),1.42-1.30(m,3H);
所得产物的核磁共振碳谱的数据如下:
13C NMR(125MHz,CDCl3):δ133.4,133.2,130.5,128.7,128.3,126.8,126.4,126.1,125.1,121.1,99.5,72.8,72.6,53.6,34.5,33.3,26.9,24.5;
对产物进行高分辨质谱的理论计算和实验结果如下:
HRMS(TIC):calcd for C18H19OSe[M+H]+331.0596,found 331.0589。
实施例12
2-(3-噻吩乙炔硒基)环己醇化合物的合成
Figure GSB0000189487490000091
在室温下,将氧化环己烯(1.2mmol,3equiv)、单质硒(1.2mmol,3equiv)、3-乙炔基噻吩(0.4mmol,1equiv)、四丁基碘化铵(0.4mmol)、氢氧化钾(0.8mmol,2equiv)加入到反应管中,然后充入氮气,并且置换三次,在氮气反应环境下,然后加入2mL水反应溶剂,在45℃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,然后加入乙酸乙酯进行稀释,将稀释后的溶液转移至分液漏斗中,用饱和食盐水萃取,分离出水相和有机相,再用乙酸乙酯萃取水相3次,合并有机相,加入5g无水硫酸钠,静止30min,每次用5mL乙酸乙酯洗涤滤饼共3次,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),产物为白色液体,收率84%,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):δ7.48-7.44(m,1H),7.27-7.25(m,1H),7.12-7.11(d,J=5.0Hz,1H),3.70-3.63(m,1H),2.89-2.84(m,1H),2.65(s,1H),2.29-2.16(m,2H),1.85-1.72(m,3H),1.41-1.31(m,3H);
所得产物的核磁共振碳谱的数据如下:
13C NMR(125MHz,CDCl3):δ130.0,129.3,125.2,122.5,96.1,72.8,67.1,53.5,34.3,33.1,26.8,24.5;
对产物进行高分辨质谱的理论计算和实验结果如下:
HRMS(TIC):calcd for C12H14OSSeNa[M+Na]+308.9829,found 308.9826。
实施例13
2-(3-吡啶乙炔硒基)环己醇化合物的合成
Figure GSB0000189487490000092
在室温下,将氧化环己烯(1.2mmol,3equiv)、单质硒(1.2mmol,3equiv)、3-乙炔基吡啶(0.4mmol,1equiv)、四丁基碘化铵(0.4mmol)、氢氧化钾(0.8mmol,2equiv)加入到反应管中,然后充入氮气,并且置换三次,在氮气反应环境下,然后加入2mL水反应溶剂,在45℃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,然后加入乙酸乙酯进行稀释,将稀释后的溶液转移至分液漏斗中,用饱和食盐水萃取,分离出水相和有机相,再用乙酸乙酯萃取水相3次,合并有机相,加入5g无水硫酸钠,静止30min,每次用5mL乙酸乙酯洗涤滤饼共3次,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),产物为白色液体,收率74%,产物重量为83mg。
所得产物的核磁共振氢谱的数据如下:
1H NMR(500MHz,CDCl3):δ8.66(s,1H),8.51(d,J=4.0Hz,1H),7.70(d,J=8.0Hz,1H),7.24(t,J=6.5Hz,1H),3.66(s,1H),2.98-2.92(m,2H),2.33-2.11(m,2H),1.88-1.71(m,3H),1.42-1.28(m,3H);
所得产物的核磁共振碳谱的数据如下:
13C NMR(125MHz,CDCl3):δ152.2,148.3,138.3,122.9,120.7,98.0,72.8,72.6,53.6,34.6,33.2,26.8,24.5;
对产物进行高分辨质谱的理论计算和实验结果如下:
HRMS(TIC):calcd for C12H14OSSeNa[M+Na]+304.0217,found 304.0222。
实施例14
2-(环丙乙炔硒基)环己醇化合物的合成
Figure GSB0000189487490000101
在室温下,将氧化环己烯(1.2mmol,3equiv)、单质硒(1.2mmol,3equiv)、环丙乙炔(0.4mmol,1equiv)、四丁基碘化铵(0.4mmol)、氢氧化钾(0.8mmol,2equiv)加入到反应管中,然后充入氮气,并且置换三次,在氮气反应环境下,然后加入2mL水反应溶剂,在45℃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,然后加入乙酸乙酯进行稀释,将稀释后的溶液转移至分液漏斗中,用饱和食盐水萃取,分离出水相和有机相,再用乙酸乙酯萃取水相3次,合并有机相,加入5g无水硫酸钠,静止30min,每次用5mL乙酸乙酯洗涤滤饼共3次,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),产物为白色液体,收率70%,产物重量为68mg。
