一种氯乙基亚砜类化合物的电化学合成方法与流程

文档序号:20031938发布日期:2020-02-28 10:29阅读:331来源:国知局

本发明属于医药化工中间体合成技术领域,具体涉及一种氯乙基亚砜类化合物的电化学合成方法。



背景技术:

亚砜及其衍生物作为一种非常重要的中间体,在医药、化工、农药、有机合成等行业有着重要的作用。尤其是在医药领域,如著名的用于治疗胃溃疡的质子泵抑制剂——奥美拉唑和兰索拉唑等也属于亚砜类药物。对于其他亚砜类化合物的深入研究和结构修饰后,也研发出了一系列的抗肿瘤、抗病毒、抗hiv等药物。因此,其高效合成是当前研究的热点之一。

制备亚砜类化合物的传统方法是经硫醇或者硫醚氧化反应。例如brinksma课题组2001年报道了苯甲基硫醚为原料,双氧水为氧化剂,mn(ⅲ)配合物催化下合成亚砜的方法(tetrahedronletters,2001,42,4049-4052.)。velusamy课题组2005年报道了一种铜(ii)络合物和双氧水将硫化物氧化成亚砜的方法(tetrahedronletters,2005,46,3819-3822.),混合加入tempo后可提高反应的选择性和转化率,其铜(ii)络合物可以循环使用。然而由于这些方法需要化学计量的金属络合物作为电子的牺牲受体,从而降低了该方法的可持续性。

近年来,对于催化剂的选择从金属络合物转向了纳米介孔材料。kiumars课题组使用sba-15-pr-so3h(catalysisscience&technology,2011,1,389-393.)作为纳米反应器在40℃下催化氧化硫化物成亚砜,收率良好。nikoorazm课题组则用vo(iv)络合物的si-mcm-41作为催化剂,在无溶剂条件下,成功使用h2o2地将几种类型的芳基硫酚和脂族硫醇氧化成相应的亚砜。

氯乙基亚砜,作为一个重要的中间体原料,被用来制备喹诺酮类抗菌药西他沙星(j.org.chem.2014,79,15,7226-7231),从而优化了西他沙星的原有合成路线(hayakawa,i.;kimura,y.ep341493a2,2010.)。制备氯乙基亚砜的常用方法是先由苯硫酚和1-氯-2-溴乙烷通过两步反应生成(ep2277872,2016,b1),然后用纳米级介孔羟基磷酸铁钠负载金和过氧化氢在甲醇溶剂中60℃下(catalysisscienceandtechnology,2016,6-7,2055-2059)将硫化物氧化成氯乙基亚砜,整个流程中间过程较多,涉及氧化的条件苛刻,对催化剂要求较为严格。



技术实现要素:

针对现有技术中存在的上述问题,本发明的目的在于提供一种氯乙基亚砜类化合物的电化学合成方法,它将苯硫酚类化合物、1,2-二氯乙烷、电解质溶于有机溶剂中,在电流的作用下发生氧化偶联反应,生成氯乙基亚砜,本方法无需使用催化剂、有毒试剂、以及氧化剂等添加剂,克服了现有技术中催化剂不易取得,氧化选择性差等缺点,具有原料易得、操作简单、反应化学选择性高等特点,有较大的实施价值和社会经济效益。

本发明采用的技术方案是:

一种氯乙基亚砜类化合物的合成方法:在一个不分立的电解槽中,将如式(ii)所示的芳基硫酚类化合物、1,2-二氯乙烷(dce)、以及电解质溶解在溶剂中得到反应溶液,反应溶液加入电解槽中,在合适的气体氛围中将电极插入到反应溶液中,并接通恒定电流,在合适的温度下搅拌反应,反应结束后,经柱层析分离,得到如式(i)所示的氯乙基亚砜。

其反应通式如下:

所述的结构式ⅰ和ⅱ中,r选自芳基、杂芳基。

所述的正极和负极分别选自铂电极、镍电极、石墨电极、玻碳电极、rvc电极中的一种。

所述的电解质为高氯酸锂、四丁基四氟硼酸铵、四丁基六氟磷酸铵、四丁基碘化铵、四丁基溴化铵、四丁基氟化铵等中的一种或多种;其中电解质的用量为苯硫酚类化合物的50~400mol%(摩尔百分比),进一步优选为80~200mol%(摩尔百分比)。

