CN113563241A - 一种nfsi催化合成非对称二硫醚衍生物的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于精细化工领域，涉及一种NFSI催化合成非对称二硫醚衍生物的方法，包括如下步骤：将NFSI、对称的二硫醚A和对称的二硫醚B加入含有反应溶剂1,2‑二氯乙烷的封管中，于25～80℃下反应，反应1～8小时后结束反应，经分离纯化得所述非对称二硫醚衍生物，其中NFSI、对称的二硫醚A和对称的二硫醚B的摩尔比为0.1：1.0：1.0。本方法不需要使用昂贵的铑金属催化剂和气味难闻的硫醇即可高效地合成非对称二硫醚衍生物。

Description

一种NFSI催化合成非对称二硫醚衍生物的方法
技术领域
本发明属于精细化工领域，涉及一种NFSI催化合成非对称二硫醚衍生物的方法。
背景技术
非对称二硫醚是一类重要的含硫有机化合物，广泛存在于各类具有药物活性的天然产物、药物、食品和材料中。因此，如何直接高效地合成该类化合物已经引起化学工作者的高度关注。前制备非对称二硫醚主要有两种方法，第一种使用两种不同的硫醇为原料，通过氧化脱氢合成非对称二硫醚，该类方法存在的缺陷是硫醇的气味难闻，同时该类反应会发生自偶联得到对称的二硫醚；第二种使用二硫烷基试剂在过渡金属催化剂作用下与亲核试剂反应得到目标产物，该类反应的缺陷主要在于使用金属催化剂，不符合绿色环保的特点。此外，利用过渡金属铑催化剂还可实现对称的二硫醚化合物之间的交换反应合成非对称二硫醚衍生物，但是由于使用昂贵的铑催化剂限制了该策略的应用。
本申请人在中国专利文献(申请号为2020100674270.6，专利名称为一种制备不对称二硫醚的方法)，以3-甲硫基-N-苯基丙酰胺和二苯二硫醚为原料，以N-氟代双苯磺酰胺为添加剂并促进3-甲硫基-N-苯基丙酰胺C-S键断裂制得不对称二硫醚。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足并提供一种新的非对称二硫醚的制备方法，即一种NFSI催化合成非对称二硫醚衍生物的方法，具体使用对称的二硫醚化合物为原料，NFSI(N-氟代双苯磺酰胺)为催化剂促进S-S键断裂和重组，进而一步构建非对称二硫醚。该方法不需要使用昂贵的铑金属催化剂和气味难闻的硫醇即可高效地合成非对称二硫醚衍生物。同时，该反应是一个可逆过程，催化量NFSI加入促进了反应往非对称二硫醚产物方向移动。
为了实现本发明的技术方案，所采用的技术方案为：
一种NFSI催化合成非对称二硫醚衍生物的方法，包括如下步骤：
将NFSI、对称的二硫醚A和对称的二硫醚B加入含有反应溶剂1,2-二氯乙烷的封管中，于25～80℃下反应，反应1～8小时后结束反应，经分离纯化得所述非对称二硫醚衍生物，其中NFSI、对称的二硫醚A和对称的二硫醚B的摩尔比为0.1：1.0：1.0(使用该比例体现了原子经济原则，属于绿色化学范畴,且改变比例对反应收率影响较大)。
对称的二硫醚A的结构通式为
Figure BDA0003166412570000021
对称的二硫醚B的结构通式为
Figure BDA0003166412570000022
其中R1和R2取自MeO-Ph-、Me-、CH3CH2-、CH3(CH2)3-、(CH3)2CH-、Ph-、O2N-Ph-、
Figure BDA0003166412570000023
同时R1和R2不同。
作为优选，本发明中反应体系的浓度为0.1摩尔/升。
作为优选，本发明中所述的反应温度为50℃。
作为优选，本发明中所述反应的时间为4小时。
作为优选，所属分离纯化方法为：依次进行反应液浓缩和柱层析分离。
与现有技术相比，本发明取得了如下有益效果：提供了一种新的非对称二硫醚衍生物的制备方法，该方法不需要使用昂贵的铑金属催化剂和气味难闻的硫醇即可高效地合成非对称二硫醚衍生物。
说明书附图
图1为本发明的反应机理示意图。
具体实施方式
本发明不局限于下列具体实施方式，本领域一般技术人员根据本发明公开的内容，可以采用其他多种具体实施方式实施本发明的，或者凡是采用本发明的设计结构和思路，做简单变化或更改的，都落入本发明的保护范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明下面结合实施例作进一步详述：
