CN110724080B

CN110724080B - 一种芳基硒氰类化合物的合成方法

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Publication number: CN110724080B
Application number: CN201910965596.1A
Authority: CN
Inventors: 蔡琥; 付拯江; 何冬冬; 郝广果
Original assignee: Nanchang University
Current assignee: Nanchang University
Priority date: 2019-10-11
Filing date: 2019-10-11
Publication date: 2020-08-11
Anticipated expiration: 2039-10-11
Also published as: CN110724080A

Abstract

本发明涉及化工产品合成领域，具体涉及芳基硒氰化物的合成方法，本发明的方法从易得的芳基硼酸出发，以最廉价的KSeCN作为硒氰源，采用绿色无污染的电流作为反应驱动剂，空气、室温条件下高效地合成了芳基硒氰化物。与常规的芳基硒氰化物合成方法相比，本发明的方法具有反应原料(包括芳基硼酸)廉价易得、电流对环境污染最小、芳环的多种官能团具有良好的容忍性、产率高等明显优势。本发明的方法能广泛应用于工业界和学术界的药物、材料、天然产物等领域的合成中。

Description

一种芳基硒氰类化合物的合成方法

技术领域

本发明涉及一类化工产品的合成制备，更具体地涉及芳基硒氰化物的合成方法。

背景技术

在芳烃化合物上引入硒氰基团(-SeCN)，能够显著改变芳烃化合物的物理、化学和生物性质。芳基硒氰化物不但具有优良的生物活性，如抗氧化性，抗肿瘤活性，而且芳基硒氰化物常用作有机合成反应的合成子以进一步构筑芳基硒化物、硒氮杂环化合物等。因此，相关芳基硒氰化物的合成具有重要的理论意义和工业实用价值。目前，合成芳基硒氰化物的方法有：

方法一，使用芳基重氮盐与硒氰酸钾制备芳基硒氰化物。

该方法的问题在于反应条件控制较为严格，反应底物原料重氮盐不稳定易分解。使得方法的应用受到限制。

方法二，使用芳基高价碘盐与硒氰酸钾制备芳基硒氰化物。

该方法与上述使用重氮盐方法相类似，芳基高价碘盐存在不易获取的缺陷。

方法三，使用芳基硒氯化物与氰源以此制备芳基硒氰化物。

该方法的问题在于反应底物原料剧毒、不稳定，因此极大地限制了该方法的应用。

方法四，单质Se与TMSCN作为组合硒氰源以此实现富电子芳烃的硒氰化。

该方法的问题在于反应底物仅局限于几个富电子芳烃，且使用的TMSCN对水，氧敏感，反应操作繁琐。

方法五，以KSeCN作为硒氰源，在NIS(N-Iodosuccinimide)催化下实现富电子芳烃的硒氰化。

该方法的存在问题和上述方法四一样，反应底物均受限于富电子的芳烃，限制了反应的拓展。

因此，目前仍需要一种原料(芳基源)简单易得，在温和条件下，实现反应产率高、官能团容忍度性好、环境友好的合成芳基硒氰化物方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种以芳基硼酸为原料的芳基硒氰化物的合成方法。

本发明所提供的合成芳基硒氰化物的方法，是以KSeCN作为硒氰源，以电流作为绿色的反应驱动剂，在室温下，简单高效的使芳基硼酸化合物转变为芳基硒氰化物。

在本发明中，“芳基硒氰化物”具有本领域技术人员所通常理解的含义，即含有与硒氰(SeCN)直接连接的芳环结构的化合物，例如苯硒氰，对甲氧基苯硒氰或其被取代后的各种衍生物。

在本发明中，“芳基硼酸”具有本领域技术人员所通常理解的含义，即含有与硼原子直接连接的芳环结构的化合物，例如苯硼酸，对甲氧基苯硼酸或其被取代后的各种衍生物。

本发明的合成方法是一种通用方法，适合于合成各种芳基硒氰化物，对芳环上的多种官能团具有好的容忍性，因此实施上对芳基硒氰化物和衍生物中的取代基的个数和种类并无特别限制。相应地，对芳基硼酸化合物中的取代基个数和种类也并无特别限制。

