本發明屬于化合物制備技術領域,涉及一種用硫酚或硫醇制備亞磺酸酯的方法。
背景技術:
亞磺酸酯是不對稱合成中非常重要的手性前體,常用于構建具有手性的藥物分子,亞磺酸酯及其類似物如硫代亞磺酸酯、亞磺酰胺等是一類重要的醫藥中間體,也是一類具有多種生物活性的結構片段。在生物醫藥領域可以用作生物酶的抑制劑,具有較獨特的生物活性,同時由于該物質本身具有一個手性中心,也常用于制備具有光學活性的亞砜類醫藥中間體。
目前,亞磺酸酯及其衍生物的制備主要有以下兩種方法:
一是以磺酰氯為原料:1987年,美國S harpless課題組報道了一種以醇和磺酰氯為原料一步合成亞磺酸酯的方法。在三乙胺和亞磷酸三甲酯的作用下,二氯甲烷中回流,得到亞磺酸酯類化合物。反應如下式所示:
該方法具有較好的普適性,反應條件溫和等特點,但反應底物芳基磺酰氯不易保存,商品化數目不多,不易進行底物的拓展。
二是以亞磺酸及亞磺酰氯為原料:2006年,Hajipour課題組報道了以亞磺酸和醇為原料,在N,N-二環己基碳酰亞胺(DCC)的作用下,無溶劑得到手性亞磺酸醋的方法。但底物亞磺酸極不穩定,不容易獲取,因而制約了該方法的普適性。其制備反應過程表達式如下式所示:
亞磺酰氯與醇反應是合成亞磺酸酯的另一種有效方法。其制備反應過程表達式如下式所示:
以亞磺酰氯為原料制備亞磺酸酯具有反應時間短、清潔、后處理容易的特點,但底物亞磺酰氯較磺酰氯更不穩定,嚴重制約了該方法在合成亞磺酸酯化合物中的應用范圍。
技術實現要素:
本發明提供了一種用硫酚或硫醇制備亞磺酸酯的方法,解決了現有技術中原料的獲取比較繁瑣,不穩定,不易保存的問題。
本發明的技術方案是,一種用硫酚或硫醇制備亞磺酸酯的方法,按照以下步驟實施:
步驟1、氧化酯化
在耐壓反應瓶中,加入1當量的硫醇或是硫酚,同時加入4-6當量的脂肪醇類化合物,一起置入耐壓反應瓶中;再加入1.5-2當量的氧化劑和2%-4%摩爾當量的催化劑,加入氯仿為反應溶劑,氮氣保護,封管,在20℃~50℃溫度下反應2-3小時;
氯仿加入量以硫酚或硫醇為基準,每毫摩爾硫酚或硫醇加入2-3毫升氯仿;
步驟2、分離純化
耐壓反應瓶反應結束后,減壓除去溶劑,利用洗脫劑對殘留物進行柱層析分離,得到亞磺酸酯。
本發明的有益效果是,該方法原料簡單易得、反應步驟少、反應時間短、副產物少、溫度低、后處理方便和產率高。按照本發明方法獲得的亞磺酸酯及其衍生物,其產率在35-88%之間,特別地,當4-甲基苯硫酚與乙醇反應時,其產率可以達到88%,因而本發明能夠作為合成亞磺酸酯及其衍生物的重要方法之一。與現有的方法相比,本發明方法具有以下優點:1)該方法為單步反應;2)該方法中原料易得,大部分商業化的硫酚及脂肪醇均可參與反應,分離純化簡單,作為重要的藥物中間體,具有較好的應用前景與應用價值。
具體實施方式
本發明用硫酚或硫醇制備亞磺酸酯的方法,按照以下步驟實施:
步驟1、氧化酯化
在耐壓反應瓶中,加入1當量的硫醇或是硫酚,同時加入4-6當量的脂肪醇類化合物,一起置入耐壓反應瓶中;再加入1.5-2當量的氧化劑和2%-4%摩爾當量的催化劑,加入氯仿為反應溶劑,氮氣保護下,封管,油浴條件下加熱攪拌,在20℃~50℃溫度下反應2-3小時。
氯仿加入量以硫酚或硫醇為基準,每毫摩爾硫酚或硫醇加入2-3毫升氯仿。
氧化劑為高價碘試劑,選用二醋酸碘苯、亞碘酰苯或二氯碘苯中的一種。
催化劑為鈀催化劑,選用醋酸鈀。
采用芳基硫酚時,芳基硫酚與二醋酸碘苯的摩爾比為1:1.5~2,在二醋酸碘苯過量的前提下,反應進行充分,可實現較高的產率。
步驟2、分離純化
耐壓反應結束后,減壓除去溶劑,利用洗脫劑對殘留物進行柱層析分離,得到亞磺酸酯(及其衍生物),結構式分別見下式(1)和式(2):
