CN115583902B - 一种炔基硫醚类化合物的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种炔基硫醚类化合物的制备方法，包括将炔硅、N‑硫代丁二酰亚胺溶于有机溶剂中，加热反应得到目标产物。本发明通过原子经济型的一锅法，一步实现温和条件下，炔基硅直接硫化反应构建炔基硫醚，相较常见的化合物合成方法，具有步骤少、操作简单、反应温和、选择性好、收率高、底物适用范围广、可规模化大量合成，后处理简单，溶剂具有回收再利用能力的优点。
Description
技术领域
本发明属于有机化合物合成技术领域，具体涉及到一种炔基硫醚类化合物的制备方法。
背景技术
炔丙基硫醚类化物是有机合成反应中用途广泛的一类重要的中间体，也常见于药物分子、天然产物结构中，也是制备含硫功能性聚合物材料的中间体。炔基硫醚类化合物通过硼烷化反应可以用于构建烯基硫醚类化合物，进一步催化加氢可获得不对称硫醚化合物，此外，该类化合物还能通过氧化反应构建具有生物活性的炔基亚砜、炔基砜类化合物。
目前，该类化合物的制备主要是在氧化剂作用下，通过铜催化炔烃与硫醇或硫酚氧化加成反应完成的，这种方法需要在高温下反应，且反应时间较长，反应体系复杂，需要多种添加物，催化剂难以循环利用；另外一种方法是利用炔基金属试剂与与硫醇或硫酚发生亲核取代反应构建炔基硫醚，这种方法均需要用到活泼的金属有机试剂，如格式试剂、有机锌试剂、有机锂试剂等，而这些有机金属试剂，性质不够稳定，不易保存，操作不便，危险性大，同时需要在低温条件下进行反应，极不方便。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本发明。
本发明的其中一个目的是提供一种炔基硫醚类化合物的制备方法，具有步骤少、操作简单、反应温和、选择性好、收率高等特点。
为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种炔基硫醚类化合物的制备方法，包括，将式Ⅰ所示的炔硅、式Ⅱ所示的N-硫代丁二酰亚胺直接溶于有机溶剂中，加热反应，得到式Ⅲ所示的化合物；
其中，式Ⅰ、式Ⅲ中，R1选自氢原子、烷基、烷氧基、卤素取代基、氰基、硝基、醛基、酯基、硅基中的一种；R2，R3，R4选自甲基、乙基、异丙基、叔丁基、长链以及支链烷基、芳基中的一种；
式Ⅱ、式Ⅲ中，R5选自三氟甲基、烷基、芳基取代基中的一种。
作为本发明炔基硫醚类化合物的制备方法的一种优选方案，其中：所述炔硅、N-硫代丁二酰亚胺的摩尔比为1：1～5；优选摩尔比为1:1.5。
作为本发明炔基硫醚类化合物的制备方法的一种优选方案，其中：所述炔硅选自三甲基硅烷炔烃、三异丙基硅烷炔烃、二甲基叔丁基硅烷炔烃、三苯基硅烷炔烃中的一种或多种；优选为三甲基硅烷炔烃。
作为本发明炔基硫醚类化合物的制备方法的一种优选方案，其中：所述N-硫代丁二酰亚胺选自N-硫代苯基丁二酰亚胺、N-硫代烷基丁二酰亚胺、N-硫代三氟甲基丁二酰亚胺、N-硫代氰基丁二酰亚胺中的一种或多种；优选为N-硫代苯基丁二酰亚胺与N-硫代三氟甲基丁二酰亚胺。
作为本发明炔基硫醚类化合物的制备方法的一种优选方案，其中：所述有机溶剂为甲醇、异丙醇、2-氟乙醇、三氟乙醇、六氟异丙醇中的一种或多种；优选有机溶剂为六氟异丙醇。
作为本发明炔基硫醚类化合物的制备方法的一种优选方案，其中：所述炔硅与所述有机溶剂的质量体积比为1g：50～100mL；优选质量体积比为1g：60mL。
作为本发明炔基硫醚类化合物的制备方法的一种优选方案，其中：所述加热反应，加热温度为50～120℃，加热时间为4～48h；优选加热温度为100℃，加热时间为12h。
作为本发明炔基硫醚类化合物的制备方法的一种优选方案，其中：还包括对得到的式Ⅲ所示的化合物进行提纯的步骤。