实施例1：
实施例1涉及的反应方程式如下：
Figure BDA0003166412570000031
非对称二硫醚衍生物的合成通法：在50mL的封管中依次加入1,2-二氯乙烷(10mL)、对称的二硫醚A(1.0mmol)、对称的二硫醚B(1.0mmol)和NFSI(0.1mmol)，反温度控制在50摄氏度，并且剧烈搅拌反应4小时。反应结束后依次进行反应液浓缩和柱层析分离，即可获得非对称二硫醚衍生物。
1.按照上述实验条件，合成了一系列非对称二硫醚，其结构和收率如下：
Figure BDA0003166412570000041
2.核磁、质谱数据：
(1)化合物C1：1H NMR(300MHz,Chloroform-d)δ7.53–7.48(m,2H),6.92–6.87(m,2H),3.80(s,3H),2.45(s,3H).13C NMR(75MHz,Chloroform-d)δ159.76,132.16,127.81,114.77,55.44,22.94.MS(EI):m/z＝185.9[M+].
(2)化合物C2：1H NMR(300MHz,Chloroform-d)δ7.51–7.46(m,1H),6.89–6.84(m,1H),3.80(s,2H),2.75(q,J＝7.3Hz,1H),1.32(t,J＝7.3Hz,2H).13CNMR(75MHz,Chloroform-d)δ159.52,131.66,128.55,114.65,55.41,32.58,14.12.MS(EI):m/z＝199.9[M+].
(3)化合物C3:1H NMR(300MHz,Chloroform-d)δ7.51–7.46(m,2H),6.90–6.84(m,2H),3.80(s,3H),2.74(t,J＝7.3Hz,2H),1.72–1.62(m,2H),1.45–1.33(m,2H),0.90(t,J＝7.3Hz,3H).13C NMR(75MHz,Chloroform-d)δ159.49,131.64,128.56,114.63,55.41,38.53,30.80,21.64,13.67.MS(EI):m/z＝227.9[M+].
(4)化合物C4:1H NMR(300MHz,Chloroform-d)δ7.51–7.46(m,2H),6.88–6.83(m,2H),3.80(s,3H),3.12–2.99(m,1H),1.31(d,J＝7.3Hz,6H).13CNMR(75MHz,Chloroform-d)δ159.26,131.03,129.18,114.58,55.40,41.35,22.41.MS(EI):m/z＝213.9[M+].
(5)化合物C5:1H NMR(300MHz,Chloroform-d)δ7.41–7.30(m,4H),7.21–7.08(m,3H),6.70(d,J＝8.6Hz,2H),3.64(s,3H).13C NMR(75MHz,Chloroform-d)δ159.89,137.55,131.83,129.10,128.27,128.06,127.29,114.79,55.42.MS(EI):m/z＝247.8[M+].
(6)化合物C6:1H NMR(300MHz,Chloroform-d)δ8.27(t,J＝2.1Hz,1H),7.95–7.91(m,1H),7.70–7.66(m,1H),7.41–7.33(m,3H),7.24–7.13(m,3H).13C NMR(75MHz,Chloroform-d)δ148.67,140.03,135.63,132.47,129.97,129.44,128.16,128.03,121.80,121.48.MS(EI):m/z＝262.8[M+].
(7)化合物C7:1H NMR(300MHz,Chloroform-d)δ7.82–7.79(m,1H),7.72–7.68(m,1H),7.58–7.55(m,2H),7.39–7.18(m,5H).13C NMR(75MHz,Chloroform-d)δ171.74,154.90,135.89,134.92,129.42,129.05,128.56,126.35,124.75,122.27,121.19.MS(EI):m/z＝274.8[M+].
