本发明属于化合物制备技术领域,涉及一种用硫酚或硫醇制备亚磺酸酯的方法。
背景技术:
亚磺酸酯是不对称合成中非常重要的手性前体,常用于构建具有手性的药物分子,亚磺酸酯及其类似物如硫代亚磺酸酯、亚磺酰胺等是一类重要的医药中间体,也是一类具有多种生物活性的结构片段。在生物医药领域可以用作生物酶的抑制剂,具有较独特的生物活性,同时由于该物质本身具有一个手性中心,也常用于制备具有光学活性的亚砜类医药中间体。
目前,亚磺酸酯及其衍生物的制备主要有以下两种方法:
一是以磺酰氯为原料:1987年,美国S harpless课题组报道了一种以醇和磺酰氯为原料一步合成亚磺酸酯的方法。在三乙胺和亚磷酸三甲酯的作用下,二氯甲烷中回流,得到亚磺酸酯类化合物。反应如下式所示:
该方法具有较好的普适性,反应条件温和等特点,但反应底物芳基磺酰氯不易保存,商品化数目不多,不易进行底物的拓展。
二是以亚磺酸及亚磺酰氯为原料:2006年,Hajipour课题组报道了以亚磺酸和醇为原料,在N,N-二环己基碳酰亚胺(DCC)的作用下,无溶剂得到手性亚磺酸醋的方法。但底物亚磺酸极不稳定,不容易获取,因而制约了该方法的普适性。其制备反应过程表达式如下式所示:
亚磺酰氯与醇反应是合成亚磺酸酯的另一种有效方法。其制备反应过程表达式如下式所示:
以亚磺酰氯为原料制备亚磺酸酯具有反应时间短、清洁、后处理容易的特点,但底物亚磺酰氯较磺酰氯更不稳定,严重制约了该方法在合成亚磺酸酯化合物中的应用范围。
技术实现要素:
本发明提供了一种用硫酚或硫醇制备亚磺酸酯的方法,解决了现有技术中原料的获取比较繁琐,不稳定,不易保存的问题。
本发明的技术方案是,一种用硫酚或硫醇制备亚磺酸酯的方法,按照以下步骤实施:
步骤1、氧化酯化
在耐压反应瓶中,加入1当量的硫醇或是硫酚,同时加入4-6当量的脂肪醇类化合物,一起置入耐压反应瓶中;再加入1.5-2当量的氧化剂和2%-4%摩尔当量的催化剂,加入氯仿为反应溶剂,氮气保护,封管,在20℃~50℃温度下反应2-3小时;
氯仿加入量以硫酚或硫醇为基准,每毫摩尔硫酚或硫醇加入2-3毫升氯仿;
步骤2、分离纯化
耐压反应瓶反应结束后,减压除去溶剂,利用洗脱剂对残留物进行柱层析分离,得到亚磺酸酯。
本发明的有益效果是,该方法原料简单易得、反应步骤少、反应时间短、副产物少、温度低、后处理方便和产率高。按照本发明方法获得的亚磺酸酯及其衍生物,其产率在35-88%之间,特别地,当4-甲基苯硫酚与乙醇反应时,其产率可以达到88%,因而本发明能够作为合成亚磺酸酯及其衍生物的重要方法之一。与现有的方法相比,本发明方法具有以下优点:1)该方法为单步反应;2)该方法中原料易得,大部分商业化的硫酚及脂肪醇均可参与反应,分离纯化简单,作为重要的药物中间体,具有较好的应用前景与应用价值。
具体实施方式
本发明用硫酚或硫醇制备亚磺酸酯的方法,按照以下步骤实施:
步骤1、氧化酯化
在耐压反应瓶中,加入1当量的硫醇或是硫酚,同时加入4-6当量的脂肪醇类化合物,一起置入耐压反应瓶中;再加入1.5-2当量的氧化剂和2%-4%摩尔当量的催化剂,加入氯仿为反应溶剂,氮气保护下,封管,油浴条件下加热搅拌,在20℃~50℃温度下反应2-3小时。
氯仿加入量以硫酚或硫醇为基准,每毫摩尔硫酚或硫醇加入2-3毫升氯仿。
氧化剂为高价碘试剂,选用二醋酸碘苯、亚碘酰苯或二氯碘苯中的一种。
催化剂为钯催化剂,选用醋酸钯。
采用芳基硫酚时,芳基硫酚与二醋酸碘苯的摩尔比为1:1.5~2,在二醋酸碘苯过量的前提下,反应进行充分,可实现较高的产率。