所述的溶剂为1,2-二氯乙烷,或其与水、二氯甲烷、乙腈、四氢呋喃等的混合溶剂。

所述的气体氛围为氧气、空气、氮气、氩气。

所述的电流为恒定电流,5~100ma,优选为10~60ma。

所述的制备方法的反应温度为10℃~80℃,优选为30℃~70℃。

所述的制备方法的反应时间为1~24小时,进一步优选为3~12小时。

所述的制备方法的底物浓度为0.05~1mol/l,进一步优选为0.1~0.5mol/l。

与现有技术相比,本发明的有益效果主要体现在:

本发明的制备方法无需使用金属催化、氧化剂和添加剂,而是使用绿色能源电催化氧化,反应一步完成,无需分布完成,更加绿色环保,原料易得、操作简单、反应化学选择性高、环境友好等特点,具有较大的实施价值和社会经济效益。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述,但不仅限于本发明所列出的具体实施例描述的实施方案。

实施例1:(2-氯乙基)亚磺酰基苯(ia)的制备

将苯硫酚(550mg,5mmol)1,2-二氯乙烷(15ml),四丁基四氟硼酸铵(1.280g,4.0mmol)加入反应装置中,并插入铂-铂电极,电流调整为恒流40ma,在60℃下进行搅拌反应12小时,经硅胶柱层析(洗脱剂为正己烷:乙酸乙酯=4:1,体积比)分离得到淡黄色油状液体(2-氯乙基)亚磺酰基苯(ia)582mg,收率:62%,ia结构式为:

1hnmr(400mhz,cdcl3)δ7.61(dd,j1=8.0hz,j2=2.4hz,2h),7.55-7.47(m,3h),3.97-3.90(m,1h),3.66-3.60(m,1h),3.16-3.12(m,2h);13cnmr(400mhz,cdcl3)δ142.8,131.4,129.5,123.9,59.3,36.7.

ms:(ei;70ev)m/z(%)=188(m+).

实施例2:(2-氯乙基)亚磺酰基苯(ia)的制备

将苯硫酚(550mg,5mmol),1,2-二氯乙烷(15ml),四丁基六氟磷酸铵(1.520g,4.0mmol)加入反应装置中,并插入铂-铂电极,电流调整为恒流40ma,在60℃下进行搅拌反应15小时,经硅胶柱层析分离(洗脱剂为正己烷:乙酸乙酯=4:1,体积比)得到淡黄色油状液体(2-氯乙基)亚磺酰基苯(ia)556mg,收率:57%。

实施例3:(2-氯乙基)亚磺酰基苯(ia)的制备

将苯硫酚(550mg,5mmol),1,2-二氯乙烷(15ml),四丁基碘化铵(1.855g,5.0mmol)加入反应装置中,并插入铂-铂电极,电流调整为恒流40ma,在60℃下进行搅拌反应10小时,经硅胶柱层析分离(洗脱剂为正己烷:乙酸乙酯=4:1,体积比)得到淡黄色油状液体(2-氯乙基)亚磺酰基苯(ia)531mg,收率:56%。

实施例4:(2-氯乙基)亚磺酰基苯(ia)的制备

将苯硫酚(110mg,1mmol),1,2-二氯乙烷(10ml),四丁基四氟硼酸铵(0.640g,2.0mmol)加入反应装置中,并插入铂-碳电极,电流调整为恒流10ma,在60℃下进行搅拌反应10小时,经硅胶柱层析分离(洗脱剂为正己烷:乙酸乙酯=4:1,体积比)得到淡黄色油状液体(2-氯乙基)亚磺酰基苯(ia)132mg,收率:70%。

实施例5:(2-氯乙基)亚磺酰基苯(ia)的制备

将苯硫酚(110mg,1mmol),1,2-二氯乙烷(10ml),四丁基四氟硼酸铵(0.640g,2.0mmol)加入反应装置中,并插入铂-rvc电极,电流调整为恒流20ma,在60℃下进行搅拌反应5小时,经硅胶柱层析分离(洗脱剂为正己烷:乙酸乙酯=4:1,体积比)得到淡黄色油状液体(2-氯乙基)亚磺酰基苯(ia)165mg,收率:87%。

实施例6:(2-氯乙基)亚磺酰基苯(ia)的制备

将苯硫酚(110mg,1mmol),1,2-二氯乙烷(10ml),四丁基四氟硼酸铵(0.640g,2.0mmol)加入反应装置中,并插入铂-rvc电极,电流调整为恒流40ma,在60℃下进行搅拌反应3小时,经硅胶柱层析分离(洗脱剂为正己烷:乙酸乙酯=4:1,体积比)得到淡黄色油状液体(2-氯乙基)亚磺酰基苯(ia)171mg,收率:89%。