(8)化合物C8:1H NMR(300MHz,Chloroform-d)δ7.34–7.28(m,4H),7.18–7.15(m,2H),6.75–6.70(m,2H),3.67(s,3H).13C NMR(75MHz,Chloroform-d)δ160.07,136.12,133.37,132.17,129.82,129.18,127.58,114.83,55.42.MS(EI):m/z＝281.8[M+].
(9)化合物C9:1H NMR(300MHz,Chloroform-d)δ7.76–7.63(m,2H),7.31–7.15(m,2H),2.51(s,3H).13C NMR(75MHz,Chloroform-d)δ172.33,155.20,135.87,126.26,124.60,122.16,121.22,23.57.MS(EI):m/z＝212.8[M+].
(10)化合物C10:1H NMR(300MHz,Chloroform-d)δ7.26–7.15(m,5H),3.80(s,2H),2.30(t,J＝7.3Hz,2H),1.57–1.45(m,2H),0.82(t,J＝7.3Hz,3H).13C NMR(75MHz,Chloroform-d)δ137.66,129.35,128.53,127.40,43.78,40.70,22.38,13.15.MS(EI):m/z＝197.9[M+].
对比实施例1(不添加NFSI催化剂)：
在50mL的封管中依次加入1,2-二氯乙烷(10mL)、对称的二硫醚A(1.0mmol)和对称的二硫醚B(1.0mmol)，反温度控制在50摄氏度，并且剧烈搅拌反应4小时。反应结束后依次进行反应液浓缩和柱层析分离，无法分离得到非对称二硫醚衍生物。
对比实施例2(NFSI为催化剂进行3-甲硫基-N-苯基丙酰胺和二苯二硫醚制备非对称二硫醚)：
在50mL的封管中依次加入乙腈(10mL)、3-甲硫基-N-苯基丙酰胺(1.0mmol,0.195g)、二苯二硫醚(1.0mmol,0.218g)和NFSI(0.1mmol,0.032g)，反温度控制在80摄氏度，并且剧烈搅拌反应12小时。反应结束后依次进行反应液浓缩和柱层析分离，最终获得非对称二硫醚N-苯基-3-(苯基二硫烷基)丙酰胺(0.017g,6％)。反应涉及的方程式如下：
Figure BDA0003166412570000061
本发明反应是NFSI为催化剂存在下的可逆反应(见图1)，首先，用催化量的NFSI催化剂处理R1SSR1提供中间体A和B。然后，中间体A和R2SSR2之间的后续交换反应提供中间体C和所需的不对称二硫化物3。同时，中间产物B也可以与R2SSR2反应以提供中间体D和产物3。最后，中间体B和C(或D和A)的反应产生所需的产物3和得到再生NFSI催化剂。值得一提的是，这个过程也可以从NFSI与R2SSR2的反应开始。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种NFSI催化合成非对称二硫醚衍生物的方法，其特征在于：包括如下步骤：
将NFSI、对称的二硫醚A和对称的二硫醚B加入含有反应溶剂1,2-二氯乙烷的封管中，于25～80℃下反应，反应1～8小时后结束反应，经分离纯化得所述非对称二硫醚衍生物，其中NFSI、对称的二硫醚A和对称的二硫醚B的摩尔比为0.1：1.0：1.0；
对称的二硫醚A的结构通式为
Figure FDA0003166412560000011
对称的二硫醚B的结构通式为
Figure FDA0003166412560000012
其中R1和R2取自MeO-Ph-、Me-、CH3CH2-、CH3(CH2)3-、(CH3)2CH-、Ph-、O2N-Ph-、
Figure FDA0003166412560000013
同时R1和R2不同。
2.根据权利要求1所述的NFSI催化合成非对称二硫醚衍生物的方法，其特征在于：反应体系的浓度为0.1摩尔/升。
3.根据权利要求1所述的NFSI催化合成非对称二硫醚衍生物的方法，其特征在于：反应温度为50℃。
4.根据权利要求1所述的NFSI催化合成非对称二硫醚衍生物的方法，其特征在于：反应的时间为4小时。
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