一种卤化亚铜催化硫胺类化合物脱硫制备C2位炔基类化合物的方法与流程

文档序号:13687482
技术领域本发明涉及脱硫偶联的应用催化合成领域,具体地说涉及一种以卤化亚铜亚铜催化含硫胺类化合物脱硫制备硫胺C2位炔基类衍生物的制备方法。

背景技术:
硫胺C2位取代的衍生物是一类重要的有机化合物,该类化合物具有重要的药理活性、光学活性以及生物活性,使得其在生物、医药以及不对称催化合成等方面有着广泛的应用。2-(3,3-二甲基-1-丁炔基)-5-嘧啶甲醛又是一个典型的自催化反应的原料,在揭示生命起源过程中有着重要的意义。且C2位炔代的硫胺类化合物也是一类重要的合成中间体,尽管在许多具有生物活性的有机分子中均含有硫胺C2位取代的结构单元,但是硫胺C2位取代制备其衍生的之比方法至今没有取得重要的突破。通常,C2位取代的硫胺衍生物是以硫胺为原料,再经过脱硫偶联,实现取代,再进一步实现其功能化。然而脱硫偶联并不容易实现,这主要是由于C-S键的键能大,要实现C-S键的活化并不容易,且S原子能与大多数的过渡金属形成稳定的S-金属键,使得脱硫偶联受阻。今年来,随着金属有机催化的发展,一系列的脱硫偶联反应得到了实现,目前文献已报道的脱硫偶联反应主要是在Liebeskind-Srogl反应条件下催化C-S键的活化,再与亲核试剂进行交叉偶联反应得到C2为取代的硫胺C2位取代的衍生物。然而这些方法一般都采用价格昂贵的噻吩亚铜作为脱硫试剂,在使用卤化亚铜及其它的亚铜盐时不能发生该反应,且条件苛刻、实验步骤繁琐、产率较低以及对环境的污染较大。针对现有的C2为取代的硫胺C2位取代的衍生物合成工艺的不足,业界正着力于研制由稳定、廉价易得的硫胺类化合物作为原料的高效、高选择性合成对应的有机硫胺C2位取代的衍生物的方法。

技术实现要素:
本发明的目的是提供一种由廉价易得的含硫胺类化合物作为原料的高效合成对应的有机硫胺C2位炔基类化合物的方法,以克服现有技术中的上述缺陷。本发明的一个目的提供一种由廉价易得的含硫胺类化合物与端炔高效合成对应的有机硫胺C2位炔基类化合物的方法,包含下述步骤:取反应量的含硫胺类化合物、端炔、铜盐、碱和有机溶剂在N2下置于反应器中进行混合;在搅拌下于110oC下反应01小时后,即得对应的有机硫胺C2位炔基类化合物。具体反应式如下:其中,R是选自叔丁基、正己基、正辛基、苯基、4-氟苯基、4-甲氧基苯基、4-甲基苯基、1-环己醇基、4-丙基苯基;硫胺是选自5-甲醛嘧啶基、2-苯并噻唑基、5-(2-二氧戊环基)嘧啶基。上述合成有机硫胺C2位炔基类化合物的方法中,在反应步骤中所述的碱是选自三乙胺、碳酸钠、乙酸钠、碳酸钠、吡啶或二异丙基乙基胺。上述合成有机硫胺C2位炔基类化合物的方法中,含硫胺类化合物是指2-巯基-5-嘧啶甲醛、2-巯基苯并噻唑、2-巯基-5-(2-二氧戊环基)嘧啶。上述合成有机硫胺C2位炔基类化合物的方法中,端炔是指3,3-二甲基-1-丁炔、1-辛炔、1-癸炔、苯乙炔、4-氟苯乙炔、4-甲氧基苯乙炔、4-甲基苯乙炔、乙炔环己醇、4-丙基苯乙炔。上述合成有机硫胺C2位炔基类化合物的方法中,有机溶剂指四氢呋喃、甲苯、1,4-二氧六环、N,N-二甲基甲酰胺或乙腈。上述合成有机硫胺C2位炔基类化合物的方法中,铜盐是指碘化亚铜、溴化亚铜、氧化亚铜、氯化亚铜或乙酸铜。上述合成有机硫胺C2位炔基类化合物的方法中,含硫胺类化合物与端炔的摩尔比为1:2,含硫胺类化合物与铜盐的摩尔比为1:3,含硫胺类化合物与碱的摩尔比为1:5。本发明所提供由含硫胺类化合物高效合成有机硫胺C2位炔基类化合物的方法,反应过程温和易控制。在获得较高产率的同时,该方法简单易行,而且所用催化剂廉价易得,制备简单、具有良好的工业应用前景。