实施例7:(2-氯乙基)亚磺酰基苯(ia)的制备

将苯硫酚(550mg,5mmol),1,2-二氯乙烷(15ml),四丁基四氟硼酸铵(1.600g,5.0mmol)加入反应装置中,并插入铂-rvc电极,电流调整为恒流60ma,在60℃下进行搅拌反应20小时,经硅胶柱层析分离(洗脱剂为正己烷:乙酸乙酯=4:1,体积比)得到淡黄色油状液体(2-氯乙基)亚磺酰基苯(ia)687mg,收率:72%。

实施例8:(2-氯乙基)亚磺酰基苯(ia)的制备

将苯硫酚(550mg,5mmol),1,2-二氯乙烷(30ml),四丁基四氟硼酸铵(3.200g,10.0mmol)加入反应装置中,并插入铂-rvc电极,电流调整为恒流40ma,在60℃下进行搅拌反应12小时,经硅胶柱层析分离(洗脱剂为正己烷:乙酸乙酯=4:1,体积比)得到淡黄色油状液体(2-氯乙基)亚磺酰基苯(ia)708mg,收率:75%。

实施例9:(2-氯乙基)亚磺酰基苯(ia)的制备

将苯硫酚(550mg,5mmol),1,2-二氯乙烷(20ml),水(1ml)、四丁基四氟硼酸铵(1.650g,5.0mmol)加入反应装置中,并插入铂-rvc电极,电流调整为恒流40ma,在60℃下进行搅拌反应12小时,经硅胶柱层析分离(洗脱剂为正己烷:乙酸乙酯=4:1,体积比)得到淡黄色油状液体(2-氯乙基)亚磺酰基苯(ia)832mg,收率:88%。

实施例10:(2-氯乙基)亚磺酰基苯(ia)的制备

将苯硫酚(550mg,5mmol),1,2-二氯乙烷(10ml),乙腈(10ml)、四丁基四氟硼酸铵(1.650g,5.0mmol)加入反应装置中,并插入铂-rvc电极,电流调整为恒流40ma,在60℃下进行搅拌反应12小时,经硅胶柱层析分离(洗脱剂为正己烷:乙酸乙酯=4:1,体积比)得到淡黄色油状液体(2-氯乙基)亚磺酰基苯(ia)613mg,收率:65%。

实施例11:(2-氯乙基)亚磺酰基苯(ia)的制备

将苯硫酚(550mg,5mmol),1,2-二氯乙烷(20ml)、四丁基四氟硼酸铵(1.650g,5.0mmol)加入反应装置中,并插入铂-rvc电极,电流调整为恒流40ma,在40℃下进行搅拌反应12小时,经硅胶柱层析分离(洗脱剂为正己烷:乙酸乙酯=4:1,体积比)得到淡黄色油状液体(2-氯乙基)亚磺酰基苯(ia)630mg,收率:67%。

实施例12:(2-氯乙基)亚磺酰基苯(ia)的制备

将苯硫酚(550mg,5mmol),1,2-二氯乙烷(20ml)、四丁基四氟硼酸铵(1.650g,5.0mmol)加入反应装置中,并插入铂-rvc电极,电流调整为恒流40ma,在60℃下进行搅拌反应12小时,经硅胶柱层析分离(洗脱剂为正己烷:乙酸乙酯=4:1,体积比)得到淡黄色油状液体(2-氯乙基)亚磺酰基苯(ia)796mg,收率:84%。

实施例13:(2-氯乙基)亚磺酰基苯(ia)的制备

将苯硫酚(550mg,5mmol),1,2-二氯乙烷(20ml)、四丁基四氟硼酸铵(1.650g,5.0mmol)加入反应装置中,并插入铂-rvc电极,电流调整为恒流40ma,80℃下进行搅拌反应8小时,经硅胶柱层析分离(洗脱剂为正己烷:乙酸乙酯=4:1,体积比)得到淡黄色油状液体(2-氯乙基)亚磺酰基苯(ia)731mg,收率:77%。

实施例14:(2-氯乙基)亚磺酰基苯(ia)的制备

将苯硫酚(550mg,5mmol),1,2-二氯乙烷(20ml)、四丁基四氟硼酸铵(1.650g,5.0mmol)加入反应装置中,并插入铂-rvc电极,电流调整为恒流40ma,在纯氧的氛围下,60℃下进行搅拌反应12小时,经硅胶柱层析分离(洗脱剂为正己烷:乙酸乙酯=4:1,体积比)得到淡黄色油状液体(2-氯乙基)亚磺酰基苯(ia)712mg,收率:75%。

