一種芳基單硒醚化合物的合成方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種芳基單硒醚化合物的合成方法，所述合成方法以銅化合物作為催化劑，在氧化劑和有機配體存在下，于反應溶劑中由芳基硼酸化合物與單質(zhì)硒(Se)發(fā)生反應，而一步制得所述芳基單硒醚化合物。本發(fā)明的所述合成方法操作簡單、催化效率良好、產(chǎn)物的純度較高，具有良好的科研研究價值和工業(yè)化前景。
【專利說明】一種芳基單砸醚化合物的合成方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明提供了一種硒醚化合物的合成方法，更具體而言，提供了一種芳基單硒醚的合成方法，屬于有機化學合成領域。
【背景技術(shù)】
[0002]作為一種微量元素，硒是生物體內(nèi)的多種代謝及生理活動所必需的，其對人體健康具有多種特殊的功能，被譽為“生命的火種”和“抗癌之王”。
[0003]大量的科學研究表明，許多有機硒類化合物不僅具有抗病毒、抗腫瘤以及治療神經(jīng)系統(tǒng)方面疾病的作用，而且還具有抗炎、抗衰老、防治心血管疾病及預防肝部疾病等生化和藥理作用。例如Ebselen (依布硒林)和Selenazofurin (硒唑呋喃)便是兩個正在進行臨床研究的代表性藥物。此外，有機硒類化合物還可用作有機合成反應中的重要中間體、手性配體和功能材料等。因此，有機硒類化合物業(yè)已成為當前有機化學、藥物化學和材料科學研究的熱點之一。
[0004]目前，人們研發(fā)了大量的合成單硒醚化合物的方法。
[0005]Devender Singh等人(“Eco-friendly cross-coupling of diaryl diselenideswith aryl and alkyl bromides catalyzed by CuO nanopowder in ionic liquid”，GreenChem.，2009, 11，1521-1524)公開了芳基溴化物或烷基溴化物在納米CuO粉末和不同離子液體的催化下，與二苯基二砸醚((PhSe)2)發(fā)生偶聯(lián)反應，而得到芳基單砸醚。
[0006]Camilo S.Freitas 等人(“Synthesis of diaryl selenides usingelectrophilic selenium species and nucleophiIic boron regents in ionicliquids”，Green Chem.`，2011，13，2931-2938)中公開了親電性化合物 Ar-Se-Cl (Br)與親核性化合物芳基硼酸(Ar1-B(OH)2)或芳基硼酸鹽(Ar1-BF3K)在離子液體催化下，而得到芳基單砸醚化合物Ar-Se-Ar1。
[0007]Debasish Kundu 等人(“Microwave-assisted reaction of aryl diazoniumfluoroborate and diaryl dichalcogenides in dimethyl carbonate: a generalprocedure for the synthesis of unsymmetrical diaryl chalcogenides，，，GreenChem.，2012，14，2024-2030)中公開了在微波輔助下和Zn存在下，重氮化氟硼酸鹽(Ar1-N2BF4)與二芳基硫族化合物(Ar22XyX=SjhTe)在碳酸二甲酯中反應，從而得到不對稱的二芳基硫族化合物Ar1-X-Ar2t5
[0008]Marcelo Godoi 等人(“An efficient synthesis of alkynyl selenides andtellurides from terminal acetylenes and diorganyl diselenides or ditelluridescatalyzed by recyclable copper oxide nanopowder，，，Tetrahedron，2012，68，10426-10430)公開了含炔基的砸醚化合物的合成方法，該方法是炔化合物R1C = CH與R2SeSeR2在納米氧化銅粉末、DMSO和碳酸鉀作用下，發(fā)生反應而制得R1C = CSe-R2。