本方法是一种以芳基硼酸为原料的芳基硒氰化物的合成方法，在空气，室温下，以电流为反应驱动剂，使芳基硼酸和硒氰酸钾在有机溶剂中进行取代反应形成芳基硒氰化物；

所述芳基硒氰化物的结构通式如式(I)所示：

其中，R表示连接在苯环上的0、1或2个取代基，每个R各自独立地表示甲基、甲氧基、二甲基、异丙基、羟基、氨基、二甲氨基，醛基。

且其中，芳基硼酸化合物的结构通式如(II)所示：

式(II)中的取代基R的定义同式(I)。

本发明在以单一有机溶剂的体系中进行。如果需要，体系中也可以存在额外的其它有机溶剂，但是从产率、操作的便利角度考虑，优选不存在其它有机溶剂，即以单一有机溶剂作为体系。

本发明的方法的反应温度为室温，温度的改变并未使产率提升、且操作更为不便，即室温下即可。

本发明的方法的反应时间可以根据反应物性质由技术人员按照需要自行确定，通常5小时以内，具体反应物具体时间。

本发明的方法的压强并不关键，通常在常压下即可。

本发明的方法的电流强度极为关键。可以根据反应物性质由技术人员筛选确定，具体反应物具体电流值。

显然，本发明的方法还可以包括必要的后处理等额外步骤。

各种物料的添加顺序以及具体反应步骤可以由本领域技术人员按照实际需要进行调整。例如，在实验室中小规模进行反应时，可以按如下步骤进行(以对甲氧基苯硒氰为例)：

(1)在装有磁力搅拌子的三口反应管中加入式(II)的芳基硼酸化合物、KSeCN、单一有机溶剂，在空气室温下，调节电流强度，反应适当的时间，数个小时内完成；

(2)反应完成以后，按常规方法进行后处理和提纯。例如，先将反应混合物固液分离，旋转蒸发浓缩，随后上柱，调节石油醚与乙酸乙酯比例，将产物与杂质分离，旋转蒸发得到纯净的产物。

本发明的方法不仅适用于实验室小规模制备，也适合于化工厂的工业化大规模生产。在工业化大规模生产时的具体反应参数可以由本领域技术人员通过常规实验来确定。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的方法从易得的芳基硼酸出发，以最廉价的KSeCN作为硒氰源，采用绿色无污染的电流作为反应驱动剂，空气、室温条件下高效地合成了芳基硒氰化物。与常规的芳基硒氰化物合成方法相比，本发明的方法具有反应原料(包括芳基硼酸)廉价易得、以电流为反应驱动剂对环境污染最小、对芳环上的多种官能团具有良好的容忍性、产率高等明显优势。本发明的方法能广泛应用于工业界和学术界的药物等领域的合成中。

具体实施方式

下面具体描述本发明的合成方法。应当注意到，这里给出的描述和实施例仅仅是为了描述本发明的具体实施方式，使技术人员更容易理解本发明，它们并非意欲限定本发明的范围。

还应注意到前面提到的本发明方法的各个优选的技术特征以及下面具体描述的实施例中的各个具体技术特征可以组合在一起，所有这些技术特征的各种组合、由本发明具体公开的数值作为上下限的所有数值范围等等都落在本发明的范围内。

以下具体实施例中所用的原料均购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司，各试剂必要时采用本领域公知的手段进行纯化后使用。

¹H NMR和¹³C NMR均采用Agilent-400MR DD2仪器进行测定。测试温度为室温，溶剂为氘代氯仿，选取参考：¹H NMR：CHCl₃为7.26ppm；¹³C NMR：CHCl₃为77.0ppm。