实施例15:(2-氯乙基)亚磺酰基苯(ia)的制备

将苯硫酚(550mg,5mmol),1,2-二氯乙烷(20ml)、四丁基四氟硼酸铵(1.650g,5.0mmol)加入反应装置中,并插入铂-rvc电极,电流调整为恒流40ma,在氩气的氛围下,60℃下进行搅拌反应12小时,经硅胶柱层析分离(洗脱剂为正己烷:乙酸乙酯=4:1,体积比)得到淡黄色油状液体(2-氯乙基)亚磺酰基苯(ia)681mg,收率:72%。

实施例16:(2-氯乙基)亚磺酰基苯(ia)的制备

将苯硫酚(1.100g,10.0mmol),1,2-二氯乙烷(30ml),水(1.5ml)、四丁基四氟硼酸铵(3.20g,10.0mmol)加入反应装置中,并插入铂-rvc电极,电流调整为恒流50ma,在氮气的氛围下,60℃下进行搅拌反应24小时,经硅胶柱层析分离(洗脱剂为正己烷:乙酸乙酯=4:1,体积比)得到淡黄色油状液体(2-氯乙基)亚磺酰基苯(ia)1.670g,收率:88%。

实施例17:4-甲基-1-(2-氯乙基)亚磺酰基苯(ib)的制备

将4-甲基苯硫酚(620mg,5.0mmol),1,2-二氯乙烷(20ml),水(1.0ml),四丁基四氟硼酸铵(1.650g,5.0mmol)加入反应装置中,并插入铂-rvc电极,电流调整为恒流40ma,在60℃下进行搅拌反应12小时,经硅胶柱层析分离(洗脱剂为正己烷:乙酸乙酯=4:1,体积比)得到淡黄色油状液体4-甲基-1-(2-氯乙基)亚磺酰基苯(ib)566mg,收率:56%,ib结构式为:

1hnmr(400mhz,cdcl3)δ7.51(d,j=8.0hz,2h),7.33(d,j=8.0hz,2h),3.97-3.90(m,1h),3.66-3.60(m,1h),3.13(t,j=7.2hz,2h),2.41(s,3h);13cnmr(100mhz,cdcl3)δ142.0,139.4,130.2,130.0,59.3,36.8,21.4.

实施例18:2,4-甲基-1-(2-氯乙基)亚磺酰基苯(ic)的制备

将2,4-甲基苯硫酚(690mg,5.0mmol)1,2-二氯乙烷(20ml),水(1.0ml),四丁基四氟硼酸铵(1.650g,5.0mmol)加入反应装置中,并插入铂-rvc电极,电流调整为恒流40ma,在60℃下进行搅拌反应14小时,经硅胶柱层析分离(洗脱剂为正己烷:乙酸乙酯=4:1,体积比)得到淡黄色油状液体2,4-甲基-1-(2-氯乙基)亚磺酰基苯(ic)581mg,收率:54%,ic结构式为:

1hnmr(400mhz,cdcl3)δ7.75(d,j=8.0hz,1h),7.23(d,j=8.0hz,1h),7.0(s,1h),4.02-3.71(m,1h),3.71-3.67(m,1h),3.18-3.11(m,1h),3.06-3.00(m,1h),2.36(s,1h),2.34(s,1h);13cnmr(100mhz,cdcl3)δ141.6,137.7,134.3,131.7,128.1,123.8,57.8,37.1,21.2,18.0.

实施例19:2-甲氧基-1-(2-氯乙基)亚磺酰基苯(id)的制备

将2-甲氧基苯硫酚(700mg,5.0mmol),1,2-二氯乙烷(20ml),水(1.0ml),四丁基四氟硼酸铵(1.650g,5.0mmol)加入反应装置中,并插入铂-rvc电极,电流调整为恒流40ma,在60℃下进行搅拌反应24小时,经硅胶柱层析分离(洗脱剂为正己烷:乙酸乙酯=4:1,体积比)得到淡黄色油状液体2-甲氧基-1-(2-氯乙基)亚磺酰基苯(id)578mg,收率:53%,id结构式为:

1hnmr(400mhz,cdcl3)δ7.74(dd,j1=7.6hz,j2=1.6hz,1h),7.45(td,j1=8.0hz,j2=2.0hz,1h),7.17(t,j=7.6hz,1h),6.92(d,j=8.0hz,1h),3.99-3.92(m,1h),3.88(s,3h),3.65-3.59(m,1h),3.47-3.40(m,1h),3.16-3.09(m,1h);13cnmr(100mhz,cdcl3)δ155.0,132.4,129.7,125.3,121.7,110.8,55.8,54.9,36.7.