其中,Ar代表芳環,芳環上的取代基數目為一個或多個,芳環上的取代基獨立選自氫、鹵基、甲氧基、乙氧基、甲基、乙基或酯基;R為甲基、乙基、異丙基、叔丁基或芐基之一。
柱層析分離中使用的洗脫劑選用體積比為4~6:1的石油醚:乙酸乙酯,當使用5:1比例的洗脫劑進行分離純化時,產物能與雜質實現完全分離,純化效果較佳。
本發明方法上述步驟涉及的反應過程分別如下式(3)和式(4)所示:
其中的Ar為苯基、取代芳基及芳雜基;R為烷基;alkyl,R為烷基。
如無特別說明,本發明以下實施例所涉及的溶劑和試劑均買自市售商業化產品,使用前未純化;1當量表示質量或物質的量的數量,在以下實施例中均指1mmol質量份。
實施例1.化合物A的合成(表1,序號1)
將1mmol的4-氯苯硫酚,6mmol的乙醇,1.5mmol的二醋酸碘苯,2mg的醋酸鈀和2ml的氯仿加入耐壓反應瓶中,氮氣保護,在35℃溫度下封管反應2小時;反應結束冷卻至室溫后,減壓除去溶劑,將殘留物用柱層析進行純化分離,洗脫劑選用體積比為石油醚:乙酸乙酯=5:1,得到淡黃色油狀液體產物A。化合物結構通過核磁與已知化合物對比確認。
核磁共振氫譜:1H-NMR數據(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).核磁共振碳譜:13C-NMR數據(75MHz,CDCl3):δ143.3,138.4,129.3,126.8,61.3,15.6。
實施例2.化合物B的合成(表1,序號2)
將1mmol的4-氟苯硫酚,6mmol的乙醇,1.5mmol的二醋酸碘苯,2mg的醋酸鈀和2ml的氯仿加入耐壓反應瓶中,氮氣保護,在25℃溫度下封管反應2.5小時;反應結束冷卻至室溫后,減壓除去溶劑,將殘留物用柱層析進行純化分離,洗脫劑選用體積比為石油醚:乙酸乙酯=5:1,得到淡黃色油狀液體產物B。化合物結構通過核磁與已知化合物對比確認。
核磁共振氫譜:1H-NMR數據(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).核磁共振碳譜:13C-NMR數據(75MHz,CDCl3):δ156.9,131.2,125.9,116.1,61.4,15.4。
實施例3.化合物C的合成(表1,序號3)
將1mmol的4-溴苯硫酚,5mmol的乙醇,1.5mmol的二醋酸碘苯,2mg的醋酸鈀和2ml的氯仿加入耐壓反應瓶中,氮氣保護,在30℃溫度下封管反應2.75小時。反應結束冷卻至室溫后,減壓除去溶劑,將殘留物用柱層析進行純化分離,洗脫劑選用體積比為石油醚:乙酸乙酯=5:1,得到淡黃色油狀液體產物C。化合物結構通過核磁與已知化合物對比確認。
核磁共振氫譜: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).核磁共振碳譜:13C-NMR數據(75MHz,CDCl3):δ143.9,132.3,126.9,116.1,61.3,15.6。
實施例4.化合物D的合成(表1,序號4)
將1mmol的β-萘硫酚,5mmol的乙醇,2mmol的二醋酸碘苯,2mg的醋酸鈀和2ml的氯仿加入耐壓反應瓶中,氮氣保護,在30℃溫度下封管反應2.25小時。反應結束冷卻至室溫后,減壓除去溶劑,將殘留物用柱層析進行純化分離,洗脫劑選用體積比為石油醚:乙酸乙酯=5:1,得到淡黃色油狀液體產物D。化合物結構通過核磁與已知化合物對比確認。
核磁共振氫譜:1H-NMR數據(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).核磁共振碳譜:13C-NMR數據(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。
實施例5.化合物E的合成(表1,序號5)
