一种芳基硫酚与芳基溴的直接交叉偶联方法

本发明属于有机化合物合成，具体涉及到一种芳基硫酚与芳基溴的直接交叉偶联方法。

背景技术：

1、过渡金属催化的交叉偶联在现代有机合成中发挥着重要作用。其中，两种亲电试剂之间的还原交叉偶联可用于构建多种化学键。由于无需使用化学计量的有机金属试剂，这种转化通常具有更广泛的底物适用范围。2017年，中国科学技术大学王中夏课题组报道了在无过渡金属条件下，杂芳基硫醇通过c-s断裂与芳基锌试剂发生交叉偶联形成联芳基化合物的工作。2019年，德国埃伯哈德-卡尔斯大学ivana fleischer课题组实现了一种在镍催化的条件下，芳基格氏试剂和芳基硫酚发生交叉偶联生成联芳基化合物的方法。但这些反应中所使用的有机金属试剂需要预先制备或者购买得到，且对水和空气敏感，存在实验操作繁琐、反应成本较高、步骤不经济的局限性。因此，如果能实现芳基硫酚与芳基溴化物的直接亲电交叉偶联生成联芳基化合物具有十分重要的意义。

2、但是以往所报道的在过渡金属存在的条件下芳基硫酚与芳基溴化物的反应，主要生成二芳基硫醚产物(断裂s-h键)，而不是得到联二芳基化合物。即使在反应中加入金属锌作为还原剂，也是得到二芳基硫醚产物。换言之，以往所报道的芳基硫酚与芳基溴化物的偶联反应是通过s-h键断裂的方式进行的，而通过c-s键断裂进行的还原交叉偶联反应目前还未被报道。因此，如何实现芳基硫酚与芳基溴化物的直接亲电交叉偶联反应生成联二芳基化合物(断裂c-s键)仍然具有很大的挑战性。

技术实现思路

1、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。

2、鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本发明。

3、本发明的其中一个目的是提供一种芳基硫酚与芳基溴的直接交叉偶联方法，在过渡金属催化的条件下将芳基硫酚与芳基溴化物进行直接交叉偶联反应。这样不仅可以减少反应步骤，还可以避免使用预先制备且对水及空气较为敏感的有机金属化合物。

4、为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种芳基硫酚与芳基溴的直接交叉偶联方法，包括，将式ⅰ所示的芳基硫酚和式ⅱ所示的芳基溴化物在催化剂和金属镁的作用下，于溶剂中进行直接交叉偶联反应，得到式ⅲ所示的化合物；

5、ar-sh  (式ⅰ)；

6、ar′-br  (式ⅱ)；

7、ar-ar′  (式ⅲ)；

8、式ⅰ、式ⅲ中，ar包括、氟取代苯基、三氟甲基取代苯基、甲基取代苯基、叔丁基取代苯基、乙基取代苯基、萘取代基、吡啶取代基中的一种；

9、式ⅱ、式ⅲ中，ar'包括苯基、氟取代苯基、三氟甲基取代苯基、甲基取代苯基、叔丁基取代苯基、二甲基叔丁基硅氧基取代苯基、1,2-亚甲二氧基苯取代基、1,4-苯并恶烷取代基、n,n-二苯基苯胺取代基、萘取代基、呋喃取代基、二苯并[b,d]呋喃取代基中的一种。

10、作为本发明芳基硫酚与芳基溴的直接交叉偶联方法的一种优选方案，其中：所述芳基硫酚化合物包括4-甲氧基苯硫酚、4-三氟甲基苯硫酚、4-氟苯硫酚、2-甲基苯硫酚、3-甲基苯硫酚、4-甲基苯硫酚、2,5-二甲基苯硫酚、4-乙基苯硫酚、4-叔丁基苯硫酚、2-萘硫酚、2-硫醇吡啶、4-硫醇吡啶中的一种。

11、作为本发明芳基硫酚与芳基溴的直接交叉偶联方法的一种优选方案，其中：所述芳基溴化物包括1-溴-4-三氟甲基苯、1-溴-4-氟苯、溴苯、1-溴-2-甲苯、1-溴-3-甲苯、1-溴-4-甲苯、3,5-二甲基溴苯、1-溴-4-叔丁基苯、(3-溴苯氧基)(叔丁基)二甲基硅烷、4-溴-1,2-亚甲二氧基苯、6-溴-1,4-苯并恶烷、4-溴-n,n-二苯基苯胺、2-溴萘、3-溴呋喃、2-溴二苯并[b,d]呋喃中的一种。