作为本发明炔基硫醚类化合物的制备方法的一种优选方案，其中：所述提纯，除去溶剂后分离提纯，除去有机溶剂后加水搅拌3～5min，使用乙酸乙酯进行萃取，有机相干燥后进行柱层析。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明通过一锅法反应，在相对温和条件下，实现炔基硅烷直接与N-硫代苯基丁二酰亚胺或N-硫代三氟甲基丁二酰亚胺反应，一步快速构建炔基硫醚类化合物，相较常见的化合物合成方法，具有步骤少、操作简单、反应温和、选择性好、收率高、底物适用范围广、可规模化大量合成，后处理简单，溶剂具有回收再利用的优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为本发明实施例1所得产物4-氯苯基苯乙炔基硫醚的核磁共振氢谱；
图2为本发明实施例1所得产物4-氯苯基苯乙炔基硫醚的核磁共振碳谱。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
如无特别说明，实施例中所采用的原料均为商业购买。
实施例1
取苯乙炔基三甲基硅烷17mg(0.1mmol)、N-(4-氯苯基)丁二酰亚胺36mg(0.15mmol)加入到10mL反应瓶中，再加入六氟异丙醇1mL，加热至100℃，并搅拌反应12h，反应结束后，冷却至室温，加入乙酸乙酯10mL，加水5mL萃取，有机相用无水硫酸钠干燥，经柱层析得淡黄色液体。
称量柱层析得到的产物的重量，与投入反应的原料重量进行比对，得到产率，收率＝产物的重量/理论上原料完全反应后产物的质量。得到的产物的重量为17mg，收率为71％。
对于产物进行核磁共振检测，对该产物进行表征，核磁共振氢谱、碳谱分别如图1、2所示：
核磁共振氢谱数据为：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.54–7.48(m,2H),7.41(d,J＝8.5Hz,2H),7.34(dd,J＝10.9,6.7Hz,5H).
核磁共振碳谱数据为：13C NMR(151MHz,CDCl3)δ132.53,131.83,131.59,129.40,128.89,128.46,127.49,122.63,98.40,74.77.
根据氢谱、碳谱，可以明确得到的产物为4-氯苯基苯乙炔基硫醚，该产物的结构式为：
实施例2
实施例2与实施例1基本相同，差别之处在于反应温度、反应时间、反应溶剂不同，具体如下表1所示。
表1
从表1中可以看出，相同反应条件下，采用溶剂，如乙醇、丙醇、叔丁醇等，均没有发生反应，采用含氟醇作为溶剂，反应可以发生，产率较低，采用六氟异丙醇作为溶剂，产率最高。
当加热温度为100℃时，得到的产率最高；反应温度不宜过高，当反应温度达到120℃时，产率反而有所降低。当加热温度为100℃，适当延长反应时间，产率逐渐增加，加热时间设置为12h时，得到的产物的产率最高；但反应时间不宜过长，当反应时间达到20h时，产率并没有显著升高。
实施例3
实施例3与实施例1相同，差别之处在于炔硅与N-硫代丁二酰亚胺的摩尔比不同，具体如下表2所示。
表2
从表2中可以看出，当其他条件相同，仅仅物质的摩尔比发生变化时，使用的摩尔比炔硅：N-(4-氯苯基)丁二酰亚胺＝1.0:1.5为最佳的摩尔比，在此摩尔比下制得产物的产率最高，此摩尔比为优选的原料摩尔比。
实施例4
取苯乙炔基三甲基硅烷17mg(0.1mmol)、N-(4-乙酰基苯基)丁二酰亚胺37mg(0.15mmol)加入到10mL反应瓶中，再加入六氟异丙醇1mL，加热至100℃，并搅拌反应12h，反应结束后，冷却至室温，加入乙酸乙酯10mL，加水5mL萃取，有机相用无水硫酸钠干燥，经柱层析得淡黄色液体。
称量柱层析得到的产物的重量，与投入反应的原料重量进行比对，得到产率，收率＝产物的重量/理论上原料完全反应后产物的质量。得到的产物的重量为17mg，收率为67％。
对于产物进行核磁共振检测，对该产物进行表征：
核磁共振氢谱数据为：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.94(d,J＝8.3Hz,2H),7.55(t,J＝6.7Hz,4H),7.38(d,J＝5.0Hz,3H),2.59(s,3H).
核磁共振碳谱数据为：13C NMR(151MHz,CDCl3)δ197.01,140.02,135.16,131.91,129.13,129.09,128.52,125.44,122.43,99.54,73.59,26.55.