所得产物的核磁共振氢谱的数据如下:
1H NMR(500MHz,CDCl3):δ3.64-3.52(m,1H),2.84-2.71(m,2H),2.19-2.07(m,2H),1.81-1.66(m,3H),1.40-1.26(m,4H),0.82-0.71(m,4H);
所得产物的核磁共振碳谱的数据如下:
13C NMR(125MHz,CDCl3):δ106.2,72.7,52.5,51.5,34.2,32.8,26.8,24.5,8.8,1.1;
对产物进行高分辨质谱的理论计算和实验结果如下:
HRMS(TIC):calcd for C11H16OSeNa[M+Na]+267.0264,found 267.0264。
由上述实施例1-14可看出,当采用本发明的所述方法时,能够以高产率、高纯度得到炔基烷基硒醚化合物。
实施例15-17
除将其中的相转移催化剂四丁基碘化铵分别替换为如下的相转移催化剂外,以与具有最高产物产率的实施例6相同的方式而分别实施了实施例15-17,所使用相转移催化剂和相应产物的收率如下表1所示。
表1
编号 相转移催化剂 反应产率(%)
实施例15 四丁基氯化铵 55
实施例16 四丁基溴化铵 76
实施例17 四丁基醋酸铵 21
由上表1可看出,当使用其它相转移催化剂化合物时,产物产率均显著下降。由此证明了本发明所使用的相转移催化剂四丁基碘化铵对于该反应具有高效催化性能。
实施例18-32
除将其中的碱氢氧化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6相同的方式而分别实施了实施例18-32,所使用碱化合物和相应产物的收率如下表2所示。
表2
Figure GSB0000189487490000102
Figure GSB0000189487490000111
由上表2可看出,当使用其它碱时,除了强碱如叔丁醇盐外,几乎均都不反应,由此证明了氢氧化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33-47
除将其中的反应溶剂水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6相同的方式而分别实施了实施例33-47,所使用有机溶剂和相应产物的收率如下表3所示。
表3
编号 有机溶剂 反应产率(%)
实施例33 二甲基亚砜 77
实施例34 甲醇 56
实施例35 聚乙二醇 67
实施例36 二氯甲烷 不反应
实施例37 乙酸乙酯 不反应
实施例38 吡啶 不反应
实施例39 正己烷 24
实施例40 1,4-二氧六烷 不反应
实施例41 1,2-二氯乙烷 不反应
实施例42 N,N-二甲基甲酰胺 50
实施例43 四氢呋喃 38
实施例44 乙醚 不反应
实施例45 四氯化碳 不反应
实施例46 氯仿 不反应
实施例47 正丁醇 21
由上表3可看出,当使用其它有机溶剂时,除了在强极性溶剂,如二甲亚砜,甲醇能发生反应,但产率仍有显著降低;而在非极性甚至弱配位溶剂条件下反应效果较差,或者几乎没有产物。这证明了反应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选相转移催化剂(尤其是四丁基碘化铵)、碱(尤其是氢氧化钾)、合适的反应溶剂(尤其是绿色溶剂水)所组成的复合反应体系时,能够使末端炔烃与单质硒、氧化环己烯发生串联反应而以高产率和高纯度合成得到炔基烷基硒醚化合物,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)

1.一种炔基烷基硒醚化合物的制备方法,其特征在于,在反应溶剂中,以末端炔烃与氧化环己烯为反应原料,以单质硒为硒基化试剂,在相转移催化剂和碱的共同促进作用下,通过串联反应得到炔基烷基硒醚化合物;
所述末端炔烃为:
Figure FSB0000189167990000011
所述氧化环己烯为:
Figure FSB0000189167990000012
所述炔基烷基硒醚化合物为:
Figure FSB0000189167990000013
所述相转移催化剂为四丁基碘化铵;
所述碱为氢氧化钾;
所述反应溶剂为水。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述相转移催化剂与末端炔烃化合物的摩尔比为1∶1。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述末端炔烃与氧化环己烯的摩尔比为1∶1-1∶5。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述末端炔烃与单质硒的摩尔比为1∶1-1∶5。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述末端炔烃与碱的摩尔比为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0-50℃。
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6-15h。
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