CN113185476B - 一种合成儿茶酚硫醚类化合物的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种合成儿茶酚硫醚类化合物的方法，以没食子酸为催化剂，金属盐为助催化剂，在氧气或空气环境中，使儿茶酚类化合物与硫醇类化合物在水和有机溶剂作混合溶剂中、碱存在条件下反应生成儿茶酚硫醚类化合物。本发明催化剂廉价，简单，催化活性高，反应效率高；合成工艺简捷，废物少，环境友好，具有较强的工业应用前景。

Description

一种合成儿茶酚硫醚类化合物的方法
技术领域
本发明涉及有机化合物合成技术领域，具体涉及一种合成儿茶酚硫醚类化合物的方法。
背景技术
多酚类化合物在自然界中普遍存在，具有抗氧化的生物活性，存在保护心脏、抗菌、抗癌、神经保护和抗糖尿病等药用价值。其中儿茶酚硫醚化合物具有抗氧化性和抗菌性等生物活性，例如，苯并噁唑取代的儿茶酚硫醚化合物具有抗菌和抗氧化活性，含有半胱氨酸基团的儿茶酚硫醚化合物具有清除自由基、抗氧化活性、和铁(II)结合保护性能。因而，儿茶酚硫醚类化合物的合成方法备受关注。儿茶酚硫醚类化合物的合成有很多方法，而由儿茶酚类化合物氧化成邻苯二醌与硫醇类化合物发生1,4-亲电加成反应生成儿茶酚硫醚类化合物的方法最为简单高效(见式1)。许多氧化方法应用到此反应中，如电化学氧化[a)(Adibi H.等，Chemical&Pharmaceutical Bulletin,2011,59(9):1149-1152.；b)MohammadM.Khodaei等，Journal of Heterocyclic Chemistry,2013,50(1):23-28.]，高碘酸钠氧化[Josep Sedo-Vegara等，Chemistry A European Journal,2019,25(53):12367-12379.]，铁氰化钾氧化[Davood Nematollahi等，Russian Chemical Bulletin,2018,67(10):1857-1867.]，酶促氧化[a)G.Prota等，Experientia 1977,33:1118-1119.b)Uwe Beifuss等，Journal of Organic Chemistry,2013,78:7986]等。
这些方法存在一些缺点，如：使用计量的氧化剂、强氧化剂等、使用的催化剂成本高、以及伴生二硫化物副产物，从而限制了这些方法的使用。
发明内容
本发明提出了一种合成儿茶酚硫醚类化合物的方法，以没食子酸为催化剂，金属盐为助催化剂，在氧气或空气环境中，使儿茶酚类化合物与硫醇类化合物在水和有机溶剂作混合溶剂中、碱存在条件下反应生成儿茶酚硫醚类化合物。
实现本发明的技术方案是：
一种合成儿茶酚硫醚类化合物的方法，以没食子酸为催化剂，金属盐为助催化剂，在氧气或空气环境中，使儿茶酚类化合物与硫醇类化合物在水和有机溶剂作混合溶剂中、碱存在条件下反应生成儿茶酚硫醚类化合物。
所述金属盐的金属为Cu、Fe、Co、Mn中的任意一种，酸根离子为醋酸根、碳酸根、盐酸根、硫酸根中的任意一种。
所述碱为NaOH、Na2CO3、NaHCO3、KOH、K2CO3或KHCO3中的任意一种。
所述儿茶酚类化合物为儿茶酚和取代的儿茶酚(具体见实施例)；所述硫醇类化合物为杂环硫醇、芳香硫酚、脂肪硫醇。
所述催化剂没食子酸的用量为儿茶酚类化合物物质的量的0.01-10％，所述助催化剂的用量为儿茶酚类化合物物质的量的0.01-10％，所述溶剂的用量为儿茶酚类化合物质量的5-60倍；所述碱为儿茶酚类化合物的0.05-3当量。
所述溶剂含有的有机溶剂为乙腈、四氢呋喃、甲醇、乙醇、二甲基亚砜或N,N-二甲基甲酰胺中的任意一种。
所述反应氧气分压为0.1-1.0MPa、温度为25-120℃、反应时间为4-50小时。
儿茶酚类化合物与硫醇类化合物的投料摩尔比为1:1。
本发明中，以没食子酸为催化剂，金属盐为助催化剂，直接投入使用。用于催化剂的没食子酸和助催化剂金属盐可以直接购买相应的化工产品。
本发明在使用过程中，反应效果随催化剂和助催化剂用量增加而提高，但催化剂用量增加生产成本也随之增加，过量的催化剂会带来分离困难。催化剂的用量为儿茶酚类化合物质的量的0.01-10％，优选0.03-2％。助催化剂的用量为儿茶酚类化合物质的量的0.01-10％，优选0.03-2％。
本发明的方法在水和有机溶剂混合溶剂中进行，溶剂的用量增加会降低反应液粘稠度而提高搅拌效果，进而提高反应效果，但溶剂的用量过大会降低催化体系的浓度而降低反应效率，增加能源消耗。溶剂的用量为儿茶酚类化合物质量的5-60倍，优选10-40倍。
本发明中合成反应结束后，后处理工艺过程没有特别限定，产物分离提纯可以通过以下方法进行：氧化反应结束后，放置冷却，通过加水稀释、萃取、浓缩，剩余固体用异丙醇重结晶，抽滤，烘干。
本发明的有益效果是：本发明催化剂廉价，简单，催化活性高，反应效率高；合成工艺简捷，废物少，环境友好，具有较强的工业应用前景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是实施例1制备的4-(2-巯基苯并噻唑)硫基-1,2-二羟基苯的1H NMR谱图；
图2是实施例1制备的4-(2-巯基苯并噻唑)硫基-1,2-二羟基苯的13C NMR谱图；
图3是实施例2制备的4-(2-巯基苯并噁唑)硫基-1,2-二羟基苯的1H NMR谱图；
图4是实施例2制备的4-(2-巯基苯并噁唑)硫基-1,2-二羟基苯的13C NMR谱图。
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
4-(2-巯基苯并噻唑)硫基-1,2-二羟基苯的合成：
在150mL的反应釜中，投入2.20g儿茶酚、3.34g 2-巯基苯并噻唑、19mg没食子酸、11mg醋酸铜、138mg K2CO3、40mL水和10mL二甲基亚砜；搅拌下加热升温至120℃，通入氧气，保持反应釜内压强为1.0MPa，反应6小时后停止反应，冷却至室温，加入40mL饱和食盐水，3×25mL乙酸乙酯萃取，合并乙酸乙酯层，旋蒸去除乙酸乙酯，剩余固体用异丙醇重结晶，抽滤，烘干，得白色固体5.21g。
产品经NMR(见附图1和2)、HRMS等方法确定结构为4-(2-巯基苯并噻唑)硫基-1,2-二羟基苯，收率为95％，液相色谱仪分析产物纯度为98％。
实施例2
4-(2-巯基苯并噁唑)硫基-1,2-二羟基苯的合成：
在150mL的反应釜中，投入1.10g儿茶酚、1.51g 2-巯基苯并噁唑、10mg没食子酸、14mg氯化铜、0.84g KOH、40mL水和10mL乙腈；搅拌下保温25℃，压入空气，保持反应釜内压强为0.1MPa，反应12小时后停止反应，冷却至室温，加入40mL饱和食盐水，3×25mL乙酸乙酯萃取，合并乙酸乙酯层，旋蒸去除乙酸乙酯，剩余固体用异丙醇重结晶，抽滤，烘干，得白色固体2.22g。
产品经NMR(见附图3和4)、HRMS等方法确定结构为4-(2-巯基苯并噁唑)硫基-1,2-二羟基苯，收率为86％，液相色谱仪分析产物纯度为98％。
按实施例1相同的方法合成其它儿茶酚硫醚类化合物，其各种反应条件和反应结果见表1。
表1不同条件下合成各种儿茶酚硫醚类化合物
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 (6)

