CN115197179B - 一种无过渡金属参与的c-s键复分解反应制备硫醚和二硫醚的方法 - Google Patents
一种无过渡金属参与的c-s键复分解反应制备硫醚和二硫醚的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及精细化工技术领域,公开一种无过渡金属参与的C‑S键复分解反应制备硫醚和二硫醚的方法。具体步骤:以甲基糠基硫醚和双(4‑甲氧基苯基)二硫醚为原料,NFSI和NaOH为重要添加剂,在乙腈中反应,即可得到两种目标产物糠基(4‑甲氧基苯基)硫醚和甲基(4‑甲氧基苯基)二硫醚。此方法操作简便、原料易得且避免使用过渡金属催化剂,即可一步高效地合成硫醚和二硫醚两种含硫化合物,具有潜在的应用价值。
Description
技术领域
本发明属于精细化工领域,涉及一种C-S键复分解反应制备硫醚和二硫醚的方法。
背景技术
硫醚和二硫醚化合物是非常重要的含硫有机化合物,它们广泛存在于各种药物、天然产物和材料中。目前构建以上两类化合物只要通过C-S键或者S-S键偶联的方法。相比之下,通过C-S键复分解制备以上两类化合物的方法较少。2017年,Morandi课题组首先引入了C-S键复分解的概念,并报道了一种钯催化C-S键复分解反应制备硫醚和硫醇的方法(Science,2017,356,1059-1063),之后,2019年该课题组利用镍催化剂也实现了类似的C-S键复分解反应。但是,该类反应的需要使用过渡金属催化剂,不符合绿色环保的特点。因此,探索无过渡金属参与的C-S键复分解反应显得尤为重要。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种无过渡金属参与的C-S键复分解反应制备硫醚和二硫醚的方法。
本发明所涉及无过渡金属参C-S键复分解反应的步骤如下:将NFSI、固体碱性物、甲基糠基硫醚A和双(4-甲氧基苯基)二硫醚B加入含有反应溶剂无水乙腈的封管中并进行反应,反应结束后依次进行反应液浓缩和柱层析分离,即可获得目标产物糠基(4-甲氧基苯基)硫醚C和甲基(4-甲氧基苯基)二硫醚D。
反应温度为25-100摄氏度,固体碱性物为NaOH、KOH、K2CO3、Na2CO3中的任意一种或多种。
发明中NFSI、固体NaOH、甲基糠基硫醚A和双(4-甲氧基苯基)二硫醚B的摩尔比为2:1-3:2-6:2-4;(更优选1:1:2:1)。
进一步的,反应时间为6-18h,为了高效率获得糠基(4-甲氧基苯基)硫醚和甲基(4-甲氧基苯基)二硫醚,本发明中所述的反应温度优选80-100摄氏度,时间优选12±3小时,通过优选可将两种产物收率均控制在50%以上。
与现有技术相比,本发明取得了如下技术优势:本方法使用甲基糠基硫醚和双(4-甲氧基苯基)二硫醚为原料,NFSI和固体NaOH为添加剂,实现C-S键复分解反应一步构建糠基(4-甲氧基苯基)硫醚和甲基(4-甲氧基苯基)二硫醚。
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。
下面的实施例将有助于说明本发明,但是不局限其范围。
实施例1:在50mL的封管中依次加入乙腈(5mL)、甲基糠基硫醚A(0.4mmol)、双(4-甲氧基苯基)二硫醚B(0.2mmol)、NFSI(0.2mmol)和NaOH固体(0.2mmol),反温度控制在100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,即可获得糠基(4-甲氧基苯基)硫醚C和甲基(4-甲氧基苯基)二硫醚D。
(1)具体的反应方程式、收率(产物的收率以0.2mmol为基准)和核磁数据如下:
(2)化合物C:无色油状物,1H NMR(300MHz,CDCl3)δ7.25–7.16(m,3H),6.72(t,J=8.8Hz,2H),6.16–6.14(m,1H),5.89(d,J=3.1Hz,1H),3.87(s,2H),3.68(s,3H).13C NMR(75MHz,CDCl3)δ159.48,151.36,142.11,134.72,125.42,114.46,110.44,107.90,55.32,33.62.
(3)化合物D:无色油状物,1H NMR(300MHz,CDCl3)δ7.36(d,J=8.9Hz,2H),6.75(d,J=8.8Hz,2H),3.66(s,3H),2.31(s,3H).13C NMR(75MHz,CDCl3)δ159.76,132.16,127.81,114.77,55.44,22.94.
