含硫羧酸化合物和含硫酰胺化合物的催化合成方法
【專利摘要】本發明提供了一種合成含硫羧酸化合物和含硫酰胺化合物的催化合成方法。該方法以具有8-氨基喹啉作為定位基團的脂肪族酰胺為底物,使用鎳催化劑進行碳氫活化形成碳硫鍵,得到含硫化合物。然后以混合溶劑做溶劑,分別在硝酸鈰銨和氫氧化鋰催化下,含硫化合物中的喹啉定位基團脫去,分別得到了相應的含硫羧酸化合物和含硫酰胺化合物。該方法為含硫化合物的制備提供了一個新的途徑:能夠在不活潑的甲基上形成碳硫鍵,得到新的含硫化合物。另外,在現有的含硫化合物制備當中,對于羧酸以及酰胺化合物的制備有較大的困難,該方法能夠擴大化合物的制備范圍。該方法的主要優點有:提供了一種新的合成含硫化合物的方法,實驗操作步驟少,對環境污染小。
【專利說明】含硫羧酸化合物和含硫酰胺化合物的催化合成方法 【【技術領域】】
[0001] 本發明屬于催化有機合成領域,具體地說涉及一種含硫羧酸化合物和含硫酰胺化 合物的催化合成方法。 【【背景技術】】
[0002] 有機硫化合物作為一種在具有生物活性的天然產物以及藥物中普遍存在的物質, 能夠直接用于有機合成以及材料研發中。但是在現階段制備過程中,主要以硫醇與鹵代烴 的縮合反應以及硫醇與不飽和烷烴的加成反應,其中合成工藝中產生鹵素的環境問題成了 亟待解決的難題。因此,新的含硫化合物的制備方法已經成為全球研宄的熱門領域。現階 段,有研宄者通過過渡金屬催化碳氫活化形成碳-硫鍵。但在目前來說應用較廣的主要是 芳烴或雜環化合物,即底物在強堿作用下去質子化后進行硫化;或在過渡金屬催化下生成 分子內的苯并噻吩和苯并噻挫。
[0003] 近來有許多過渡金屬已經被應用于硫化反應中,其中包括了鈀,釕等,但是選擇一 種新的廉價高效的過渡金屬催化劑仍然是一個巨大的挑戰。Yu等人報道首先報道了銅催 化下的2-苯基吡啶的芳香氫與芳香硫醇進行直接硫化。Daugulis等人報道了銅催化具有 雙齒配體定位官能團的底物進行直接硫化,同時底物不需要多余的步驟以進行預功能化。 Chatani等人報道了鎳催化下的碳氫活化,該催化體系能夠催化脂肪族烷烴的C(Sp3)-H與 碘苯反應,進行芳香化。
[0004] 基于上述研宄基礎,我們設計了一種鎳金屬催化體系。首先鎳與脂肪族酰胺III 定位官能團上的N配位,形成二價鎳。脂肪族烷烴上的C(sp3) -H進行碳-氫斷裂,形成與 鎳相連接的亞甲基。二硫醚再與金屬催化中心反應,形成四價鎳。還原消除后,硫醚轉移到 亞甲基上,生成含硫化合物IV。所得含硫化合物在氫氧化鋰或硝酸鈰銨作用下,可以分別生 成不同的含硫羧酸化合物I與含硫酰胺化合物II。 【
【發明內容】
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[0005] 本發明的目的在于提供一種含硫羧酸化合物I和含硫酰胺化合物II的催化合成 方法。
[0006] 為達到上述發明目的,本發明提出以下的技術方案:
[0007] -種含硫羧酸化合物I和含硫酰胺化合物II的催化合成方法,以鎳作催化劑,二 硫醚化合物和含定位基團的脂肪族酰胺III作原料,以酸或膦配體作配體,以極性溶劑為 溶劑,無機鹽作堿,在100-180°C下有效反應5-48h,得到硫化物IV,在硝酸鈰銨(CAN)或氫 氧化鋰作用下,分別得到相應的含硫羧酸化合物I和含硫酰胺化合物II。其中結構式1、11、 III和IV如下:
[0008]
【權利要求】
1. 一種含硫羧酸化合物I和含硫酰胺化合物II的催化合成方法,其特征在于,以鎳作 催化劑,二硫醚化合物和含定位基團的脂肪族酰胺III做原料,以酸或磷配體作為配體,以 極性溶劑為溶劑,無機鹽作堿,在100-180°C下有效反應5-48h,得到硫化物IV,在硝酸鈰銨 (CAN)或氫氧化鋰作用下,分別得到相應的含硫羧酸化合物I和含硫酰胺化合物II,其結構 式I-IV分別如下:
其中,R1』基團為甲基、乙基、苯基、環己基、芐基、對氟芐基中的一種;R3基團為丙基、 苯基、對甲苯基、對氯苯基、對硝苯基、鄰硝苯基、對甲氧苯基、節基中的一種。
2. 根據權利要求1所述的合成方法,其特征在于,所述脂肪族酰胺的定位官能團為 8-氨基喹啉。
3. 根據權利要求1所述的合成方法,其特征在于,所述催化劑為溴化鎳,氟化鎳,醋酸 鎳,乙酰丙酮鎳,三氟甲基磺酸鎳,二茂鎳中的一種,其中催化劑的用量為1-100%。
4. 根據權利要求1所述的合成方法,其特征在于,所述二硫醚化合物為二苯二硫醚,對 甲基二苯二硫醚,對甲氧基二苯二硫醚,對硝基二苯二硫醚,間硝基二苯二硫醚,對氯二苯 二硫醚,二芐基二硫醚,二丙基二硫醚中的一種。
5. 根據權利要求1所述的合成方法,其特征在于,所述配體為1,2-雙(二苯基膦)乙 烷,三環己基膦,4, 5-雙二苯基膦-9,9-二甲基氧雜蒽,三(2-呋喃基)膦,(R)-l,1'-聯 萘-2, 2' -雙二苯膦,三苯基磷,苯甲酸,對硝基苯甲酸,對甲基苯甲酸,2-苯基苯甲酸, 2, 4, 6-三甲基苯甲酸,2, 6-二苯基苯甲酸的一種。
6. 根據權利要求1所述的合成方法,其特征在于,所述溶劑為乙腈、TFA、DMAC、DMF、 DMSO、NMP 中的一種。
7. 根據權利要求1所述的合成方法,其特征在于,所述堿為氫氧化鋰,氫氧化鈉,氫氧 化鉀,氫氧化銫,碳酸鈉,碳酸鉀,碳酸銫,碳酸氫鈉,碳酸氫鉀中的一種;所述催化反應的條 件為:在100-180°C下反應5-48小時。
8. 根據權利要求1所述的合成方法,其特征在于,所述制備含硫羧酸反應的條件為:將 硫化物IV,二碳酸二叔丁酯,DMP分別加入溶劑中,在40-100°C下反應4-24h,得Boc保護 的中間產物;再將中間產物加入水與THF混合溶劑中,加入氫氧化鋰與30%過氧化氫,在 40-100°C下反應4-24h,得到上述含硫羧酸化合物I。
9. 根據權利要求1所述的合成方法,其特征在于,所述制備含硫酰胺反應的條件為:將 硫化物IV加入水與乙腈混合溶劑中,再加入硝酸鈰銨,在40-100°C下反應4-24h,得到上述 含硫酰胺化合物II。
【文檔編號】C07C323/53GK104496870SQ201410820303
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月25日 優先權日:2014年12月25日
【發明者】邱仁華, 王勰, 許新華, 李寧波, 陳錦楊, 顏春陽, 龍進國 申請人:湖南大學