步骤2、分离纯化
耐压反应结束后,减压除去溶剂,利用洗脱剂对残留物进行柱层析分离,得到亚磺酸酯(及其衍生物),结构式分别见下式(1)和式(2):
其中,Ar代表芳环,芳环上的取代基数目为一个或多个,芳环上的取代基独立选自氢、卤基、甲氧基、乙氧基、甲基、乙基或酯基;R为甲基、乙基、异丙基、叔丁基或苄基之一。
柱层析分离中使用的洗脱剂选用体积比为4~6:1的石油醚:乙酸乙酯,当使用5:1比例的洗脱剂进行分离纯化时,产物能与杂质实现完全分离,纯化效果较佳。
本发明方法上述步骤涉及的反应过程分别如下式(3)和式(4)所示:
其中的Ar为苯基、取代芳基及芳杂基;R为烷基;alkyl,R为烷基。
如无特别说明,本发明以下实施例所涉及的溶剂和试剂均买自市售商业化产品,使用前未纯化;1当量表示质量或物质的量的数量,在以下实施例中均指1mmol质量份。
实施例1.化合物A的合成(表1,序号1)
将1mmol的4-氯苯硫酚,6mmol的乙醇,1.5mmol的二醋酸碘苯,2mg的醋酸钯和2ml的氯仿加入耐压反应瓶中,氮气保护,在35℃温度下封管反应2小时;反应结束冷却至室温后,减压除去溶剂,将残留物用柱层析进行纯化分离,洗脱剂选用体积比为石油醚:乙酸乙酯=5:1,得到淡黄色油状液体产物A。化合物结构通过核磁与已知化合物对比确认。
核磁共振氢谱:1H-NMR数据(300MHz,CDCl3):δ7.66-7.63(m,2H),7.52-7.49(m,2H),4.13-4.08(m,1H,CH2),3.74-3.69(m,1H,CH2),1.28(t,J=6.5Hz,3H,CH3).核磁共振碳谱:13C-NMR数据(75MHz,CDCl3):δ143.3,138.4,129.3,126.8,61.3,15.6。
实施例2.化合物B的合成(表1,序号2)
将1mmol的4-氟苯硫酚,6mmol的乙醇,1.5mmol的二醋酸碘苯,2mg的醋酸钯和2ml的氯仿加入耐压反应瓶中,氮气保护,在25℃温度下封管反应2.5小时;反应结束冷却至室温后,减压除去溶剂,将残留物用柱层析进行纯化分离,洗脱剂选用体积比为石油醚:乙酸乙酯=5:1,得到淡黄色油状液体产物B。化合物结构通过核磁与已知化合物对比确认。
核磁共振氢谱:1H-NMR数据(300MHz,CDCl3):δ7.75(d,J=8.2Hz,2H),7.56(d,J=8.3Hz,2H),4.14-4.09(m,1H,CH2),3.76-3.71(m,1H,CH2),1.28(t,J=6.5Hz,3H,CH3).核磁共振碳谱:13C-NMR数据(75MHz,CDCl3):δ156.9,131.2,125.9,116.1,61.4,15.4。
实施例3.化合物C的合成(表1,序号3)
将1mmol的4-溴苯硫酚,5mmol的乙醇,1.5mmol的二醋酸碘苯,2mg的醋酸钯和2ml的氯仿加入耐压反应瓶中,氮气保护,在30℃温度下封管反应2.75小时。反应结束冷却至室温后,减压除去溶剂,将残留物用柱层析进行纯化分离,洗脱剂选用体积比为石油醚:乙酸乙酯=5:1,得到淡黄色油状液体产物C。化合物结构通过核磁与已知化合物对比确认。
核磁共振氢谱:7.67-7.64(m,2H),7.58-7.53(m,2H),4.12-4.06(m,1H,CH2),3.73-3.67(m,1H,CH2),1.29(t,J=6.5Hz,3H,CH3).核磁共振碳谱:13C-NMR数据(75MHz,CDCl3):δ143.9,132.3,126.9,116.1,61.3,15.6。