[0009]Tanmay Chatterjee等人(“Solvent-Controlled Hlao-Selective Selenylationof Aryl Halides Catalyzed by Cu (II) Supported on Al2O3.A General Protocol for theSynthesis of Unsymmetrical Organo Mono-and Bis-selenides，，)公開了在 Cu-氧化招作用下，R-X(R為芳基、乙烯基、雜芳基；X為鹵素)與R’-Se-Se-R’(R’為芳基、烷基、雜芳基)反應，可得到R_Se_R’。
[0010]Yunyun Liu (浙江大學博士學位論文，2010年4月)中報道了其課題組在2006年，開發(fā)了以離子液體為溶劑，金屬Zn促進下的由Cul/L-脯氨酸催化的二硒醚((PhSe)2)與烯基溴(Ar-C=CBr)的偶聯(lián)，該反應對脂肪族和芳香族二硒醚都適用，同時對烷基烯基溴和芳基烯基溴都有很好的反應。
[0011]如上所述，現(xiàn)有技術(shù)中公開了多種制備芳基硒醚的方法，但這些方法均存在一定的缺陷，例如:(1)通過親核性的硒物種與相應的親電試劑進行反應。其中芳(烷)基硒負離子是最為常用的親核性硒物種。它們通常由二硒醚與還原劑反應制備，但這種合成有機硒類化合物方法的缺陷是必須使用二硒醚作為反應前體，而二硒醚的制備涉及多步反應，特別要經(jīng)過有惡臭且毒性大的硒酚氧化過程；(2)通過親電性的硒物種與相應的親核試劑進行反應，二硒醚可以充當親電性硒試劑，但其作為親電試劑使用時，通常只有50%的硒原子參與反應進入產(chǎn)物，因此，此類反應的原子利用率不夠理想；芳硒酰氯或酰溴是另一類常用的親電性硒試劑，但它們的制備同樣需使用二硒醚作為反應前體，而且還需使用到有毒且對環(huán)境有害的鹵化試劑(如氯氣、SO2Cl2、液溴等)。此外，通過其它氧化劑如過硫酸銨、溴/三氟甲磺酸銀體系、二醋酸碘苯等與二硒醚反應也可現(xiàn)場制備親電性硒物種，但這些過程均需用到當量的氧化劑，且易引起副反應和官能團兼容性變差等問題。[0012]基于上述原因，探索高效、溫和、簡便和官能團兼容性好的合成有機硒類化合物，尤其是芳基單硒醚化合物的新方法仍具有重要的意義，仍存在繼續(xù)進行研究和探索的必要，這也正是本發(fā)明得以完成的基礎和動力所在。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]為了克服上述所指出的諸多缺陷，尋求合成芳基單硒醚化合物的全新和簡單方法，本發(fā)明人進行了深入的研究，在付出了大量的創(chuàng)造性勞動后，從而完成了本發(fā)明。
[0014]具體而言，本發(fā)明的技術(shù)方案和內(nèi)容涉及下式(I)所示的芳基單硒醚化合物的合成方法，所述方法為:以銅化合物作為催化劑，在氧化劑和有機配體存在下，于反應溶劑中由式(II)芳基硼酸化合物與單質(zhì)硒(Se)發(fā)生反應，而制得所述式(I)化合物，
[0015]
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[0016]其中R選自H、C1-C6烷基、C2-C6烯基、C1-C6烷氧基、鹵素、鹵代C1-C6烷基、鹵代C1-C6烷氧基、苯基或硝基。
[0017]在本發(fā)明的所述合成方法中，作為一種示例性列舉，R在式(II)芳基硼酸中的位置例如可位于硼酸基的間位或?qū)ξ?即在產(chǎn)物式(I)中，R位于Se的間位或?qū)ξ?。
[0018]在本發(fā)明的所述合成方法中，除非另有規(guī)定，自始至終，C1-C6烷基的含義是指具有
1-6個碳原子的直鏈或支鏈烷基，其包括了 C1烷基、C2烷基、C3烷基、C4烷基、C5烷基或C6烷基，非限定性地例如可為甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、仲丁基、異丁基、叔丁基、正戊基、異戊基或正己基等。
[0019]在本發(fā)明的所述合成方法中，除非另有規(guī)定，自始至終，C2-C6烯基的含義是指具有