实施例1。合成2-甲基苯硒氰。

在装有磁力搅拌子的三口反应管中加入邻甲基苯硼酸27.2mg、硒氰酸钾115.3mg、四丁基醋酸铵30.2mg和10mL的乙腈。在空气，室温存在的条件下通电反应3小时，恒定电流为10mA。反应完成以后，简单过滤，旋转蒸发浓缩上柱，依次以纯石油醚，2％的乙酸乙酯为流动相，得到2-甲基苯硒氰31.4mg，产率为80％。

产物2-甲基苯硒氰：¹H NMR(400MHz，CDCl₃)：δ7.72(d，J＝7.6Hz，1H)，7.22(t，J＝7.6Hz，1H)，2.49(s，3H)；¹³C NMR(100MHz，CDCl₃)：δ139.9，134.0，131.2，130.3，127.8，123.0，101.2，22.3。

实施例2。合成4-甲基苯硒氰。

在装有磁力搅拌子的三口反应管中加入对甲基苯硼酸27.2mg、硒氰酸钾115.3mg和10mL的乙腈。在空气，室温存在的条件下通电反应5小时，恒定电流为10mA。反应完成以后，简单过滤，旋转蒸发浓缩上柱，依次以纯石油醚，2％的乙酸乙酯为流动相，得到4-甲基苯硒氰25.9mg，产率为66％。

产物4-甲基苯硒氰：¹H NMR(400MHz，CDCl₃)：δ7.53(d，J＝8.0Hz，2H)，7.21(d，J＝8.0Hz)，2.38(s，3H)；¹³C NMR(100MHz，CDCl₃)：δ140.4，133.3，131.1，117.9，101.7，21.2。

实施例3。合成2，6-二甲基苯硒氰。

在装有磁力搅拌子的三口反应管中加入2，6-二甲基苯硼酸30.0mg、硒氰酸钾115.3mg、醋酸钠8.2mg和10mL的乙腈。在空气，室温存在的条件下通电反应5小时，恒定电流为15mA。反应完成以后，简单过滤，旋转蒸发浓缩上柱，依次以纯石油醚，2％的乙酸乙酯为流动相，得到2，6-二甲基苯硒氰17.7mg，产率为42％。

产物2，6-二甲基苯硒氰：¹H NMR(400MHz，CDCl₃)：δ7.23(t，J＝7.6Hz，1H)，7.16(d，J＝7.6Hz，2H)；¹³C NMR(100MHz，CDCl₃)：δ143.1，130.9，128.8，123.9，101.1，24.5。

实施例4。合成4-异丙基苯硒氰。

在装有磁力搅拌子的三口反应管中加入对异丙基苯硼酸32.8mg、硒氰酸钾115.3mg和10mL的乙腈。在空气，室温存在的条件下通电反应5小时，恒定电流为10mA。反应完成以后，简单过滤，旋转蒸发浓缩上柱，依次以纯石油醚，2％的乙酸乙酯为流动相，得到4-异丙基苯硒氰30.5mg，产率为68％。

产物4-异丙基苯硒氰：¹H NMR(400MHz，CDCl₃)：δ7.55(d，J＝8.0Hz，2H)，7.25(d，J＝8.0Hz，2H)，2.91(m，1H)，1.23(d，J＝7.2Hz，6H)；¹³C NMR(100MHz，CDCl₃)：δ151.3，133.4，128.6，118.2，101.8，33.9，23.8，23.7。。

实施例5。合成2-甲氧基苯硒氰。

在装有磁力搅拌子的三口反应管中加入邻甲氧基苯硼酸27.2mg、硒氰酸钾115.3mg、四丁基醋酸铵30.2mg和10mL的乙腈。在空气，室温存在的条件下通电反应3小时，恒定电流为10mA。反应完成以后，简单过滤，旋转蒸发浓缩上柱，依次以纯石油醚，2％的乙酸乙酯为流动相，得到2-甲氧基苯硒氰31.6mg，产率为75％。

