一种含氮杂芳烃的硒类化合物及其合成工艺

本发明涉及有机硒化合物合成，尤其涉及一种含氮杂芳烃的硒类化合物及其合成工艺。

背景技术：

1、本发明背景技术中公开的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

2、含硒元素的有机化合物，因其独特的结构和性质，在药物学领域的应用中具有广泛的应用前景，其药物抗氧化、抗癌等方面具有很好的功效。有机硒化合物在生物学和材料学领域也有很大的发展潜力。在已有的关于含硒化合物形成的文献报道中，使用的方法主要分为三种：(1)路易斯酸或碱催化条件下合成有机硒化合物。(2)光催化条件下合成有机硒化合物。(3)电化学条件下合成有机硒化合物。其中，传统的路易斯酸、碱催化的有机反应法虽然产率较高，但是缺点也很明显，因为这类反应中使用的酸、碱或者金属离子处理起来比较繁琐，大规模应用的话，对环境也会造成一定的危害，以上原因使反应的可操作性明显降低。

技术实现思路

1、针对上述的问题，本发明提出一种含氮杂芳烃的硒类化合物及其合成工艺，和传统工艺相比，本发明提出的工艺具有高效、环保、易放大等方面的技术优势。为实现上述目的，本发明的技术方案如下所示：

2、在本发明的第一方面，公开一种含氮杂芳烃的硒类化合物，其结构式如式(1)所示：

3、

4、上述式(1)中，取代基r包括：氢、卤素、甲基、羧基、苯基中的至少一种。

5、进一步地，所述卤素包括：f、cl、br中的至少一种。

6、进一步地，所述取代基r所在苯环上的取代个数为1～5个。

7、本发明的第二方面，公开所述含氮杂芳烃的硒类化合物的合成工艺：在电化学条件下，以糖精、二苯基二硒醚、芳基烯烃类化合物为原料，反应生成所述含氮杂芳烃的硒类化合物。反应原理为：

8、

9、进一步地，所述芳基烯烃类化合物中的取代基r与所述式(1)中的取代基r相同。

10、进一步地，所述合成工艺中，先将所述糖精、二苯基二硒醚、芳基烯烃类化合物溶解在溶剂中，然后加入反应电解质，然后在电化学条件下进行反应，完成后进行目标产物的分离、纯化，即得。

11、进一步地，所述溶剂包括：二甲基亚砜、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、乙腈等中的至少一种；优选为乙腈。

12、进一步地，所述反应电解质包括：四乙基溴化铵、四丁基溴化铵、四丁基碘化铵、四甲基氯化铵、四丁基高氯酸铵、四丁基四氟硼酸铵、四丁基六氟磷酸铵、四丁基硫氢酸铵等的至少一种，优选为四乙基溴化铵。

13、进一步地，所述糖精、二苯基二硒醚、反应电解质、芳基烯烃类化合物的摩尔比为4：3：2～4：3～6。

14、进一步地，所述电化学包括：在所述反应电解质中设置阴极和阳极，并在所述阴极和阳极之间施加电流。

15、进一步地，所述电流为8～10ma，反应时间为1.5～3小时。在电化学条件下，所述芳基烯烃类化合物发生烯烃双官能团化反应，从而合成目标产物：含氮杂芳烃的硒类化合物。