12、作为本发明芳基硫酚与芳基溴的直接交叉偶联方法的一种优选方案，其中：所述芳基硫酚和所述芳基溴化物的摩尔比为1：3～4。

13、作为本发明芳基硫酚与芳基溴的直接交叉偶联方法的一种优选方案，其中：所述催化剂与式ⅰ所示的化合物的摩尔比为0～0.1：1。

14、作为本发明芳基硫酚与芳基溴的直接交叉偶联方法的一种优选方案，其中：所述催化剂为双(三苯基膦)二氯化镍。

15、作为本发明芳基硫酚与芳基溴的直接交叉偶联方法的一种优选方案，其中：所述金属镁与式ⅰ所示的化合物的摩尔比为0～4：1。

16、作为本发明芳基硫酚与芳基溴的直接交叉偶联方法的一种优选方案，其中：所述金属镁为镁屑。

17、作为本发明芳基硫酚与芳基溴的直接交叉偶联方法的一种优选方案，其中：还包括向反应体系中添加氯化锂，所述氯化锂与式ⅰ所示的化合物的摩尔比为0～2：1。

18、作为本发明芳基硫酚与芳基溴的直接交叉偶联方法的一种优选方案，其中：所述溶剂为四氢呋喃。

19、作为本发明芳基硫酚与芳基溴的直接交叉偶联方法的一种优选方案，其中：所述反应，反应温度为25～60℃，反应时间为6～12小时。

20、作为本发明芳基硫酚与芳基溴的直接交叉偶联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。

21、综上，本发明的直接交叉偶联反应的最佳反应条件的化学方程式如下所示：

22、

23、本发明的反应机理如图1所示，首先，ni(0)物质a通过ni(pph3)2cl2与mg的相互作用原位生成，其随后插入芳基硫醇1的c-s键中以形成芳基镍(ii)络合物b。同时，在氯化锂存在下，镁氧化加成到芳基溴2上，形成格氏试剂2’。随后芳基镍(ii)b与有机镁2’的金属转移产生联芳基取代的镍(ii)中间体c，其然后经历还原消除以提供交叉偶联的产物3或4，沿着ni(0)物质a的再生，其随后进入下一个催化循环。

24、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

25、本发明提供了一种芳基硫酚与芳基溴直接交叉偶联的新方法，该反应使用了便宜易得的芳基卤化物作为偶联底物，不仅可以减少反应步骤，还可以避免使用预先制备且对水及空气较为敏感的有机金属化合物，为芳基硫酚参与的偶联反应提供一种新的方法。本发明制备方法反应条件温和，具有后处理简单、步骤绿色、污染低、经济效益高等特点。

技术特征：

1.一种芳基硫酚与芳基溴的直接交叉偶联方法，其特征在于：包括，将式ⅰ所示的芳基硫酚和式ⅱ所示的芳基溴化物在催化剂和金属镁的作用下，于溶剂中进行直接交叉偶联反应，得到式ⅲ所示的化合物；

2.如权利要求1所述的芳基硫酚与芳基溴的直接交叉偶联方法，其特征在于：所述芳基硫酚和所述芳基溴化物的摩尔比为1：3～4。

3.如权利要求1或2所述的芳基硫酚与芳基溴的直接交叉偶联方法，其特征在于：所述催化剂与式ⅰ所示的化合物的摩尔比为0～0.1：1。

4.如权利要求3所述的芳基硫酚与芳基溴的直接交叉偶联方法，其特征在于：所述催化剂为双(三苯基膦)二氯化镍。

5.如权利要求1或2所述的芳基硫酚与芳基溴的直接交叉偶联方法，其特征在于：所述金属镁与式ⅰ所示的化合物的摩尔比为0～4：1。

6.如权利要求5所述的芳基硫酚与芳基溴的直接交叉偶联方法，其特征在于：所述金属镁为镁屑。

7.如权利要求1、2、4、6中任一项所述的芳基硫酚与芳基溴的直接交叉偶联方法，其特征在于：还包括向反应体系中添加氯化锂，所述氯化锂与式ⅰ所示的化合物的摩尔比为0～2：1。

8.如权利要求7所述的芳基硫酚与芳基溴的直接交叉偶联方法，其特征在于：所述溶剂为四氢呋喃。

9.如权利要求1、2、4、6、8中任一项所述的芳基硫酚与芳基溴的直接交叉偶联方法，其特征在于：所述反应，反应温度为25～60℃，反应时间为6～12小时。

10.如权利要求1、2、4、6、8中任一项所述的芳基硫酚与芳基溴的直接交叉偶联方法，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。

技术总结
本发明公开了一种芳基硫酚与芳基溴的直接交叉偶联方法，将芳基硫酚和芳基溴化物在催化剂和金属镁的作用下，于溶剂中进行直接交叉偶联反应，得到目标产物。本发明方法使反应活性较弱的芳基硫酚参与反应，且使用了便宜易得的芳基卤化物作为偶联底物，避免使用预先制备且对水及空气较为敏感的有机镁试剂，反应条件温和，操作简单。

技术研发人员：沈志良,徐浩,贺彩玉,马娜娜
受保护的技术使用者：南京工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22