产物2-甲氧基苯硒氰：¹H NMR(400MHz，CDCl₃)：δ7.63(d，J＝7.2Hz，1H)，7.34(t，J＝7.2Hz，1H)，7.03(t，J＝7.2Hz，1H)，6.90(d，J＝8.4Hz，1H)，3.90(s，3H)；¹³C NMR(100MHz，CDCl₃)：δ155.7，130.0，129.8，122.8，112.6，101.5，56.2。

实施例6。合成2-氨基苯硒氰。

在装有磁力搅拌子的三口反应管中加入邻氨基苯硼酸27.2mg、硒氰酸钾115.3mg和10mL的乙腈。在空气，室温存在的条件下通电反应80分钟，恒定电流为10mA。反应完成以后，简单过滤，旋转蒸发浓缩上柱，依次以10％的乙酸乙酯，12％的乙酸乙酯为流动相，得到2-氨基苯硒氰29.5mg，产率为75％。

产物2-氨基苯硒氰：¹H NMR(400MHz，CDCl₃)：δ7.55(d，J＝8.0Hz，1H)，7.26(t，J＝8.0Hz，1H)，6.82(d，J＝8.0Hz，1H)，6.72(t，J＝7.6Hz，1H)；¹³C NMR(100MHz，CDCl₃)：δ148.2，137.3，132.9，119.5，116.2，105.0，100.5。

实施例7。合成2，4-二甲氧基苯硒氰。

在装有磁力搅拌子的三口反应管中加入2，4-二甲氧基苯硼酸36.4mg、硒氰酸钾115.3mg和10mL的乙腈。在空气，室温存在的条件下通电反应80分钟，恒定电流为10mA。反应完成以后，简单过滤，旋转蒸发浓缩上柱，依次以2％的乙酸乙酯，4％的乙酸乙酯为流动相，得到2，4-二甲氧基苯硒氰42.1mg，产率为87％。

产物2，4-二甲氧基苯硒氰：¹H NMR(400MHz，CDCl₃)：δ7.50(d，J＝8.6Hz，1H)，6.54(dd，J＝8.6，2.4Hz，1H)，6.48(d，J＝2.0Hz，1H)，3.87(s，3H)，3.81(s，3H).；¹³CNMR(100MHz，CDCl₃)：δ162.4，157.8，132.9，106.7，101.9，101.6，99.3，56.2，55.7。

实施例8。合成4-甲氧基-3-醛基苯硒氰。

在装有磁力搅拌子的三口反应管中加入4-甲氧基-3-醛基苯硼酸36.0mg、硒氰酸钾115.3mg和10mL的乙腈。在空气，室温存在的条件下通电反应5小时，恒定电流为10mA。反应完成以后，简单过滤，旋转蒸发浓缩上柱，依次以10％的乙酸乙酯，12％的乙酸乙酯为流动相，得到4-甲氧基-3-醛基苯硒氰34.1mg，产率为71％。

产物4-甲氧基-3-醛基苯硒氰：¹H NMR(400MHz，CDCl₃)：δ10.41(s，1H)，8.09(s，1H)，7.87(d，J＝8.4Hz，1H)，7.06(d，J＝8.8Hz，1H)，3.98(s，3H).；¹³C NMR(100MHz，CDCl₃)：δ188.1，162.9，141.5，134.4，125.9，114.1，112.2，101.4，56.2。

实施例9。合成4-N，N-二甲氨基苯硒氰。

在装有磁力搅拌子的三口反应管中加入4-N，N-二甲氨基苯硼酸33.0mg、硒氰酸钾115.3mg和10mL的乙腈。在空气，室温存在的条件下通电反应80分钟，恒定电流为10mA。反应完成以后，简单过滤，旋转蒸发浓缩上柱，依次以2％的乙酸乙酯，4％的乙酸乙酯为流动相，得到4-N，N-二甲氨基苯硒氰31.7mg，产率为70％。

产物4-N，N-二甲氨基苯硒氰：¹H NMR(400MHz，CDCl₃)：δ7.51(d，J＝8.8Hz，1H)，6.64(d，J＝8.8Hz，1H)，2.99(s，3H).；¹³C NMR(100MHz，CDCl₃)：δ151.6，136.4，113.3，104.3，102.8，40.1。