2-6個碳原子的直鏈或支鏈烯基,例如乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、1- 丁烯基、2- 丁烯基、1_戍烯基、1_己烯基等。
[0020]在本發(fā)明的所述合成方法中，除非另有規(guī)定，自始至終，C1-C6烷氧基是指上述定義的“C「C6烷基”與O原子相連后的基團。
[0021]在本發(fā)明的所述合成方法中，除非另有規(guī)定，自始至終，鹵素的含義是指鹵族元素，非限定地例如可為F、Cl、Br或I。 [0022]在本發(fā)明的所述合成方法中，除非另有規(guī)定，自始至終，鹵代C1-C6烷基的含義是指被鹵素取代的上述定義的aC1-C6烷基”，非限定性地例如為三氟甲基、五氟乙基、二氟甲
基、氯甲基等。
[0023]在本發(fā)明的所述合成方法中，除非另有規(guī)定，自始至終，鹵代C1-C6烷氧基的含義是指被鹵素取代的上述定義的aC1-C6烷氧基”，非限定性地例如為三氟甲氧基、五氟乙氧
基、二氟甲氧基、氯甲氧基等。
[0024]在本發(fā)明的所述合成方法中，作為催化劑的所述銅化合物為一價銅化合物、二價銅化合物或兩者的混合物。
[0025]所述一價銅化合物選自一價無機銅化合物或一價有機銅化合物，非限定性地例如可為CuCl、CuBr、CuCN> Cu2S等中的任意一種或多種。
[0026]所述二價銅化合物選自二價無機銅化合物或二價有機銅化合物，非限定性地例如可為CuO、CuCl2、CuBr2、CuSO4>乙酰丙酮銅[Cu (acac)2]、Cu (OTf)2等中的任意一種或多種。
[0027]所述銅化合物優(yōu)選為一價銅化合物，更優(yōu)選為一價無機銅化合物，最優(yōu)選為CuCl。
[0028]在本發(fā)明的所述合成方法中，氧化劑可為二叔丁基過氧化物(又稱過氧化二叔丁基，以下或以“(tBuO)2”表示)、叔丁基過氧化氫(TBHP)、二氯二氰基苯醌(DDQ)、過氧化氫、二乙酸碘苯(Phi (OAc)2)、氧氣、臭氧、Ag2O中的任意一種，最優(yōu)選為二叔丁基過氧化物。
[0029]在本發(fā)明的所述合成方法中，所述有機配體為下式L1-L6中任一種:
[0030]
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L1L2L3
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xN N7IIM.......j
I]LSLi
[0031]其中，最優(yōu)選為LI配體。[0032]在本發(fā)明的所述合成方法中，所述反應溶劑可為四氫呋喃(THF)、2_甲基四氫呋喃(2-厘61'冊)、乙腈、隊^二甲基甲酰胺(DMF)、乙醇、二氯甲烷、二甲基亞砜(DMSO)、三氯甲烷、四氯化碳、二氯乙烷、正己烷、乙醚、甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、丁醇、戊醇、己醇、丙酮等中的任意一種或多種。
[0033]在本發(fā)明的所述合成方法中，單質(zhì)硒與式(II)化合物的摩爾比為1:1-3，非限定性地例如可為5,1:2,1:2.5 或 1:3。
[0034]在本發(fā)明的所述合成方法中，單質(zhì)硒與氧化劑的摩爾比為1:1-3，非限定性地例如可為 1:1、1:1.5、1:2、1:2.5 或 1:3。
[0035]在本發(fā)明的所述合成方法中，單質(zhì)硒與有機配體的摩爾比為1:0.05-0.2，非限定性地例如可為 1:0.05,1:0.1,1:0.15 或 1:0.2。
[0036]在本發(fā)明的所述合成方法中，單質(zhì)硒與銅化合物的摩爾比為1:0.05-0.15，非限定性地例如可為 1:0.05,1:0.07,1:0.09,1:0.11,1:0.13 或 1:0.15。
[0037] 在本發(fā)明的所述合成方法中，反應溫度為50-90°C，非限定性地例如可為50°C、60°C、70°C、80°C或 90°C。
[0038]在本發(fā)明的所述合成方法中，反應時間并無特別的限定，例如可通過液相色譜或TLC檢測原料的殘留量多少而確定合適的反應時間，其通常為12-30小時，非限定性地例如為12小時、14小時、16小時、18小時、20小時、22小時、24小時、26小時、28小時或30小時。