【具体实施方式】下面结合本发明的实施例对本发明做进一步说明:一、测试与分析本发明下述实施例中反应产物的结构分析采用岛Bruker公司生产的BrukerAvance-III500核磁共振分析仪。二、实施例实施例1将28mg(0.2mmol)的2-巯基-5-嘧啶甲醛、33mg(0.4mmol)的3,3-二甲基-1-丁炔与1.5mg(2%)三苯基膦乙酸钯,102mg(1mmol)三乙胺,2mlN,N-二甲基甲酰胺在氮气环境下加入Schlenk管里,在氮气环境下加入铜盐(0.6mmol)(碘化亚铜、氯化亚铜、溴化亚铜、氧化亚铜、一水合乙酸铜),于110oC下搅拌反应1小时。通过GC检测分析,在碘化亚铜作为脱硫剂时,该偶联反应的产率能达到60%的产率。实施例2将28mg(0.2mmol)的2-巯基-5-嘧啶甲醛、33mg(0.4mmol)的3,3-二甲基-1-丁炔与1.5mg(2%)三苯基膦乙酸钯,114mg(0.6mmol)碘化亚铜与1.0mmol碱(三乙胺、碳酸钠、吡啶、乙酸钠、N,N-二异丙基乙胺、1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯)在氮气环境下加入Schlenk管里,在N2环境下加入2.0mlN,N-二甲基甲酰胺,于110oC下搅拌反应12小时。通过GC检测分析,在5倍当量的碳酸钠的催化下,该偶联反应能达到92%的产率。实施例3将28mg(0.2mmol)的2-巯基-5-嘧啶甲醛、33mg(0.4mmol)的3,3-二甲基-1-丁炔与1.5mg(2%)三苯基膦乙酸钯,114mg(0.6mmol)碘化亚铜,106mg碳酸钠在氮气环境下加入Schlenk管里,在氮气环境下加入2.0ml溶剂(N,N-二甲基甲酰胺、甲苯、四氢呋喃、乙腈、1,4-二氧六环),于110oC下搅拌反应1小时。通过GC检测分析,在N,N-二甲基甲酰胺作为溶剂的条件下,该偶联反应能达到92%的产率。实施例4将28mg(0.2mmol)的2-巯基-5-嘧啶甲醛、33mg(0.4mmol)的3,3-二甲基-1-丁炔与1.5mg(2%)三苯基膦乙酸钯,114mg(0.6mmol)碘化亚铜,106mg碳酸钠在氮气环境下加入Schlenk管里,在氮气环境下加入2.0mlN,N-二甲基甲酰胺,于80oC、100oC、110oC、120oC、130oC、下搅拌反应1小时。通过GC检测分析,在110oC下,该偶联反应就能达到92%的产率。实施例52-(3,3-二甲基-1-丁炔基)-5-嘧啶甲醛的制备:将140mg(1.0mmol)的2-巯基-5-嘧啶甲醛、164mg(2.0mmol)的3,3-二甲基-1-丁炔与15mg(2%)三苯基膦乙酸钯,540mg(3.0mmol)碘化亚铜,530mg(5.0mmol)碳酸钠在氮气环境下加入Schlenk管里,在氮气环境下加入4.0mlN,N-二甲基甲酰胺,于110oC下搅拌反应1小时。待反应结束后,分离提纯可以得到85%分离产率的的2-(3,3-二甲基-1-丁炔)-5-嘧啶甲醛。通过1H、13CNMR鉴定该产物。1HNMR(400MHz,CDCl3):δ=10.13(s,1H),9.12(s,1H),1.40(s,1H);13CNMR(100MHz,CDCl3):δ=188.39,158.36,156.51,126.38,103.22,79.12,30.34,28.30.实施例62-(1-辛炔基)-5-嘧啶甲醛的制备:将140mg(1.0mmol)的2-巯基-5-嘧啶甲醛、220mg(2.0mmol)的1-辛炔与15mg(2%)三苯基膦乙酸钯,540mg(3.0mmol)碘化亚铜,530mg(5.0mmol)碳酸钠在氮气环境下加入Schlenk管里,在氮气环境下加入4.0mlN,N-二甲基甲酰胺,于110oC下搅拌反应1小时。