1.一种合成儿茶酚硫醚类化合物的方法，其特征在于：在氧气或空气环境中，儿茶酚类化合物与硫醇类化合物在催化剂下、水和有机溶剂的混合溶剂中、碱存在条件下反应生成儿茶酚硫醚类化合物；所述催化剂以没食子酸为主催化剂，金属盐为助催化剂；所述儿茶酚类化合物为儿茶酚和取代的儿茶酚；所述硫醇类化合物为杂环硫醇、芳香硫酚或脂肪硫醇；
所述金属盐的金属为Cu、Fe、Co或Mn中的任意一种，酸根离子为醋酸根、碳酸根、盐酸根或硫酸根中的任意一种。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述碱为NaOH、Na2CO3、NaHCO3、KOH、K2CO3或KHCO3中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述有机溶剂为乙腈、四氢呋喃、甲醇、乙醇、二甲基亚砜或N,N-二甲基甲酰胺中的任意一种。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于：所述主催化剂的用量为儿茶酚类化合物物质的量的0.01-10%，所述助催化剂的用量为儿茶酚类化合物物质的量的0.01-10%，所述溶剂的用量为儿茶酚类化合物质量的5-60倍；所述碱为儿茶酚类化合物的0.05-3当量。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述儿茶酚类化合物与硫醇类化合物的摩尔比为1:1。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述反应氧气分压为0.1-1.0MPa、温度为25-120℃、反应时间为4-50小时。
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