將1mmol的4-硝基苯硫酚,6mmol的乙醇,1.5mmol的二醋酸碘苯,2.5mg的醋酸鈀和2ml的氯仿加入耐壓反應瓶中,氮氣保護,在50℃溫度下封管反應2小時。反應結束冷卻至室溫后,減壓除去溶劑,將殘留物用柱層析進行純化分離,洗脫劑選用體積比為石油醚:乙酸乙酯=4.5:1,得到淡黃色油狀液體產物E。化合物結構通過核磁與已知化合物對比確認。
核磁共振氫譜:1H-NMR數據(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).核磁共振碳譜:13C-NMR數據(75MHz,CDCl3):δ151.1,129.2,126.7, 124.3,62.4,15.6。
實施例6.化合物F的合成(表1,序號6)
將1mmol的2-溴苯硫酚,6mmol的乙醇,1.5mmol的二醋酸碘苯,2.5mg的醋酸鈀和2ml的氯仿加入耐壓反應瓶中,氮氣保護,在45℃溫度下封管反應2小時。反應結束冷卻至室溫后,減壓除去溶劑,將殘留物用柱層析進行純化分離,洗脫劑選用體積比為石油醚:乙酸乙酯=4.5:1,得到淡黃色油狀液體產物F。化合物結構通過核磁與已知化合物對比確認。
核磁共振氫譜:1H-NMR數據(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).核磁共振碳譜:13C-NMR數據(75MHz,CDCl3):δ144.5,133.5,133.4,127.9,126.6,121.0,63.0,15.6。
實施例7.化合物G的合成(表1,序號7)
將1mmol的4-甲基苯硫酚,4mmol的乙醇,1.5mmol的二醋酸碘苯,2mg的醋酸鈀和2ml的氯仿加入耐壓反應瓶中,氮氣保護,在40℃溫度下封管反應2小時。反應結束冷卻至室溫后,減壓除去溶劑,將殘留物用柱層析進行純化分離,洗脫劑選用體積比為石油醚:乙酸乙酯=5.5:1,得到淡黃色油狀液體產物G。化合物結構通過核磁與已知化合物對比確認。
核磁共振氫譜:1H-NMR數據(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).核磁共振碳譜:13C-NMR數據(75MHz,CDCl3):δ134.1,131.7,130.1,118.5,63.6,21.6,15.4。
實施例8.化合物H的合成(表1,序號8)
將1mmol的4-甲氧基苯硫酚,4mmol的乙醇,1.5mmol的二醋酸碘苯,2mg的醋酸鈀和2ml的氯仿加入耐壓反應瓶中,氮氣保護,在40℃溫度下封管反應3小時。反應結束冷卻至室溫后,減壓除去溶劑,將殘留物用柱層析進行純化分離,洗脫劑選用體積比為石油醚:乙酸乙酯=5.5:1,得到淡黃色油狀液體產物H。化合物結構通過核磁與已知化合物對比確認。
核磁共振氫譜:1H-NMR數據(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).核磁共振碳譜:13C-NMR數據(75MHz,CDCl3):δ161.0,132.3,122.4,114.5,64.2,61.5,15.0。
實施例9.化合物I的合成(表1,序號9)
將1mmol的4-氯-2-硝基苯硫酚,6mmol的乙醇,2mmol的二醋酸碘苯,2.5mg的醋酸鈀和2ml的氯仿加入耐壓反應瓶中,氮氣保護,在35℃溫度下封管反應3小時。反應結束冷卻至室溫后,減壓除去溶劑,將殘留物用柱層析進行純化分離,洗脫劑選用體積比為石油醚:乙酸乙酯=4.5:1,得到淡黃色油狀液體產物I。化合物結構通過核磁與已知化合物對比確認。