实施例10。合成4-羟基苯硒氰。

在装有磁力搅拌子的三口反应管中加入4-羟基苯硼酸27.6mg、硒氰酸钾115.3mg和10mL的乙腈。在空气，室温存在的条件下通电反应80分钟，恒定电流为10mA。反应完成以后，简单过滤，旋转蒸发浓缩上柱，依次以10％的乙酸乙酯，12％的的乙酸乙酯为流动相，得到2，4-二甲氧基苯硒氰42.1mg，产率为87％。

产物4-羟基苯硒氰：¹H NMR(400MHz，CDCl₃)：δ7.52(d，J＝8.6Hz，3H)，6.84(d，J＝8.6Hz，3H)，6.38(s，1H).；¹³C NMR(100MHz，CDCl₃)：δ158.1，136.5，117.6，110.30，103.2。

实施例11。合成4-甲氧基苯硒氰。

在装有磁力搅拌子的三口反应管中加入对甲氧基苯硼酸30.4mg、硒氰酸钾115.3mg和10mL的乙腈。在空气，室温存在的条件下通电反应80分钟，恒定电流为10mA。反应完成以后，简单过滤，旋转蒸发浓缩上柱，依次以纯石油醚，2％的乙酸乙酯为流动相，得到4-甲氧基苯硒氰34.5mg，产率为81％。

产物4-甲氧基苯硒氰：¹H NMR(400MHz，CDCl₃)：δ7.60(dd，J＝7.2，1.8Hz，2H)，6.91(d，J＝8.8Hz，2H)，3.82(s，3H)；¹³C NMR(100MHz，CDCl₃)：δ161.3，136.0，116.0，111.0，102.1，56.5。

实施例12。合成苯硒氰。

在装有磁力搅拌子的三口反应管中加入苯硼酸24.4mg、硒氰酸钾115.3mg、醋酸钠8.2mg和10mL的乙腈。在空气，室温存在的条件下通电反应5小时，恒定电流为15mA。反应完成以后，简单过滤，旋转蒸发浓缩上柱，依次以纯石油醚，2％的乙酸乙酯为流动相，得到苯硒氰13.6mg，产率为37％。

产物苯硒氰：¹H NMR(400MHz，CDCl₃)：δ7.64(dd，J＝7.0，1.0Hz，2H)，7.41(d，J＝7.0Hz，3H).；¹³C NMR(100MHz，CDCl₃)：δ132.8，130.4，129.8，121.8，101.6。

为了更清楚起见，将上面各实施例结果简要总结在下表1中。

表1、实施例结果

从实施例1-12可知，本发明的方法从易得的芳基硼酸，以KSeCN为硒氰源，采用电流作为反应驱动剂，在空气、室温条件下，实现了高效芳基硒氰化物合成。该方法对芳环上的官能团具有较好的容忍性，是一种新型的绿色通用合成方法。

上面描述了本发明的优选实施方式。在阅读本发明说明书的基础上，对这些优选实施方式中进行改动、变化和替换对于本领域普通技术人员来说将是明显的。本发明可以用本文具体描述的方式之外被实现。因此，本发明涵盖了所有此类等效的实施方式。

Claims

1.一种芳基硒氰类化合物的合成方法，其特征在于：在空气，室温下，以电流为反应驱动剂，一体槽中实现以MeCN为溶剂，芳基硼酸和硒氰酸钾进行取代反应形成芳基硒氰化物；

所述芳基硒氰化物的结构通式如式(I)所示：

其中，R表示连接在苯环上的0、1或2个取代基，每个R各自独立地表示甲基、甲氧基、异丙基、羟基、氨基、二甲氨基，醛基；

且其中，芳基硼酸化合物的结构通式如(II)所示：

式(II)中的取代基R的定义同式(I)。

2.根据权利要求1所述的一种芳基硒氰类化合物的合成方法，其特征在于：所述的电流强度为10mA。