待反应结束后,分离提纯可以得到73%分离产率的的2-(1-辛炔)-5-嘧啶甲醛。通过1H、13CNMR鉴定该产物。1HNMR(400MHz,CDCl3):δ=10.10(s,1H),9.08(s,2H),2.49(t,J=7.2Hz;2H),1.65(p,J=7.2Hz;2H),1.40-1.48(m,2H),1.24-1.32(m,4H),0.86(t,J=6.8Hz;3H);13CNMR(100MHz,CDCl3):δ=188.38,158.39,156.41,126.44,96.26,80.4,31.38,28.79,27.96,22.59,19.65,14.15.实施例72-(1-癸炔基)-5-嘧啶甲醛的制备:将140mg(1.0mmol)的2-巯基-5-嘧啶甲醛、278mg(2.0mmol)的1-癸炔与15mg(2%)三苯基膦乙酸钯,540mg(3.0mmol)碘化亚铜,530mg(5.0mmol)碳酸钠在氮气环境下加入Schlenk管里,在氮气环境下加入4.0mlN,N-二甲基甲酰胺,于110oC下搅拌反应1小时。待反应结束后,分离提纯可以得到65%分离产率的2-(1-癸炔基)-5-嘧啶甲醛。通过1H、13CNMR鉴定该产物。1HNMR(400MHz,CDCl3):δ=0.86(t,J=6.8Hz;3H),1.24–1.32(m,4H),1.40–1.48(m,2H),1.65(p,J=7.2Hz;2H),2.49(t,J=7.2Hz;2H),9.08(s,2H),10.10(s,1H);13CNMR(100MHz,CDCl3):δ=14.1,19.6,22.6,27.9,28.8,31.4,80.4,96.1,126.4,156.4,158.3,188.4.实施例82-(苯乙炔基)-5-嘧啶甲醛的制备:将140mg(1.0mmol)的2-巯基-5-嘧啶甲醛、204mg(2.0mmol)的苯乙炔与15mg(2%)三苯基膦乙酸钯,540mg(3.0mmol)碘化亚铜,530mg(5.0mmol)碳酸钠在氮气环境下加入Schlenk管里,在氮气环境下加入4.0mlN,N-二甲基甲酰胺,于110oC下搅拌反应1小时。待反应结束后,分离提纯可以得到70%分离产率的2-(苯乙炔基)-5-嘧啶甲醛。通过1H、13CNMR鉴定该产物。1HNMR(400MHz,CDCl3):δ=10.11(s,1H),9.14(s,2H),7.61-7.72(m,2H),7.30-7.47(m,3H);13CNMR(100MHz,CDCl3):δ=188.3,158.4,156.4,133.0,128.7,126.4,120.7,92.5,88.3.实施例92-(4-氟苯乙炔基)-5-嘧啶甲醛的制备:将140mg(1.0mmol)的2-巯基-5-嘧啶甲醛、240mg(2.0mmol)的4-氟苯乙炔与15mg(2%)三苯基膦乙酸钯,540mg(3.0mmol)碘化亚铜,530mg(5.0mmol)碳酸钠在氮气环境下加入Schlenk管里,在氮气环境下加入4.0mlN,N-二甲基甲酰胺,于110oC下搅拌反应1小时。待反应结束后,分离提纯可以得到50%分离产率的2-(4-氟苯乙炔)-5-嘧啶甲醛。通过1H、13CNMR鉴定该产物。1HNMR(400MHz,CDCl3):δ=10.15(s,1H),9.17(s,2H),7.65-7.73(m,2H),7.05-7.16(m,2H);13CNMR(100MHz,CDCl3):δ=188.3,160.4,158.5,156.3,135.3,126.5,116.9,116.3,91.5,88.1.