核磁共振氫譜:1H-NMR數據(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).核磁共振碳譜:13C-NMR數據(75MHz,CDCl3):δ146.5,140.2,139.1,134.6,127.8,125.4,66.0,15.6。
實施例10.化合物J的合成(表1,序號10)
將1mmol的4-甲基苯硫酚,6mmol的甲醇,1.5mmol的二醋酸碘苯,2mg的醋酸鈀和2ml的氯仿加入耐壓反應瓶中,氮氣保護,在30℃溫度下封管反應3小時。反應結束冷卻至室溫后,減壓除去溶劑,將殘留物用柱層析進行純化分離,洗脫劑選用體積比為石油醚:乙酸乙酯=4.5:1,得到淡黃色油狀液體產物J。化合物結構通過核磁與已知化合物對比確認。
核磁共振氫譜:1H-NMR數據(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).核磁共振碳譜:13C-NMR數據(75MHz,CDCl3):δ133.6,130.8,129.8,125.8,61.2,21.3。
實施例11.化合物K的合成(表1,序號11)
將1mmol的4-甲氧基苯硫酚,6mmol的叔丁醇,1.5mmol的二醋酸碘苯,2.5mg的醋酸鈀和2ml的氯仿加入耐壓反應瓶中,氮氣保護,在50℃溫度下封管反應3小時。反應結束冷卻至室溫后,減壓除去溶劑,將殘留物用柱層析進行純化分離,洗脫劑選用體積比為石油醚:乙酸乙酯=5.5:1,得到淡黃色油狀液體產物K。化合物結構通過核磁與已知化合物對比確認。
核磁共振氫譜:1H-NMR數據(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).核磁共振碳譜:13C-NMR數據(75MHz,CDCl3):δ158.8,130.2,121.5,115.6,72.9,58.6,28.1。
實施例12.化合物L的合成(表1,序號12)
將1mmol的4-氟苯硫酚,5mmol的叔丁醇,1.5mmol的二醋酸碘苯,2mg的醋酸鈀和2ml的氯仿加入耐壓反應瓶中,氮氣保護,在40℃溫度下封管反應2.5小時。反應結束冷卻至室溫后,減壓除去溶劑,將殘留物用柱層析進行純化分離,洗脫劑選用體積比為石油醚:乙酸乙酯=5.8:1,得到淡黃色油狀液體產物L。化合物結構通過核磁與已知化合物對比確認。
核磁共振氫譜:1H-NMR數據(300MHz,CDCl3):δ7.51(d,J=8.1Hz,2H),7.35(d,J=8.1Hz,2H),1.22(s,9H,CH3).核磁共振碳譜:13C-NMR數據(75MHz,CDCl3):δ161.9,131.5,125.8,115.8,73.2,28.5。
實施例13.化合物M的合成(表1,序號13)
將1mmol的4-甲基苯硫酚,6mmol的異丙醇,1.5mmol的二醋酸碘苯,2.8mg的醋酸鈀和2ml的氯仿加入耐壓反應瓶中,氮氣保護,在25℃溫度下封管反應2.5小時。反應結束冷卻至室溫后,減壓除去溶劑,將殘留物用柱層析進行純化分離,洗脫劑選用體積比為石油醚:乙酸乙酯=5.8:1,得到淡黃色油狀液體產物M。化合物結構通過核磁與已知化合物對比確認。
核磁共振氫譜:1H-NMR數據(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).核磁共振碳譜:13C-NMR數據(75MHz,CDCl3):δ135.1,132.1,129.1,126.2,65.5,24.1,21.6。
實施例14.化合物N的合成(表1,序號14)
將1mmol的4-硝基苯硫酚,4mmol的異丙醇,1.5mmol的二醋酸碘苯,2mg的醋酸鈀和2ml的氯仿加入耐壓反應瓶中,氮氣保護,在30℃溫度下封管反應2.75小時。反應結束冷卻至室溫后,減壓除去溶劑,將殘留物用柱層析進行純化分離,洗脫劑選用體積比為石油醚:乙酸乙酯=6:1,得到淡黃色油狀液體產物N。化合物結構通過核磁與已知化合物對比確認。