根据氢谱、碳谱，可以明确得到的产物为4-乙酰基苯基苯乙炔基硫醚，该产物的结构式为：
实施例5
取苯乙炔基三甲基硅烷17mg(0.1mmol)、N-(2-氟苯基)丁二酰亚胺34mg(0.15mmol)加入到10mL反应瓶中，再加入六氟异丙醇1mL，加热至100℃，并搅拌反应12h，反应结束后，冷却至室温，加入乙酸乙酯10mL，加水5mL萃取，有机相用无水硫酸钠干燥，经柱层析得淡黄色液体。
称量柱层析得到的产物的重量，与投入反应的原料重量进行比对，得到产率，收率＝产物的重量/理论上原料完全反应后产物的质量。得到的产物的重量为16mg，收率为72％。
对于产物进行核磁共振检测，对该产物进行表征：
核磁共振氢谱数据为：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.70–7.67(m,1H),7.57–7.49(m,2H),7.36–7.35(m,3H),7.25–7.21(m,2H),7.07(t,J＝9.0Hz,1H).
核磁共振碳谱数据为：13C NMR(151MHz,CDCl3)δ158.89(d,J＝246.1Hz),131.90,128.91,128.46,128.28(d,J＝3.0Hz),128.14(d,J＝6.4Hz)125.04(d,J＝3.4Hz),120.51(d,J＝16.3Hz),115.52,115.39,98.27,73.55.
根据氢谱、碳谱，可以明确得到的产物为2-氟苯基苯乙炔基硫醚，该产物的结构式为：
实施例6
取对乙酰基苯乙炔基三甲基硅烷22mg(0.1mmol)、N-三氟甲硫基丁二酰亚胺29mg(0.15mmol)加入到10mL反应瓶中，再加入六氟异丙醇1mL，加热至100℃，并搅拌反应12h，反应结束后，冷却至室温，加入乙酸乙酯10mL，加水5mL萃取，有机相用无水硫酸钠干燥，经柱层析得淡黄色液体。
称量柱层析得到的产物的重量，与投入反应的原料重量进行比对，得到产率，收率＝产物的重量/理论上原料完全反应后产物的质量。得到的产物的重量为16mg，收率为66％。
对于产物进行核磁共振检测，对该产物进行表征：
核磁共振氢谱数据为：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.94(d,J＝8.1Hz,2H),7.56(d,J＝8.1Hz,2H),2.61(s,3H).
核磁共振碳谱数据为：13C NMR(151MHz,CDCl3)δ197.12,137.19,131.89,128.31,127.93(q,J＝314.1Hz),126.14,100.44,70.42(q,J＝4.1Hz),26.66.
核磁共振氟谱数据为：19F NMR(377MHz,CDCl3)δ-43.15(s).
根据氢谱、氟谱、碳谱，可以明确得到的产物为4-乙酰基苯乙炔基三氟甲硫醚，该产物的结构式为：
实施例7
取2-溴苯乙炔基三甲基硅烷25mg(0.1mmol)、N-三氟甲硫基丁二酰亚胺29mg(0.15mmol)加入到10mL反应瓶中，再加入六氟异丙醇1mL，加热至100℃，并搅拌反应12h，反应结束后，冷却至室温，加入乙酸乙酯10mL，加水5mL萃取，有机相用无水硫酸钠干燥，经柱层析得淡黄色液体。
称量柱层析得到的产物的重量，与投入反应的原料重量进行比对，得到产率，收率＝产物的重量/理论上原料完全反应后产物的质量。得到的产物的重量为17mg，收率为62％。
对于产物进行核磁共振检测，对该产物进行表征：
核磁共振氢谱数据为：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.61(d,J＝8.0Hz,1H),7.53–7.46(m,1H),7.30(t,J＝7.4Hz,1H),7.26–7.20(m,1H).
核磁共振碳谱数据为：13C NMR(151MHz,CDCl3)δ133.62,132.64(s),130.64,127.96(q,J＝318.6Hz),127.12,125.77,123.92,99.73,71.63(q,J＝4.1Hz).
核磁共振氟谱数据为：19F NMR(377MHz,CDCl3)δ-43.07(s).
根据氢谱、氟谱、碳谱，可以明确得到的产物为2-溴苯乙炔基三氟甲硫醚，该产物的结构式为：
实施例8
取3-羟基苯乙炔基三甲基硅烷19mg(0.1mmol)、N-三氟甲硫基丁二酰亚胺29mg(0.15mmol)加入到10mL反应瓶中，再加入六氟异丙醇1mL，加热至100℃，并搅拌反应12h，反应结束后，冷却至室温，加入乙酸乙酯10mL，加水5mL萃取，有机相用无水硫酸钠干燥，经柱层析得淡黄色液体。
称量柱层析得到的产物的重量，与投入反应的原料重量进行比对，得到产率，收率＝产物的重量/理论上原料完全反应后产物的质量。得到的产物的重量为14mg，收率为65％。
对于产物进行核磁共振检测，对该产物进行表征：
核磁共振氢谱数据为：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.22(t,J＝7.9Hz,1H),7.07(d,J＝7.6Hz,1H),6.96(s,1H),6.88(d,J＝8.2Hz,1H),3.08(s,1H).