实施例102-(4-甲氧基苯乙炔基)-5-嘧啶甲醛的制备:将140mg(1.0mmol)的2-巯基-5-嘧啶甲醛、264mg(2.0mmol)的4-甲氧基苯乙炔与15mg(2%)三苯基膦乙酸钯,540mg(3.0mmol)碘化亚铜,530mg(5.0mmol)碳酸钠在氮气环境下加入Schlenk管里,在氮气环境下加入4.0mlN,N-二甲基甲酰胺,于110oC下搅拌反应1小时。待反应结束后,分离提纯可以得到57%分离产率的2-(4-甲氧基苯乙炔基)-5-嘧啶甲醛。通过1H、13CNMR鉴定该产物。1HNMR(250MHz,CDCl3):δ=3.84(s,3H),6.91(d,J=8.8Hz;2H),7.64(d,J=8.8Hz;2H),9.14(s,2H),10.12(s,1H);13CNMR(63MHz,CDCl3):δ=54.5,87.0,92.8,111.6,113.5,125.1,134.0,155.7,157.4,160.6,187.3.实施例112-(4-甲基苯乙炔基)-5-嘧啶甲醛的制备:将140mg(1.0mmol)的2-巯基-5-嘧啶甲醛、232mg(2.0mmol)的4-甲基苯乙炔与15mg(2%)三苯基膦乙酸钯,540mg(3.0mmol)碘化亚铜,530mg(5.0mmol)碳酸钠在氮气环境下加入Schlenk管里,在氮气环境下加入4.0mlN,N-二甲基甲酰胺,于110oC下搅拌反应1小时。待反应结束后,分离提纯可以得到77%分离产率的2-(4-甲基苯乙炔基)-5-嘧啶甲醛。通过1H、13CNMR鉴定该产物。1HNMR(250MHz,CDCl3):δ=2.39(s,3H),7.20(d,J=8.0Hz;2H),7.58(d,J=8.0Hz;2H),9.15(s,2H),10.13(s,1H);13CNMR(63MHz,CDCl3):δ=21.9,88.1,93.3,117.7,126.3,129.5,133.1,141.3,156.6,158.4,188.3.实施例122-((1-羟基-1-环己基)乙炔基)-5-嘧啶甲醛的制备:将140mg(1.0mmol)的2-巯基-5-嘧啶甲醛、248mg(2.0mmol)的乙炔环己醇与15mg(2%)三苯基膦乙酸钯,540mg(3.0mmol)碘化亚铜,530mg(5.0mmol)碳酸钠在氮气环境下加入Schlenk管里,在氮气环境下加入4.0mlN,N-二甲基甲酰胺,于110oC下搅拌反应1小时。待反应结束后,分离提纯可以得到32%分离产率的2-((1-羟基-1-环己基)乙炔基)-5-嘧啶甲醛。通过1H、13CNMR鉴定该产物。1HNMR(400MHz,CDCl3):δ=1.28–1.38(m,1H),1.59–1.82(m,7H),2.05–2.12(m,2H),3.11(s,1H),9.17(s,2H),10.15(s,1H);13CNMR(100MHz,CDCl3):δ=23.0,25.0,39.3,68.8,82.9,96.9,126.6,155.8,158.2,188.2.实施例132-(3,3-二甲基-1-丁炔基)苯并噻唑的制备:将167mg(1.0mmol)的2-巯基苯并噻唑、164mg(2.0mmol)的3,3-二甲基-1-丁炔与15mg(2%)三苯基膦乙酸钯,540mg(3.0mmol)碘化亚铜,530mg(5.0mmol)碳酸钠在氮气环境下加入Schlenk管里,在氮气环境下加入4.0mlN,N-二甲基甲酰胺,于110oC下搅拌反应1小时。待反应结束后,分离提纯可以得到77%分离产率的2-(3,3-二甲基-1-丁炔基)苯并噻唑。通过1H、13CNMR鉴定该产物。