CN109574959A - 一种硫胺化1,4-萘醌化合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明采用萘醌、胺、硫醇为原料，提出了一种硫胺化1,4‑萘醌类化合物的制备方法。该合成方法反应条件温和，在铜催化条件下，氧气为氧化剂，一步反应即可合成多种硫胺化1,4‑萘醌类化合物，提供一种简便高效，原料和催化剂价廉易得，适应性广的高效实用的合成方法，具有良好的应用价值和市场前景。

Description

一种硫胺化1,4-萘醌化合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及化学合成领域，具体涉及一种硫胺化1,4-萘醌化合物的制备方法。
背景技术
硫胺化1,4-萘醌化合物是一类重要的有机化合物，由于其独特的生物活性和抗菌性能而广泛应用于有机合成化学、生物化学以及药物化学等领域。一般地，硫胺化1,4-萘醌化合物可通过萘醌卤化物的亲核取代反应来合成(如：RSC Adv., 2014, 4, 12441-12447.Acc Chem Res, 2015, 48, 1756-1766.)，而该反应使用卤代萘醌为起始原料，分两步与硫醇和胺进行反应。此类反应需要合成卤代萘醌底物；同时催化体系复杂，无法做到一步反应；反应效率不高，底物适用性不好。此外，虽然1,4-萘醌的硫胺化可以通过迈克尔加成反应来实现 （Heteroat Chem, 2005, 16, 205-211.）。但是，无法实现一步反应，且反应适应性不好。本发明中所公布的在催化量的碘化亚铜作用下以1,4-萘醌、硫醇、仲胺为原料一步高效合成萘醌硫胺化类化合物的方法暂时没有相关文献及专利报道。
发明内容
本发明提出了一种硫胺化1,4-萘醌化合物的制备方法，提供一种高效、适应性广、催化量铜催化的合成方法。该合成方法反应条件温和，在铜催化条件下，氧气体中反应，简便高效，原料和催化剂价廉易得，是一种高效实用的合成方法。
实现本发明的技术方案是：一种硫胺化1,4-萘醌化合物，结构式如下：
其中，R1为甲基、乙基、氯、氟等；R2为吡啶、吗啉、吡咯、硫代吗啉等。
所述的硫胺化1,4-萘醌化合物的制备方法，步骤如下：将催化剂、1,4-萘醌、硫醇、胺和溶剂加入反应管中，随后排尽空气，通入一个大气压的氧气，加热100 ℃、搅拌条件下反应，得到1,4-萘醌硫胺化产物。
所述1,4-萘醌的结构式如下：
。
所述硫醇的结构式如下：
，
其中，R1为甲基、乙基、氯、氟。
所述胺的结构式如下：
其中，R1为吡啶、吗啉、吡咯、硫代吗啉等。
所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺(DMF)；催化剂为碘化亚铜；通入氧气为氧气球。
所述1,4-萘醌、硫醇、胺和催化剂的摩尔比为1:1:3.5:0.2。
所述的反应温度为100 ℃，反应时间为10 h。
本发明所述制备方法的反应通式如下：
本发明的有益效果是：本发明提供了一种一步实现1,4-萘醌硫胺化的制备方法，所述方法不需要添加当量的金属添加剂，在氧气气中进行，可高效合成硫胺化1,4-萘醌化合物。该方法所涉及的操作简便安全、具有反应条件简单、经济性好、高效实用的优点。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
硫胺化1,4-萘醌化合物的制备方法，步骤如下：
在25 mL反应管中加入碘化亚铜 (20 mol%)，1,4-萘醌 0.5 mmol，溶剂DMF 2 mL、对甲基苯硫醇 0.5 mmol，四氢吡咯 1.75 mmol，氧气氛围中搅拌，控制反应温度为100 ℃，反应10小时后，硅胶柱层析分离得到最终产物，以1,4-萘醌摩尔量为100 %计，终产物的产率为80 %。
具体结果如下：
1H NMR (400 MHz, Chloroform-d) δ 8.10 (dd, J = 7.7, 1.3 Hz, 1H), 7.93(dd, J = 7.7, 1.3 Hz, 1H), 7.69 (td, J = 7.5, 1.4 Hz, 1H), 7.60 (td, J = 7.5,1.3 Hz, 1H), 7.05 (q, J = 8.3 Hz, 5H), 3.94 – 3.85 (m, 4H), 2.28 (s, 3H),1.85 – 1.77 (m, 4H). 13C NMR (101 MHz, Chloroform-d) δ 184.38, 180.28, 155.60,135.05, 134.77, 134.08, 133.46, 131.95, 131.89, 129.58, 126.38, 126.23,125.89, 105.65, 53.81, 25.50, 20.93。
实施例2
硫胺化1,4-萘醌化合物的制备方法，步骤如下：
