本發明屬于化學合成領域,具體涉及一種單硒醚類化合物的方法。
背景技術:
單硒醚是重要的合成中間體和合成試劑,在有機中應用廣泛。例如烯丙基硒醚中的硒基是易參與反應的活潑基團,在有機合成中經常用其它基團來取代烯丙基硒醚中的硒基,烯丙基硒醚也可以發生多種重排反應,這些重排反應在有機合成中應用范圍很廣泛。硒是一些抗氧化酶的構成成分,可消除脂質氫過氧化物和過氧化氫等活性氧和自由基,阻擋其損傷作用,保護機體。現已明確,硒參與構成4種谷胱甘肽過氧化物酶同工酶的活性中心,在機體的抗氧化損傷體系中發揮作用。機體硒水平的高低直接影響了機體抗氧化能力,以及對相關疾病的抵抗能力。硒能直接作用于病毒,抑制病毒在體內的復制,并能參與細胞的修復,預防多種 病毒性 疾病,硒能中和或轉化自由基的物質,抗氧化,從而祛除自由基對人體的損害,有延緩衰老的作用。硒具有和胰島素相同的作用,可以不依賴胰島素來調節體內糖份,可以延緩、減輕、防止 糖尿病并發癥的產生。硒是癌細胞的殺傷劑,能減輕放、化療的毒副作用,降低抗癌藥物對腎、骨髓和腸胃的毒性,緩解患者的病痛。硒與污染食物、蓄積體內的鉛、汞、鎘等重金屬有很強的親和力,與其結合形成硒-金屬-蛋白質復合物,直接排出體外,起到解毒和排毒的作用。
現有技術中單硒醚類化合物的合成方法需要多步反應,而且反應過程中需要分離操作,操作過程麻煩,催化劑選擇性低,產物的收率低;而且多步反應過程中出現中間體的轉移操作,這樣不但會影響產物收率,也會污染環境。
技術實現要素:
針對現有技術中存在的缺陷,本發明提供了一種單硒醚類化合物的合成方法,該方法操作簡便,成本低,對環境友好,催化選擇性可達到99%。
為了實現上述目的,本發明采用的技術方案如下:
本發明提供了一種單硒醚類化合物的合成方法,具體的合成步驟如下:
(1)以硒為催化劑,在一氧化碳和水存在下,于有機溶劑中加入原料二硒醚類化合物和鹵代烴類化合物發生反應,添加或不添加助催化劑,反應條件為常壓下,于溫度為20~100℃反應1~24小時,冷卻至室溫得到混合液a;
(2)攪拌下,將步驟(1)中的一氧化碳換為空氣,攪拌0.2~2小時,過濾,濾液分別用蒸餾水和乙醚萃取,減壓蒸餾蒸出萃取液中的溶劑,得到目標產物。
所述二硒醚類化合物具有如以下通式I結構:
R-Se-Se-R (I)
其中,R為芳香基團、雜環基團或烷基。
所述鹵代烴類化合物如以下通式II結構:R’-X (II)
其中, R’為芳香基團、雜環基團或烷基,X 為Cl、Br、I或對甲苯磺酸基。
上述反應式如下:
式(III)
根據上述的單硒醚類化合物的合成方法,所述二硒醚類化合物與鹵代烴類化合物的摩爾比為1:(2~3);硒的摩爾用量為二硒醚類化合物的1%~20%;二硒醚類化合物與水的摩爾比為1:(1~100);助催化劑的摩爾用量為二硒醚類化合物的0~200%。
根據上述的單硒醚類化合物的合成方法,所述助催化劑為無機堿或有機堿,無機堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉和碳酸氫鈉的一種或多種的混合物:所述有機堿為乙酸鈉、乙酸鉀、三乙胺、苯胺、吡啶、4-甲基吡啶、1,5-二氮二環[5.4.0]-十一碳烯和N-甲基吡咯烷中的一種或多種的混合物。
根據上述的單硒醚類化合物的合成方法,所述有機溶劑為極性溶劑或非極性溶劑。
根據上述的單硒醚類化合物的合成方法,所述一氧化碳也可以由含有、氮氣、二氧化碳和水蒸氣的工業一氧化碳尾氣,以體積比計,其中氮氣、二氧化碳、水蒸氣的含量之和小于等于總體積的95%,空氣含量小于30%。
根據上述的單硒醚類化合物的合成方法,所述極性溶劑為四氫呋喃、二氯甲烷、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亞砜、一縮二乙二醇、乙二醇二乙醚、N-甲酰基哌啶、二氧六環、冠醚或丙酮;所述非極性溶劑為甲苯、二甲苯、正己烷或苯。
與現有技術相比,本發明的優點在于:
1.本發明常壓反應,一鍋反應,操作簡便安全。
2.成本低:原料簡單、易得,只使用價格較低的非金屬硒為催化劑。
3.對環境友好:本發明無三廢為綠色反應,達到了清潔生產的要求。
4.反應工藝難度低:本發明操作簡便,產物與催化劑的后序分離容易。
5.經濟性好:本發明反應選擇性高,采用非金屬硒為催化劑,催化選擇性可達到99%。
6.具有相轉移催化功能:本發明的催化反應中,反應開始前固體硒粉催化劑是不溶于反應體系中的,在反應過程中固相的硒轉變為溶于反應體系的活性物進行均相的催化反應,在反應終了后,催化劑又以固相硒粉析出,很易與產物分離。因此,本發明綜合了均相催化和多相催化的優點。
具體實施方式
以下實施例是對本發明內容進行詳細具體的說明,但本發明的內容并不限定如此。
實施例1
在一裝有攪拌子、冷凝管的100mL的三口瓶中加入二苯基二硒醚2mmol、芐溴4.2mmol、硒粉0.2mmol、H2O 50mmol、NaOAc 1.25mmol和溶劑20mL,持續通入一氧化碳,常壓下,加熱至90℃并攪拌反應5小時,冷卻至室溫后,將一氧化碳切換為空氣,攪拌0.5~1小時后,過濾出硒粉,濾液分別用蒸餾水和乙醚萃取,減壓蒸餾蒸出萃取液中的溶劑,得到目標產物,收率82%。
實施例2
方法同實施例1,對于不同反應原料底物的收率如下:
實施例3
方法同實施例1,只改變催化劑硒的用量,收率如下:
實施例4
方法同實施例1,只改變水的用量,收率如下:
實施例5
方法同實施例1,對于不同堿的收率如下:
實施例6
方法同實施例1,只改變有機溶劑的用量,收率如下:
實施例7
方法同實施例1,對于不同反應溫度的收率如下:
實施例8
在一裝有攪拌子、冷凝管的100mL的三口瓶中加入二芐基二硒醚2mmol、芐溴4.2mmol、硒粉0.2mmol、H2O 50mmol、NaOAc1.25mmol和有機溶劑20mL,持續通入一氧化碳,常壓下,加熱至90℃并攪拌反應5小時,冷卻至室溫后,將一氧化碳切換為空氣,攪拌0.5~1小時后,過濾出硒粉,濾液分別用蒸餾水和乙醚萃取,減壓蒸餾蒸出萃取液中的溶劑,得到目標產物,收率78%。