核磁共振碳谱数据为：13C NMR(151MHz,CDCl3)δ155.45(s),129.84(s),128.0(q,J＝312.5Hz),124.78(s),122.67(s),118.66(s),117.27(s),100.90(s),66.81(q,J＝4.3Hz).
核磁共振氟谱数据为：19F NMR(377MHz,CDCl3)δ-43.55(s).
根据氢谱、氟谱、碳谱，可以明确得到的产物为3-羟基苯乙炔基三氟甲硫醚，该产物的结构式为：
本发明中提供的制备方法对于至少一种炔基硫醚类化合物有着合成的能力。根据实施例的数据可得，在选择了不同的反应条件的情况下，制得的产物相同，相对而言具有同一产物可通过不同的反应条件制备而来，对于继续的某种目标产物所适配的反应条件种类较多，对于一种产物的产生提供了多种合成路线。
本发明提供的合成路线对于多种炔基硫醚类化合物均具有合成能力，同时对于同一种目标炔基硫醚类化合物有着使用多种原料进行合成的能力，通过以上得出结论本发明是一种可以应用于多种炔基硫醚类化合物的合成并使用多种原料进行合成的炔基硫醚类化合物合成方法，相较于目前的化合物合成方法而言，具有底物适用范围广、目标产物种类多的优势，扩大了本发明的适用范围。
本发明中制备目标化合物的工艺简单、步骤简便、所需要的反应时间相较常规的化合物合成方法而言较短，反应条件较为温和，后续处理简单，溶剂具有回收再利用的能力，适应于大量生产。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种炔基硫醚类化合物的制备方法，其特征在于：包括，将式Ⅰ所示的炔硅、式Ⅱ所示的N-硫代丁二酰亚胺直接溶于有机溶剂中，加热反应，得到式Ⅲ所示的化合物；
（式Ⅰ）；
（式Ⅱ）；
（式Ⅲ）；
其中，式Ⅰ、式Ⅲ中，R1选自氢原子、烷基、烷氧基、卤素取代基、氰基、硝基、醛基、酯基、硅基中的一种；R2，R3，R4选自甲基、乙基、异丙基、叔丁基、芳基中的一种；
式Ⅱ、式Ⅲ中，R5选自三氟甲基、烷基、芳基取代基中的一种。
2.如权利要求1所述的炔基硫醚类化合物的制备方法，其特征在于：所述炔硅、N-硫代丁二酰亚胺的摩尔比为1：1~5。
3.如权利要求1或2所述的炔基硫醚类化合物的制备方法，其特征在于：所述炔硅选自三甲基硅烷炔烃、三异丙基硅烷炔烃、三苯基硅烷炔烃中的一种或多种。
4.如权利要求3所述的炔基硫醚类化合物的制备方法，其特征在于：所述N-硫代丁二酰亚胺选自N-硫代苯基丁二酰亚胺、N-硫代烷基丁二酰亚胺、N-硫代三氟甲基丁二酰亚胺中的一种或多种。
5.如权利要求1、2、4中任一项所述的炔基硫醚类化合物的制备方法，其特征在于：所述有机溶剂为甲醇、异丙醇、2-氟乙醇、三氟乙醇、六氟异丙醇中的一种或多种。
6.如权利要求5所述的炔基硫醚类化合物的制备方法，其特征在于：所述有机溶剂为六氟异丙醇。
7.如权利要求1、2、4、6中任一项所述的炔基硫醚类化合物的制备方法，其特征在于：所述炔硅与所述有机溶剂的质量体积比为1g：50~100mL。
8.如权利要求1、2、4、6中任一项所述的炔基硫醚类化合物的制备方法，其特征在于：所述加热反应，加热温度为50~120℃，加热时间为4~48h。
9.如权利要求8所述的炔基硫醚类化合物的制备方法，其特征在于：所述加热反应，加热温度为100℃，加热时间为12h。
10.如权利要求1、2、4、6、9中任一项所述的炔基硫醚类化合物的制备方法，其特征在于：还包括对得到的式Ⅲ所示的化合物进行提纯的步骤。
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