[0039]在本發(fā)明的所述合成方法中，所述反應的氣氛環(huán)境并無特別的限定，例如可在空氣氛圍中或在氧氣氛圍中進行反應。當為氧氣氣氛圍環(huán)境時，例如可將氧氣持續(xù)通入到反應體系中進行鼓泡而得以實現(xiàn)。
[0040]在本發(fā)明的所述合成方法中，作為一種某些要素選擇優(yōu)選實施方式的舉例，可如下:
[0041 ] 所述銅化合物為CuCl，和/或
[0042]所述有機配體為LI，和/或
[0043]所述氧化劑為二叔丁基過氧化物。
[0044]在本發(fā)明的所述合成方法中，作為R基團的選擇方式列舉，作為一種示例性例舉，R可為H、F、Cl、甲基、乙烯基、苯基或硝基。
[0045]在本發(fā)明的所述合成方法中，反應結(jié)束后的后處理可采用有機合成領域中的任何公知的常規(guī)處理手段，例如結(jié)晶、重結(jié)晶、柱色譜提純、萃取等中的任何一種處理手段或多種處理手段的組合。作為一種例舉性的后處理手段，例如可為:反應結(jié)束后，將反應體系冷卻至室溫，然后用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀從反應結(jié)束后得到的混合物中除去溶劑，殘留物過300-400目硅膠柱層析進行提純而得到目標產(chǎn)物，柱層析過程可使用TLC跟蹤監(jiān)控而確定合適的洗脫終點。
[0046]綜上所述，本發(fā)明使用銅化合物作為催化劑，在氧化劑和有機配體存在下，式(II)芳基硼酸化合物與單質(zhì)硒(Se)可發(fā)生反應而一步制得芳基單硒醚。所述方法由于使用了特定的催化/氧化/配體體系和單質(zhì)硒，而具有反應簡單、產(chǎn)物收率和純度較高等諸多優(yōu)點，是芳基單硒醚化合物的全新合成方法，為該類化合物的制備提供了新的合成路線，具有良好的研究價值和工業(yè)應用前景?！揪唧w實施方式】
[0047]下面通過具體的實施例對本發(fā)明進行詳細說明，但這些例舉性實施方式的用途和目的僅用來例舉本發(fā)明，并非對本發(fā)明的實際保護范圍構(gòu)成任何形式的任何限定，更非將本發(fā)明的保護范圍局限于此。
[0048]實施例1: 二苯基硒醚的合成
[0049]
【權(quán)利要求】
1.一種芳基單硒醚化合物的合成方法，所述方法包括:以銅化合物作為催化劑，在氧化劑和有機配體存在下，于反應溶劑中由式(II)芳基硼酸化合物與單質(zhì)硒(Se)發(fā)生反應，而制得所述式(I)化合物；
2.如權(quán)利要求1所述的合成方法，其特征在于: 所述銅化合物為一價銅化合物、二價銅化合物或兩者的混合物。
3.如權(quán)利要求2所述的合成方法，其特征在于: 所述銅化合物為為CuCl、CuBr, CuCN, Cu2S中的任意一種或多種，或為CuO、CuCl2,CuBr2、CuSO4、乙酰丙酮銅[Cu (acac) 2]、Cu(OTf)2中的任意一種或多種。
4.如權(quán)利要求1-3任一項所述的合成方法,其特征在于: 所述有機配體為下式L1-L6中任一種:
5.如權(quán)利要求1-4任一項所述的合成方法,其特征在于:。 所述氧化劑為二叔丁基過氧化物、叔丁基過氧化氫、二氯二氰基苯醌、過氧化氫、二乙酸碘苯、氧氣、臭氧、Ag2O中的任意一種。
6.如權(quán)利要求1-5任一項所述的合成方法,其特征在于: 單質(zhì)硒與式(II)化合物的摩爾比為1:1-3。
7.如權(quán)利要求1-6任一項所述的合成方法,其特征在于: 單質(zhì)硒與氧化劑的摩爾比為1:1-3。
8.如權(quán)利要求1-7任一項所述的合成方法，其特征在于: 單質(zhì)硒與有機配體的摩爾比為1:0.05-0.2。
9.如權(quán)利要求1-8任一項所述的合成方法，其特征在于:單質(zhì)硒與銅化合物的摩爾比為1:0.05-0.15。
10.如權(quán)利要求1-9任一項所述的合成方法,其特征在于:所述合成方法的反應 溫度為50-90°C ;反應時間為12-30小時。
【文檔編號】C07C391/02GK103724246SQ201310648093
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月4日
【發(fā)明者】吳華悅, 陳久喜, 林志銀, 劉妙昌, 黃小波, 高文霞 申請人:溫州大學