实施例4.化合物D的合成(表1,序号4)
将1mmol的β-萘硫酚,5mmol的乙醇,2mmol的二醋酸碘苯,2mg的醋酸钯和2ml的氯仿加入耐压反应瓶中,氮气保护,在30℃温度下封管反应2.25小时。反应结束冷却至室温后,减压除去溶剂,将残留物用柱层析进行纯化分离,洗脱剂选用体积比为石油醚:乙酸乙酯=5:1,得到淡黄色油状液体产物D。化合物结构通过核磁与已知化合物对比确认。
核磁共振氢谱:1H-NMR数据(300MHz,CDCl3):δ8.26(s,1H),7.98-7.88(m,4H),7.70-7.67(m,1H),7.63-7.55(m,2H),4.17-4.12(m,1H,CH2),3.74-3.68(m,1H,CH2),1.28(t,J=6.5Hz,3H,CH3).核磁共振碳谱:13C-NMR数据(75MHz,CDCl3):δ141.8,134.9,132.6,129.3,129.0,128.3,128.0,127.3,126.2,121.0,60.9,15.6。
实施例5.化合物E的合成(表1,序号5)
将1mmol的4-硝基苯硫酚,6mmol的乙醇,1.5mmol的二醋酸碘苯,2.5mg的醋酸钯和2ml的氯仿加入耐压反应瓶中,氮气保护,在50℃温度下封管反应2小时。反应结束冷却至室温后,减压除去溶剂,将残留物用柱层析进行纯化分离,洗脱剂选用体积比为石油醚:乙酸乙酯=4.5:1,得到淡黄色油状液体产物E。化合物结构通过核磁与已知化合物对比确认。
核磁共振氢谱:1H-NMR数据(300MHz,CDCl3):δ8.38-8.35(m,2H),7.91-7.87(m,2H),4.21-4.13(m,1H,CH2),3.79-3.73(m,1H,CH2),1.32(t,J=6.5Hz,3H,CH3).核磁共振碳谱:13C-NMR数据(75MHz,CDCl3):δ151.1,129.2,126.7, 124.3,62.4,15.6。
实施例6.化合物F的合成(表1,序号6)
将1mmol的2-溴苯硫酚,6mmol的乙醇,1.5mmol的二醋酸碘苯,2.5mg的醋酸钯和2ml的氯仿加入耐压反应瓶中,氮气保护,在45℃温度下封管反应2小时。反应结束冷却至室温后,减压除去溶剂,将残留物用柱层析进行纯化分离,洗脱剂选用体积比为石油醚:乙酸乙酯=4.5:1,得到淡黄色油状液体产物F。化合物结构通过核磁与已知化合物对比确认。
核磁共振氢谱:1H-NMR数据(300MHz,CDCl3):δ7.95-7.92(m,1H),7.60(d,J=4.4Hz,1H),7.54-7.49(m,1H),7.42-7.37(m,1H),4.21-4.15(m,1H,CH2),3.89-3.83(m,1H,CH2),1.30(t,J=6.5Hz,3H,CH3).核磁共振碳谱:13C-NMR数据(75MHz,CDCl3):δ144.5,133.5,133.4,127.9,126.6,121.0,63.0,15.6。
实施例7.化合物G的合成(表1,序号7)
将1mmol的4-甲基苯硫酚,4mmol的乙醇,1.5mmol的二醋酸碘苯,2mg的醋酸钯和2ml的氯仿加入耐压反应瓶中,氮气保护,在40℃温度下封管反应2小时。反应结束冷却至室温后,减压除去溶剂,将残留物用柱层析进行纯化分离,洗脱剂选用体积比为石油醚:乙酸乙酯=5.5:1,得到淡黄色油状液体产物G。化合物结构通过核磁与已知化合物对比确认。