核磁共振氫譜:1H-NMR數據(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).核磁共振碳譜:13C-NMR數據(75MHz,CDCl3):δ150.2,135.8,131.4,123.9,70.3,23.8。
實施例15.化合物O的合成(表1,序號15)
將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的醋酸鈀和2ml的氯仿加入耐壓反應瓶中,氮氣保護,在20℃溫度下封管反應2.75小時。反應結束冷卻至室溫后,減壓除去溶劑,將殘留物用柱層析進行純化分離,洗脫劑選用體積比為石油醚:乙酸乙酯=6:1,得到淡黃色油狀液體產物O。化合物結構通過核磁與已知化合物對比確認。
核磁共振氫譜:1H-NMR數據(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).核磁共振碳譜:13C-NMR數據(75MHz,CDCl3):δ161.1,131.6,122.8,121.6,112.5,77.6,55.8。
實施例16.化合物P的合成(表1,序號16)
將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的醋酸鈀和2ml的氯仿加入耐壓反應瓶中,氮氣保護,在40℃溫度下封管反應2.25小時。反應結束冷卻至室溫后,減壓除去溶劑,將殘留物用柱層析進行純化分離,洗脫劑選用體積比為石油醚:乙酸乙酯=4:1,得到淡黃色油狀液體產物P。化合物結構通過核磁與已知化合物對比確認。
核磁共振氫譜:1H-NMR數據(300MHz,CDCl3):δ7.46(d,J=7.8Hz,2H),7.38(d,J=7.8Hz,2H),4.18-4.12(m,2H,CH2).核磁共振碳譜:13C-NMR數據(75MHz,CDCl3):δ134.6,131.1,128.5,127.9,121.1,77.1。
實施例17.化合物Q的合成(表1,序號17)
將1mmol的4-氯苯硫酚,4mmol的芐醇,1.5mmol的二醋酸碘苯,2mg的醋酸鈀和3ml的氯仿加入耐壓反應瓶中,氮氣保護,在40℃溫度下封管反應2.25小時。反應結束冷卻至室溫后,減壓除去溶劑,將殘留物用柱層析進行純化分離,洗脫劑選用體積比為石油醚:乙酸乙酯=4:1,得到淡黃色油狀液體產物Q。化合物結構通過核磁與已知化合物對比確認。
核磁共振氫譜:1H-NMR數據(300MHz,CDCl3):δ7.57(d,J=7.9Hz,2H),7.47-7.32(m,7H),4.79-4.70(m,2H,CH2).核磁共振碳譜:13C-NMR數據(75MHz,CDCl3):δ141.2,134.5,131.8,128.9,128.8,127.8,127.1,119.9,72.6。
實施例18.化合物R的合成(表1,序號18)
將1mmol的丁硫醇,5mmol的乙醇,2mmol的二醋酸碘苯,3.5mg的醋酸鈀和2ml的氯仿加入耐壓反應瓶中,氮氣保護,在30℃溫度下封管反應2.5小時。反應結束冷卻至室溫后,減壓除去溶劑,將殘留物用柱層析進行純化分離,洗脫劑選用體積比為石油醚:乙酸乙酯=4:1,得到淡黃色油狀液體產物R。化合物結構通過核磁與已知化合物對比確認。
核磁共振氫譜:1H-NMR數據(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).核磁共振碳譜:13C-NMR數據(75MHz,CDCl3):δ66.1,55.8,23.1,21.8,14.9,13.8。
表1、各個實施例對應產出的亞磺酸酯產物表