实施例2,碱性添加剂种类的影响:在50mL的封管中依次加入乙腈(5mL)、甲基糠基硫醚A(0.4mmol)和双(4-甲氧基苯基)二硫醚B(0.2mmol)、NFSI(0.2mmol)和碱性添加剂(0.2mmol),反温度控制在100摄氏度,并且剧烈搅拌反应12小时。具体实验结果如下所示:
实施例3,NaOH用量的影响:在50mL的封管中依次加入乙腈(5mL)、甲基糠基硫醚A(0.4mmol)和双(4-甲氧基苯基)二硫醚B(0.2mmol)、NFSI(0.2mmol)和NaOH(0.1~0.4mmol),温度控制在100摄氏度,并且剧烈搅拌反应12小时。具体实验结果如下所示:
NaOH(mmol) | 产物C收率 | 产物D收率 | |
1 | 0.1 | 40% | 44% |
2 | 0.2 | 63% | 70% |
3 | 0.3 | 35% | 20% |
4 | 0.4 | trace | trace |
实施例4,底物A和B投料比的影响:在50mL的封管中依次加入乙腈(5mL)、甲基糠基硫醚A(0.2~0.6mmol)和双(4-甲氧基苯基)二硫醚B(0.2~0.4mmol)、NFSI(0.2mmol)和NaOH(0.2mmol),反温度控制在100摄氏度,并且剧烈搅拌反应12小时。具体实验结果如下所示:
底物A(mmol):底物B(mmol) | 产物C收率 | 产物D收率 | |
1 | 0.4mmol:0.2mmol | 63% | 70% |
2 | 0.6mmol:0.2mmol | 52% | 54% |
3 | 0.4mmol:0.4mmol | 30% | 51% |
4 | 0.2mmol:0.4mmol | 37% | 66% |
实施例5,NFSI用量的影响:在50mL的封管中依次加入乙腈(5mL)、甲基糠基硫醚A(0.4mmol)和双(4-甲氧基苯基)二硫醚B(0.2mmol)、NFSI(0~0.2mmol)和NaOH(0.2mmol),反温度控制在100摄氏度,并且剧烈搅拌反应12小时。具体实验结果如下所示:
NFSI(mmol) | 产物C收率 | 产物D收率 | |
1 | 0 | 0 | trace |
2 | 0.1 | trace | 30% |
3 | 0.2 | 63% | 70% |
实施例6,反应时间的影响:在50mL的封管中依次加入乙腈(5mL)、甲基糠基硫醚A(0.4mmol)和双(4-甲氧基苯基)二硫醚B(0.2mmol)、NFSI(0.2mmol)和NaOH(0.2mmol),反温度控制在100摄氏度,并且剧烈搅拌反应6~18小时。具体实验结果如下所示:
反应时间(h) | 产物C收率 | 产物D收率 | |
1 | 6 | 46% | 47% |
2 | 12 | 63% | 70% |
3 | 18 | 40% | 68% |
实施例7,反应温度的影响:在50mL的封管中依次加入乙腈(5mL)、甲基糠基硫醚A(0.4mmol)和双(4-甲氧基苯基)二硫醚B(0.2mmol)、NFSI(0.2mmol)和NaOH(0.2mmol),反温度控制在25~100摄氏度,并且剧烈搅拌反应12小时。具体实验结果如下所示:
反应温度/℃ | 产物C收率 | 产物D收率 | |
1 | 25 | 20% | 48% |
2 | 65 | 30% | 63% |
3 | 100 | 63% | 70% |
以上描述了本发明的可选实施方案,以教导本领域技术人员如何实施和再现本发明。为了教导本发明方案,已经对一些常规技术方面进行了简化和省去。本领域技术人员应该理解源自这方面的变型,均在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种无过渡金属参与的C-S键复分解反应制备硫醚和二硫醚的方法,其特征在于:将NFSI、固体碱性物、甲基糠基硫醚和双(4-甲氧基苯基)二硫醚加入含有反应溶剂乙腈的封管中,在25-100摄氏度反应温度下反应,得糠基(4-甲氧基苯基)硫醚和甲基(4-甲氧基苯基)二硫醚;甲基糠基硫醚的结构式为双(4-甲氧基苯基)二硫醚的结构式为糠基(4-甲氧基苯基)硫醚的结构式为/>甲基(4-甲氧基苯基)二硫醚的结构式为/>
NFSI、固体碱性物、甲基糠基硫醚和双(4-甲氧基苯基)二硫醚的摩尔比为2:1-3:2-6:2-4;
固体碱性物为NaOH、KOH、K2CO3、Na2CO3中的任意一种或多种。
2.根据权利要求1所述的无过渡金属参与的C-S键复分解反应制备硫醚和二硫醚的方法,其特征在于,所述方法还包括反应之后进行的减压蒸馏,柱层析分离以及收集目标产物。
3.根据权利要求1所述的无过渡金属参与的C-S键复分解反应制备硫醚和二硫醚的方法,其特征在于:反应时间为6-18h小时。
4.根据权利要求1所述的无过渡金属参与的C-S键复分解反应制备硫醚和二硫醚的方法,其特征在于:反应温度在80-100摄氏度。
5.如权利要求1所述的无过渡金属参与的C-S键复分解反应制备硫醚和二硫醚的方法,其特征在于:反应时间为12±3小时。
6.如权利要求1所述的方法,其特征在于:NFSI、固体NaOH、甲基糠基硫醚A和双(4-甲氧基苯基)二硫醚B的摩尔比为1.0:1.0:2.0:1.0。
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