核磁共振氢谱:1H-NMR数据(300MHz,CDCl3):δ7.56-7.48(m,2H),7.35-7.31(m,2H),4.08-4.01(m,1H,CH2),3.70-3.66(m,1H,CH2),1.26(t,J=6.5Hz,3H,CH3).核磁共振碳谱:13C-NMR数据(75MHz,CDCl3):δ134.1,131.7,130.1,118.5,63.6,21.6,15.4。
实施例8.化合物H的合成(表1,序号8)
将1mmol的4-甲氧基苯硫酚,4mmol的乙醇,1.5mmol的二醋酸碘苯,2mg的醋酸钯和2ml的氯仿加入耐压反应瓶中,氮气保护,在40℃温度下封管反应3小时。反应结束冷却至室温后,减压除去溶剂,将残留物用柱层析进行纯化分离,洗脱剂选用体积比为石油醚:乙酸乙酯=5.5:1,得到淡黄色油状液体产物H。化合物结构通过核磁与已知化合物对比确认。
核磁共振氢谱:1H-NMR数据(300MHz,CDCl3):δ7.64(d,J=8.7Hz 2H),7.02(d,J=8.7Hz 2H),4.11-4.07(m,1H,CH2),3.86(s,3H),3.71-3.65(m,1H,CH2),1.27(t,J=6.5Hz,3H,CH3).核磁共振碳谱:13C-NMR数据(75MHz,CDCl3):δ161.0,132.3,122.4,114.5,64.2,61.5,15.0。
实施例9.化合物I的合成(表1,序号9)
将1mmol的4-氯-2-硝基苯硫酚,6mmol的乙醇,2mmol的二醋酸碘苯,2.5mg的醋酸钯和2ml的氯仿加入耐压反应瓶中,氮气保护,在35℃温度下封管反应3小时。反应结束冷却至室温后,减压除去溶剂,将残留物用柱层析进行纯化分离,洗脱剂选用体积比为石油醚:乙酸乙酯=4.5:1,得到淡黄色油状液体产物I。化合物结构通过核磁与已知化合物对比确认。
核磁共振氢谱:1H-NMR数据(300MHz,CDCl3):δ8.21-8.17(m,2H),7.86-7.83(m,1H),4.24-4.19(m,1H,CH2),4.10-4.05(m,1H,CH2),1.29(t,J=6.5Hz,3H,CH3).核磁共振碳谱:13C-NMR数据(75MHz,CDCl3):δ146.5,140.2,139.1,134.6,127.8,125.4,66.0,15.6。
实施例10.化合物J的合成(表1,序号10)
将1mmol的4-甲基苯硫酚,6mmol的甲醇,1.5mmol的二醋酸碘苯,2mg的醋酸钯和2ml的氯仿加入耐压反应瓶中,氮气保护,在30℃温度下封管反应3小时。反应结束冷却至室温后,减压除去溶剂,将残留物用柱层析进行纯化分离,洗脱剂选用体积比为石油醚:乙酸乙酯=4.5:1,得到淡黄色油状液体产物J。化合物结构通过核磁与已知化合物对比确认。
核磁共振氢谱:1H-NMR数据(300MHz,CDCl3):δ7.62(d,J=8.2Hz,2H),7.32(d,J=8.2Hz,2H),3.58(s,3H,CH3),2.35(s,3H,CH3).核磁共振碳谱:13C-NMR数据(75MHz,CDCl3):δ133.6,130.8,129.8,125.8,61.2,21.3。
实施例11.化合物K的合成(表1,序号11)