在25 mL反应管中加入碘化亚铜 (20 mol%)，1,4-萘醌 0.5 mmol，溶剂DMF 2 mL、对乙基苯硫醇 0.5 mmol，四氢吡咯 1.75 mmol，氧气氛围搅拌，控制反应温度为100 ℃，反应10小时后，硅胶柱层析分离得到最终产物，以1,4-萘醌摩尔量为100 %计，终产物的产率为65%。
具体结果如下：
1H NMR (400 MHz, Chloroform-d) δ 8.11 (dd, J = 7.7, 1.3 Hz, 1H), 7.94(dd, J = 7.6, 1.3 Hz, 1H), 7.70 (td, J = 7.5, 1.4 Hz, 1H), 7.61 (td, J = 7.5,1.3 Hz, 1H), 7.13 – 7.04 (m, 4H), 3.97 – 3.85 (m, 4H), 2.58 (q, J = 7.6 Hz,2H), 1.87 – 1.75 (m, 4H), 1.20 (t, J = 7.6 Hz, 3H). 13C NMR (101 MHz,Chloroform-d) δ 184.43, 180.30, 155.63, 141.19, 135.23, 134.10, 133.46,131.94, 131.91, 128.40, 126.41, 126.23, 125.90, 105.59, 53.83, 28.32, 25.51,15.57。
实施例3
硫胺化1,4-萘醌化合物的制备方法，步骤如下：
在25 mL反应管中加入碘化亚铜 (20 mol%)，1,4-萘醌 0.5 mmol，溶剂DMF 2 mL、2-氯苯硫醇 0.5 mmol，四氢吡咯 1.75 mmol，氧气氛围中搅拌，控制反应温度为100 ℃，反应10小时后，硅胶柱层析分离得到最终产物，以1,4-萘醌摩尔量为100 %计，终产物的产率为65%。
具体结果如下：
1H NMR (400 MHz, Chloroform-d) δ 8.09 (dd, J = 7.8, 1.2 Hz, 1H), 7.93(dd, J = 7.6, 1.3 Hz, 1H), 7.69 (td, J = 7.6, 1.4 Hz, 1H), 7.61 (td, J = 7.6,1.4 Hz, 1H), 7.30 (dd, J = 7.8, 1.4 Hz, 1H), 7.09 (td, J = 7.6, 1.5 Hz, 1H),7.01 (td, J = 7.6, 1.7 Hz, 1H), 6.93 (dd, J = 7.8, 1.6 Hz, 1H), 3.96 – 3.87(m, 4H), 1.90 – 1.79 (m, 4H). 13C NMR (101 MHz, Chloroform-d) δ 184.37,179.93, 157.12, 138.02, 134.28, 133.43, 132.02, 132.00, 130.59, 129.46,127.08, 126.88, 126.46, 126.05, 125.58, 102.09, 54.07, 25.48。
实施例4
硫胺化1,4-萘醌化合物的制备方法，步骤如下：
在25 mL反应管中加入碘化亚铜 (20 mol%)，1,4-萘醌 0.5 mmol，溶剂DMF 2 mL、4-氟苯硫醇 0.5 mmol，四氢吡咯 1.75 mmol，氧气氛围中搅拌，控制反应温度为100 ℃，反应10小时后，硅胶柱层析分离得到最终产物，以1,4-萘醌摩尔量为100 %计，终产物的产率为70%。
具体结果如下：
1H NMR (400 MHz, Chloroform-d) δ 8.07 (dd, J = 7.6, 1.3 Hz, 1H), 7.91(dd, J = 7.6, 1.3 Hz, 1H), 7.68 (td, J = 7.5, 1.4 Hz, 1H), 7.59 (td, J = 7.5,1.3 Hz, 1H), 7.16 – 7.10 (m, 2H), 6.91 (t, J = 8.7 Hz, 2H), 3.94 – 3.84 (m,4H), 1.86 – 1.80 (m, 4H). 13C NMR (101 MHz, Chloroform-d) δ 184.33, 180.21,162.03, 159.60, 156.04, 134.20, 133.86 (d, J = 3.2 Hz), 133.35, 131.95 (d, J= 12.8 Hz), 127.89 (d, J = 7.6 Hz), 126.38, 125.97, 115.91 (d, J = 22.0 Hz),105.03, 54.03, 25.50。
实施例5
硫胺化1,4-萘醌化合物的制备方法，步骤如下：
在25 mL反应管中加入碘化亚铜 (20 mol%)，1,4-萘醌 0.5 mmol，溶剂DMF 2 mL、4-甲基苯硫醇 0.5 mmol，吡啶 1.75 mmol，氧气氛围中搅拌，控制反应温度为100 ℃，反应10小时后，硅胶柱层析分离得到最终产物，以1,4-萘醌摩尔量为100 %计，终产物的产率为75 %。