16、进一步地，所述反应温度为10～50℃，优选为在20～30℃的常温条件下反应，使反应更加温和。

17、进一步地，所述阳极材料包括石墨、镍、铂、铁等中的任意一种，优选为石墨，以石墨为阳极时反应效果最好，产物收率更高。

18、进一步地，所述阴极材料包括：石墨、镍、铂、铁等中的任意一种，优选为镍材料，以镍为阴极时反应效果最好，产物收率更高。

19、与现有技术相比，本发明至少具有以下方面的有益效果：

20、1、本发明提出了一种高效、环保、易放大的含氮杂芳烃的硒类化合物的合成方法，其以糖精、二苯基二硒醚和芳基烯烃类化合物在电化学条件下，经烯烃的双官能团化反应而来，得到的含氮杂芳烃的硒类化合物的官能团兼容性好。这是因为：在本发明的工艺中，吸电子基和给电子基的芳基烯烃类化合物都能得到中等及以上收率的产物，例如：甲基、甲氧基、叔丁基、叔丁氧基、乙酰氧基等给电子基团可以得到65～92％的收率；含卤原子取代基的芳基烯烃也能得到74～87％的收率；一些较强的吸电子基，如：三氟甲基、羧基在该反应中也可以达到中等的收率；而含稠环芳烃的2-乙烯基萘和4-苯基苯乙烯的芳基烯烃在反应中分别得到94％和93％的收率，一些含有位阻的α-甲基苯乙烯、β-甲基苯乙烯和茚等芳基烯烃化合物作为原料的反应中也分别得到了70％、87％和78％的收率；像含有杂环的2-乙烯基噻吩也得到了84％的收率。甚至乙烯基二茂铁在该反应中也可以反应，并且取得中等收率。证明了本发明的工艺普适性高和官能团兼容性好，对于吸电子基、给电子基的芳基烯烃都能很好的适用。除此之外，本发明的工艺还具有反应时间短，能更加快速高效的得到目标产物，不需要额外的金属催化剂和氧化剂，更加安全的技术优势。

21、2、本发明的反应利用了电能这一清洁能源，反应在常温常压下进行，不需额外加入氧化剂和惰性气体保护，反应后处理操作简便，反应无需再额外添加任何的氧化剂，对环境友好，反应所需装置简单，电极材料可重复利用，反应更加安全可靠，反应条件温和、操作简单、产物可放大规模且收率高，原料简单易得。

技术特征：

1.一种含氮杂芳烃的硒类化合物，其结构式如式(1)所示：

2.根据权利要求1所述的含氮杂芳烃的硒类化合物，其特征在于，所述卤素包括：f、cl、br中的至少一种。

3.根据权利要求1或2所述的含氮杂芳烃的硒类化合物，其特征在于，所述取代基r所在苯环上的取代个数为1～5个。

4.权利要求1-3任一项所述的含氮杂芳烃的硒类化合物的合成工艺，其特征在于，该工艺包括：在电化学条件下，以糖精、二苯基二硒醚、芳基烯烃类化合物为原料，反应生成所述含氮杂芳烃的硒类化合物；

5.根据权利要求4所述的含氮杂芳烃的硒类化合物的合成工艺，其特征在于，所述合成工艺中，先将所述糖精、二苯基二硒醚、芳基烯烃类化合物溶解在溶剂中，然后加入反应电解质，然后在电化学条件下进行反应，完成后进行目标产物的分离、纯化，即得。

6.根据权利要求5所述的含氮杂芳烃的硒类化合物的合成工艺，其特征在于，所述溶剂包括：二甲基亚砜、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、乙腈、甲醇中的至少一种；优选为乙腈；

7.根据权利要求6所述的含氮杂芳烃的硒类化合物的合成工艺，其特征在于，所述糖精、二苯基二硒醚、反应电解质、芳基烯烃类化合物的摩尔比为4：3：2～4：3～6。

8.根据权利要求5所述的含氮杂芳烃的硒类化合物的合成工艺，其特征在于，所述反应温度为10～50℃，优选为在20～30℃的常温条件下反应，使反应更加温和。

9.根据权利要求5～8任一项所述的含氮杂芳烃的硒类化合物的合成工艺，其特征在于，所述电化学包括：在所述反应电解质中设置阴极和阳极，并在所述阴极和阳极之间施加电流；优选地，所述电流为8～10ma，反应时间为1.5～3小时。

10.根据权利要求9所述的含氮杂芳烃的硒类化合物的合成工艺，其特征在于，所述阳极材料包括石墨、镍、铂、铁中的任意一种，优选为石墨；或者，所述阴极材料包括：石墨、镍、铂、铁中的任意一种，优选为镍材料。

技术总结
本发明公开一种含氮杂芳烃的硒类化合物及其合成工艺，所述化合物的结构式如式(1)所示：式(1)中，取代基R包括：氢、卤素、甲基、羧基、苯基中至少一种。所述含氮杂芳烃的硒类化合物的合成工艺为：在电化学条件下，以糖精、二苯基二硒醚、芳基烯烃类化合物为原料，反应生成所述含氮杂芳烃的硒类化合物。相对于传统的方法，本发明提出了一种高效、环保、易放大的含氮杂芳烃的硒类化合物的合成方法，其以糖精、二苯基二硒醚和芳基烯烃类化合物在电化学条件下，经烯烃的双官能团化反应而来，得到的含氮杂芳烃的硒类化合物的官能团兼容性好。

技术研发人员：金伟伟,刘晨江,王仁杰
受保护的技术使用者：新疆大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15