将1mmol的4-甲氧基苯硫酚,6mmol的叔丁醇,1.5mmol的二醋酸碘苯,2.5mg的醋酸钯和2ml的氯仿加入耐压反应瓶中,氮气保护,在50℃温度下封管反应3小时。反应结束冷却至室温后,减压除去溶剂,将残留物用柱层析进行纯化分离,洗脱剂选用体积比为石油醚:乙酸乙酯=5.5:1,得到淡黄色油状液体产物K。化合物结构通过核磁与已知化合物对比确认。
核磁共振氢谱:1H-NMR数据(300MHz,CDCl3):δ7.56(d,J=8.4Hz,2H),7.14(d,J=8.4Hz,2H),3.79(s,3H,CH3),1.28(s,9H,CH3).核磁共振碳谱:13C-NMR数据(75MHz,CDCl3):δ158.8,130.2,121.5,115.6,72.9,58.6,28.1。
实施例12.化合物L的合成(表1,序号12)
将1mmol的4-氟苯硫酚,5mmol的叔丁醇,1.5mmol的二醋酸碘苯,2mg的醋酸钯和2ml的氯仿加入耐压反应瓶中,氮气保护,在40℃温度下封管反应2.5小时。反应结束冷却至室温后,减压除去溶剂,将残留物用柱层析进行纯化分离,洗脱剂选用体积比为石油醚:乙酸乙酯=5.8:1,得到淡黄色油状液体产物L。化合物结构通过核磁与已知化合物对比确认。
核磁共振氢谱:1H-NMR数据(300MHz,CDCl3):δ7.51(d,J=8.1Hz,2H),7.35(d,J=8.1Hz,2H),1.22(s,9H,CH3).核磁共振碳谱:13C-NMR数据(75MHz,CDCl3):δ161.9,131.5,125.8,115.8,73.2,28.5。
实施例13.化合物M的合成(表1,序号13)
将1mmol的4-甲基苯硫酚,6mmol的异丙醇,1.5mmol的二醋酸碘苯,2.8mg的醋酸钯和2ml的氯仿加入耐压反应瓶中,氮气保护,在25℃温度下封管反应2.5小时。反应结束冷却至室温后,减压除去溶剂,将残留物用柱层析进行纯化分离,洗脱剂选用体积比为石油醚:乙酸乙酯=5.8:1,得到淡黄色油状液体产物M。化合物结构通过核磁与已知化合物对比确认。
核磁共振氢谱:1H-NMR数据(300MHz,CDCl3):δ7.45(d,J=8.7Hz,2H),7.36(d,J=8.7Hz,2H),4.87-4.72(m,1H,CH),2.41(s,3H,CH3),1.15(d,J=3.5Hz,6H,CH3).核磁共振碳谱:13C-NMR数据(75MHz,CDCl3):δ135.1,132.1,129.1,126.2,65.5,24.1,21.6。
实施例14.化合物N的合成(表1,序号14)
将1mmol的4-硝基苯硫酚,4mmol的异丙醇,1.5mmol的二醋酸碘苯,2mg的醋酸钯和2ml的氯仿加入耐压反应瓶中,氮气保护,在30℃温度下封管反应2.75小时。反应结束冷却至室温后,减压除去溶剂,将残留物用柱层析进行纯化分离,洗脱剂选用体积比为石油醚:乙酸乙酯=6:1,得到淡黄色油状液体产物N。化合物结构通过核磁与已知化合物对比确认。
核磁共振氢谱:1H-NMR数据(300MHz,CDCl3):δ8.35(d,J=8.1Hz,2H),7.56(d,J=8.1Hz,2H),5.17-4.92(m,1H,CH),1.23(d,J=3.3Hz,6H,CH3).核磁共振碳谱:13C-NMR数据(75MHz,CDCl3):δ150.2,135.8,131.4,123.9,70.3,23.8。
实施例15.化合物O的合成(表1,序号15)