具体结果如下：
1H NMR (400 MHz, Chloroform-d) δ 8.09 – 7.97 (m, 2H), 7.70 – 7.61 (m,2H), 7.19 – 7.12 (m, 2H), 7.03 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 3.40 (t, J = 5.4 Hz, 2H),2.29 (s, 3H), 1.70 (m, J = 5.7 Hz, 4H), 1.61 (q, J = 6.6, 6.2 Hz, 4H). 13C NMR(101 MHz, Chloroform-d) δ 182.37, 181.69, 155.01, 135.92, 133.78, 133.19,132.72 (d, J = 15.6 Hz), 132.24, 129.63, 127.93, 126.63, 126.44, 120.00,53.38, 26.87, 24.10, 21.06。
实施例6
胺为吗啉，其他试验方法和条件同实施例1，具体结果如下：
1H NMR (400 MHz, Chloroform-d) δ 8.10 – 7.97 (m, 2H), 7.67 (dt, J = 5.9,2.3 Hz, 2H), 7.16 (d, J = 7.9 Hz, 2H), 7.05 (d, J = 7.9 Hz, 2H), 3.75 (t, J =4.6 Hz, 4H), 3.44 (t, J = 4.5 Hz, 4H), 2.30 (s, 3H). 13C NMR (101 MHz,Chloroform-d) δ 182.07, 181.91, 153.09, 136.49, 133.97, 132.98, 132.57,132.19, 132.05, 129.79, 128.17, 126.75, 126.56, 122.11, 67.45, 51.81, 21.07。
实施例7
胺为硫代吗啉，其他试验方法和条件同实施例1，具体结果如下:
1H NMR (400 MHz, Chloroform-d) δ 8.08 – 7.99 (m, 2H), 7.71 – 7.64 (m,2H), 7.21 – 7.16 (m, 2H), 7.06 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 3.60 – 3.47 (m, 4H), 2.79– 2.69 (m, 4H), 2.31 (s, 3H). 13C NMR (101 MHz, Chloroform-d) δ 182.17,182.01, 153.56, 136.85, 133.90, 133.10, 132.49, 132.02, 131.85, 129.80,128.70, 126.77, 126.54, 124.75, 53.66, 28.10, 21.12。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种硫胺化1,4-萘醌化合物，其特征在于结构式如下：
，
其中，R1为甲基、乙基、氯、氟等；R2为吡啶、吗啉、吡咯、硫代吗啉等。
2.所述的硫胺化1,4-萘醌化合物的制备方法，其特征在于步骤如下：将催化剂、1,4-萘醌、硫醇、胺和溶剂加入反应管中，随后排尽空气，通入一个大气压的氧气，加热100 ℃、搅拌条件下反应，得到1,4-萘醌硫胺化产物。
3.根据权利要求2所述的硫胺化1,4-萘醌化合物的制备方法，其特征在于所述1,4-萘醌的结构式如下：
。
4.根据权利要求2所述的硫胺化1,4-萘醌化合物的制备方法，其特征在于所述硫醇的结构式如下：
，
其中其中R1为甲基、乙基、氯、氟。
5.根据权利要求2所述的硫胺化1,4-萘醌化合物的制备方法，其特征在于：所述述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺(DMF)；催化剂为碘化亚铜；通入氧气为氧气球。
6.根据权利要求2所述的硫胺化1,4-萘醌化合物的制备方法，其特征在于：所述1,4-萘醌、硫醇、胺和催化剂的摩尔比为1:1:3.5:0.2。
7.根据权利要求2所述的硫胺化1,4-萘醌化合物的制备方法，其特征在于：所述的反应温度为100 ℃，反应时间为10 h。
8.根据权利要求2-7任一项所述的硫胺化1,4-萘醌化合物的制备方法，其特征在于所述硫胺化1,4-萘醌化合物的结构式如下：
；
其中，其中，R1为甲基、乙基、氯、氟等；R2为吡啶、吗啉、吡咯、硫代吗啉等。
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