实施例20:4-氟-1-(2-氯乙基)亚磺酰基苯(ie)的制备

将4-氟苯硫酚(640mg,5.0mmol),1,2-二氯乙烷(20ml),水(1.0ml),四丁基四氟硼酸铵(1.650g,5.0mmol)加入反应装置中,并插入铂-rvc电极,电流调整为恒流40ma,在60℃下进行搅拌反应12小时,经硅胶柱层析分离(洗脱剂为正己烷:乙酸乙酯=4:1,体积比)得到无色液体4-氟-1-(2-氯乙基)亚磺酰基苯(ie)824mg,收率:80%,ie结构式为:

1hnmr(400mhz,cdcl3)δ7.63-7.60(m,2h),7.23-7.19(m,2h),3.95-3.88(m,1h),366-3.60(m,1h),3.13-3.10(m,2h);13cnmr(100mhz,cdcl3)δ165.8,163.3,138.2(d,jc-f=130.0hz),136.3(d,jc-f=292.0hz),116.9(d,3jc-f=225hz),59.6,36.6.

实施例21:4-氯-1-(2-氯乙基)亚磺酰基苯(if)的制备

将4-氯苯硫酚(720mg,5.0mmol),1,2-二氯乙烷(20ml),水(1.0ml),四丁基四氟硼酸铵(1.650g,5.0mmol)加入反应装置中,并插入铂-rvc电极,电流调整为恒流40ma,在60℃下进行搅拌反应12小时,经硅胶柱层析分离(洗脱剂为正己烷:乙酸乙酯=4:1,体积比)得到白色固体4-氯-1-(2-氯乙基)亚磺酰基苯(if)812mg,收率:73%,if结构式为:

1hnmr(400mhz,cdcl3)δ7.58(dd,j1=8.4hz,j2=1.2hz,2h),7.52(dd,j1=8.4hz,j2=1.6hz,2h),3.99-3.69(m,1h),3.66(q,j=5.6hz,1h),3.20-3.09(m,2h);13cnmr(100mhz,cdcl3)δ141.4,137.7,129.8,125.4,59.5,36.5.

实施例22:2-(2-氯乙基)亚磺酰基萘(ig)的制备

将2-萘硫酚(800.0mg,5.0mmol),1,2-二氯乙烷(20ml),水(1.0ml),四丁基四氟硼酸铵(1.650g,5.0mmol)加入反应装置中,并插入铂-rvc电极,电流调整为恒流40ma,在60℃下进行搅拌反应12小时,经硅胶柱层析分离(洗脱剂为正己烷:乙酸乙酯=4:1,体积比)得到白色固体2-(2-氯乙基)亚磺酰基萘(ig)722mg,收率:60%,ig结构式为:

1hnmr(400mhz,cdcl3)δ8.21(s,1h),8.01(d,j=8.4hz),7.96-7.91(m,2h),7.63-7.59(m,3h),4.04-3.97(m,1h),3.70-3.64(m,1h),3.31-3.19(m,2h);13cnmr(100mhz,cdcl3)δ139.8,134.6,132.9,129.8,128.5,128.1,128.0,127.6,124.8,119.6,59.1.

实施例23:2-(2-氯乙基)亚磺酰基噻吩(ih)的制备

将2-硫醇噻吩(580.0mg,5.0mmol),1,2-二氯乙烷(20ml),水(1.0ml),四丁基四氟硼酸铵(1.650g,5.0mmol)加入反应装置中,并插入铂-rvc电极,电流调整为恒流40ma,在60℃下进行搅拌反应12小时,经硅胶柱层析分离(洗脱剂为正己烷:乙酸乙酯=4:1,体积比)得到棕色液体2-(2-氯乙基)亚磺酰基噻吩(ih)407mg,收率:42%,ih结构式为:

1hnmr(400mhz,cdcl3)δ7.70(dd,j1=5.2hz,j2=1.2hz,1h),7.53(dd,j1=3.6hz,j2=1.2hz,1h),7.15(dd,j1=5.2hz,j2=3.6hz,1h),3.99-3.93(m,1h),3.77-3.71(m,1h),3.54-3.48(m,1h),3.32-3.25(m,1h);13cnmr(100mhz,cdcl3)δ144.6,131.7,130.3,127.7,60.5,36.9.

以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干改进和润色,这些改进和润色也应视为本发明的保护范围内。

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