将1mmol的4-甲氧基苯硫酚,4mmol的2,2,2-三氟乙醇,1.5mmol的二醋酸碘苯,2.8mg的醋酸钯和2ml的氯仿加入耐压反应瓶中,氮气保护,在20℃温度下封管反应2.75小时。反应结束冷却至室温后,减压除去溶剂,将残留物用柱层析进行纯化分离,洗脱剂选用体积比为石油醚:乙酸乙酯=6:1,得到淡黄色油状液体产物O。化合物结构通过核磁与已知化合物对比确认。
核磁共振氢谱:1H-NMR数据(300MHz,CDCl3):δ7.68(d,J=8.0Hz,2H),7.31(d,J=8.0Hz,2H),4.26-4.20(m,2H,CH2),3.86(s,3H,OCH3).核磁共振碳谱:13C-NMR数据(75MHz,CDCl3):δ161.1,131.6,122.8,121.6,112.5,77.6,55.8。
实施例16.化合物P的合成(表1,序号16)
将1mmol的4-氯基苯硫酚,4mmol的1,1,1,3,3,3-六氟-2-丙醇,1.5mmol的二醋酸碘苯,2mg的醋酸钯和2ml的氯仿加入耐压反应瓶中,氮气保护,在40℃温度下封管反应2.25小时。反应结束冷却至室温后,减压除去溶剂,将残留物用柱层析进行纯化分离,洗脱剂选用体积比为石油醚:乙酸乙酯=4:1,得到淡黄色油状液体产物P。化合物结构通过核磁与已知化合物对比确认。
核磁共振氢谱:1H-NMR数据(300MHz,CDCl3):δ7.46(d,J=7.8Hz,2H),7.38(d,J=7.8Hz,2H),4.18-4.12(m,2H,CH2).核磁共振碳谱:13C-NMR数据(75MHz,CDCl3):δ134.6,131.1,128.5,127.9,121.1,77.1。
实施例17.化合物Q的合成(表1,序号17)
将1mmol的4-氯苯硫酚,4mmol的苄醇,1.5mmol的二醋酸碘苯,2mg的醋酸钯和3ml的氯仿加入耐压反应瓶中,氮气保护,在40℃温度下封管反应2.25小时。反应结束冷却至室温后,减压除去溶剂,将残留物用柱层析进行纯化分离,洗脱剂选用体积比为石油醚:乙酸乙酯=4:1,得到淡黄色油状液体产物Q。化合物结构通过核磁与已知化合物对比确认。
核磁共振氢谱:1H-NMR数据(300MHz,CDCl3):δ7.57(d,J=7.9Hz,2H),7.47-7.32(m,7H),4.79-4.70(m,2H,CH2).核磁共振碳谱:13C-NMR数据(75MHz,CDCl3):δ141.2,134.5,131.8,128.9,128.8,127.8,127.1,119.9,72.6。
实施例18.化合物R的合成(表1,序号18)
将1mmol的丁硫醇,5mmol的乙醇,2mmol的二醋酸碘苯,3.5mg的醋酸钯和2ml的氯仿加入耐压反应瓶中,氮气保护,在30℃温度下封管反应2.5小时。反应结束冷却至室温后,减压除去溶剂,将残留物用柱层析进行纯化分离,洗脱剂选用体积比为石油醚:乙酸乙酯=4:1,得到淡黄色油状液体产物R。化合物结构通过核磁与已知化合物对比确认。
核磁共振氢谱:1H-NMR数据(300MHz,CDCl3):δ4.13-4.08(m,1H,CH2),3.79-3.72(m,1H,CH2),2.55-2.51(m,2H),1.39-1.30(m,4H),1.29(t,J=6.5Hz,3H,CH3),1.01(t,J=6.3Hz,3H,CH3).核磁共振碳谱:13C-NMR数据(75MHz,CDCl3):δ66.1,55.8,23.1,21.8,14.9,13.8。
表1、各个实施例对应产出的亚磺酸酯产物表