1HNMR(400MHz,CDCl3):δ=1.40(s,9H),7.42–7.53(m,2H),7.5(d,J=8.0Hz;1H),8.04(d,J=8.0Hz;1H);13CNMR(100MHz,CDCl3):δ=28.5,30.5,73.5,106.1,121.3,123.5,126.0,126.6,135.2,149.5,152.9.实施例142-苯乙炔基苯并噻唑的制备:将167mg(1.0mmol)的2-巯基苯并噻唑、204mg(2.0mmol)的苯乙炔与15mg(2%)三苯基膦乙酸钯,540mg(3.0mmol)碘化亚铜,530mg(5.0mmol)碳酸钠在氮气环境下加入Schlenk管里,在氮气环境下加入4.0mlN,N-二甲基甲酰胺,于110oC下搅拌反应1小时。待反应结束后,分离提纯可以得到80%分离产率的2-苯乙炔基苯并噻唑。通过1H、13CNMR鉴定该产物。1HNMR(400MHz,CDCl3):δ=7.37–7.47(m,4H),7.51–7.55(m,1H),7.63-7.66(dd,J=7.7,1.6Hz;2H),7.87(d,J=8.0Hz;1H),8.08(d,J=8.0Hz;1H);13CNMR(100MHz,CDCl3):δ=77.16,82.85,96.01,121.14,121.45,123.74,126.32,126.83,128.70,130.06,132.33,135.48,148.76,153.09.实施例152-(4-甲氧基苯乙炔基)苯并噻唑的制备:将167mg(1.0mmol)的2-巯基苯并噻唑、264mg(2.0mmol)的4-甲氧基苯乙炔与15mg(2%)三苯基膦乙酸钯,540mg(3.0mmol)碘化亚铜,530mg(5.0mmol)碳酸钠在氮气环境下加入Schlenk管里,在氮气环境下加入4.0mlN,N-二甲基甲酰胺,于110oC下搅拌反应1小时。待反应结束后,分离提纯可以得到88%分离产率的2-(4-甲氧基苯乙炔基)苯并噻唑。通过1H、13CNMR鉴定该产物。1HNMR(400MHz,CDCl3):δ=3.88(s,3H),6.95(d,J=8.0Hz;2H),7.45–7.50(m,1H),7.55(t,J=12.0Hz;1H),7.62(d,J=12.0Hz;2H),7.89(d,J=8.0Hz;2H),8.09(d,J=8.0Hz;1H);13CNMR(100MHz,CDCl3):δ=153.17,149.18,135.44,134.19,134.07,126.78,126.15,123.63,121.43,114.44,114.27,96.66,82.08,77.16,55.54.实施例162-(3,3-二甲基-1-丁炔基)-5-(2-二氧戊环基)嘧啶的制备:将140mg(1.0mmol)的2-巯基-5-嘧啶甲醛、310mg(5.0mmol)乙二醇和对甲苯磺酸17mg(10%)加入到20ml甲苯中,分水回流,反应完后处理。将反应完处理的2-巯基-5-(2-二氧戊环基)嘧啶、164mg(2.0mmol)的3,3-二甲基-1-丁炔与15mg(2%)三苯基膦乙酸钯,540mg(3.0mmol)碘化亚铜,530mg(5.0mmol)碳酸钠在氮气环境下加入Schlenk管里,在氮气环境下加入4.0mlN,N-二甲基甲酰胺,于110oC下搅拌反应1小时。待反应结束后,分离提纯可以得到62%分离产率(两步)的2-(3,3-二甲基-1-丁炔基)-5-(2-二氧戊环基)嘧啶。通过1H、13CNMR鉴定该产物。1HNMR(400MHz,CDCl3):δ=1.38(s,9H),4.03–4.15(m,4H),5.87(s,1H),8.75(s,2H);13CNMR(100MHz,CDCl3):δ=28.0,30.5,65.6,78.7,98.7,100.3,129.5,153.8,155.8.实施例172-(4-甲氧基苯乙炔基)-5-(2-二氧戊环基)嘧啶的制备:将140mg(1.0mmol)的2-巯基-5-嘧啶甲醛、310mg(5.0mmol)乙二醇和对甲苯磺酸17mg(10%)加入到20ml甲苯中,分水回流,反应完后处理。将反应完处理的2-巯基-5-(2-二氧戊环基)嘧啶、264mg(2.0mmol)的4-甲氧基苯乙炔与15mg(2%)三苯基膦乙酸钯,540mg(3.0mmol)碘化亚铜,530mg(5.0mmol)碳酸钠在氮气环境下加入Schlenk管里,在氮气环境下加入4.0mlN,N-二甲基甲酰胺,于110oC下搅拌反应1小时。待反应结束后,分离提纯可以得到71%分离产率(两步)的2-(4-甲氧基苯乙炔基)-5-(2-二氧戊环基)嘧啶。通过1H、13CNMR鉴定该产物。1HNMR(400MHz,CDCl3):δ=3.84(s,3H),4.05–4.17(m,4H),5.90(s,1H),6.89–6.92(m,2H),7.61–7.65(m,2H),8.81(s,2H);13CNMR(101MHz,CDCl3):δ=160.95,158.49,155.96,153.93,135.04,134.55,129.42,114.49,114.29,113.26,100.32,89.28,87.29,77.16,65.65,55.49.实施例182-(4-丙基苯乙炔基)-5-(2-二氧戊环基)嘧啶的制备:将140mg(1.0mmol)的2-巯基-5-嘧啶甲醛、310mg(5.0mmol)乙二醇和对甲苯磺酸17mg(10%)加入到20ml甲苯中,分水回流,反应完后处理。将反应完处理的2-巯基-5-(2-二氧戊环基)嘧啶、288mg(2.0mmol)的4-丙基苯乙炔与15mg(2%)三苯基膦乙酸钯,540mg(3.0mmol)碘化亚铜,530mg(5.0mmol)碳酸钠在氮气环境下加入Schlenk管里,在氮气环境下加入4.0mlN,N-二甲基甲酰胺,于110oC下搅拌反应1小时。待反应结束后,分离提纯可以得到76%分离产率(两步)的2-(4-丙基苯乙炔基)-5-(2-二氧戊环基)嘧啶。通过1H、13CNMR鉴定该产物。1HNMR(400MHz,CDCl3):δ=0.96(t,J=16.0Hz;3H),1.64–1.69(dt,J=15.0,7.5Hz;2H),2.63(t,J=12.0Hz;2H),4.08–4.17(m,4H),5.91(s,1H),7.21(d,J=8.0Hz;2H),7.61(d,J=8.0Hz;2H),8.83(s,2H);13CNMR(101MHz,CDCl3):δ=155.96,153.82,145.11,132.77,129.60,128.78,118.44,100.28,89.16,87.60,77.16,65.64,38.18,24.36,13.90.由上述实施例可以看出,本发明所采用的利用不同的硫胺类和端基炔类化合物合成相应的含不同取代官能团的硫胺类C2位炔基取代的衍生物的方法具有反应条件温和、催化剂廉价易得以及制备简单等优点。此外,该方法还具有底物适用性广、产率较高等优点,提供了一种高效合成含不同取代官能团的硫胺类C2位炔基取代的衍生物的方法。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。...
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