一種銅催化水相端烯和硫粉反應(yīng)生成噻吩環(huán)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于合成方法學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，設(shè)及C-S鍵偶聯(lián)、嚷吩環(huán)的形成領(lǐng)域，是一種催 化合成嚷吩環(huán)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 嚷吩類物質(zhì)在藥物化學(xué)和材料化學(xué)中的應(yīng)用十分廣泛。例如，嚷吩是如雷諾昔芬 (reloxifen)，度洛西?。ㄇ衜balta)，嚷托漠錠（Spiriva)，可速普特(dorzolamide)等幾個 重要的藥品的骨干結(jié)構(gòu)。合成上述藥物通常使用簡單的嚷吩作為原料。[M. D. Dhanaraju, Y. R. Rani, G. Thirumurugan, Pharmacia Lettre. 2009, 1, 219-226; J. L. Pilgrim, Dimitri. Gerostamoulos, 0. H. Drummer, Forensic Science International, 2014, 234, 165-173; G. M. Keating, Drugs, 2012, 72, 273-300; C. Plummer , E. MacKay, K. Gelatt, Vet 0地thalmol, 2006, 9, 245-249.]能夠有 效的合成含有嚷吩環(huán)的有機化合物且滿足原子經(jīng)濟性、綠色化學(xué)、方法簡單的方法受到化 學(xué)家的廣泛關(guān)注。由于含嚷吩環(huán)的化合物在材料方面的應(yīng)用也十分廣泛。比如可用于發(fā)光 二極管材料，場效應(yīng)晶體管，太陽能電池。[R. Jin, S.Tang, D. Luo, Journal of Molecular Modeling, 2014, 20, 1-10; A. Ho卵e, T. Balster, T. Muck, V. Wa即er, Organic Electronics, 2009,469-497;S. Venkatesan, E. C. Ngo, Q. Chen, A. Dubey, L. Mohammad, N. Adhikari, A. Mitul, Q. Qiao, Nanoscale, 2014, 6, 7093- 7100.] 目前合成嚷吩類化合物的方法有很多，主要包括Gewald反應(yīng)，Willgerodt-Kindle反 應(yīng)，Paul-Knorr反應(yīng)，氣合成協(xié)議，硫輔助反應(yīng)，電一親水化和直接芳基化方法等。 [K.Gewald'E. Schinke, H.Bettcher, Be;r.l966, 99, 94-100;K.Willge;rodt, Ber Dtsch Qiem Ges, 1888, 431, 534-536; G.Minetto , L. F. Raveglia , A. Sega, M. Taddei, Eur J 0;rg Chem, 2005, 24,5277-5288; Z. Kaleta , B. T. Makowski , T. Soos, R. Dembinski, Org Lett, 2006, 8, 1625-1628; H. F. Guo , H. Y.化ao , Z. Y. Yang, J Med Chem, 2010, 53, 1819-1829; B. Godoi , R. F. Schumacher , G. Zeni, Qiem Rev, 2011, 111, 2937-2980; A.化化，T. Akia, T. Ohkuwa, M. Qiiba, Heterocycles，1990，31，1951-1958.]但是運些方法有的起始原料制備復(fù)雜，有的原子 經(jīng)濟性差，有的使用有毒有害的有機溶劑、有的反應(yīng)條件復(fù)雜苛刻。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本文發(fā)明的目的是發(fā)展了一個水相反應(yīng)體系，用一鍋法合成嚷吩類化合物。與現(xiàn) 有合成嚷吩類物質(zhì)相比，此體系最大的特點是環(huán)境友好，起始原料簡單易得，此外避免使用 貴金屬、設(shè)備要求不高。該反應(yīng)操作簡單、廉價、污染小，底物擴展也十分廣泛，都能達到良 好的產(chǎn)率。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案具體如下： 所述目的是在水相中端締和硫粉在催化劑作用下一鍋法合成嚷吩類化合物，反應(yīng)時如 下：
其中端締可為脂肪族端締、也可為非取代或帶有氯、漠、甲基、乙基的芳香族端締，取代 基可位于鄰、間和對位。
[000引反應(yīng)體系在無機堿或者有機堿存在下實施，無機堿可為氨氧化鋼、氨氧化鐘、碳酸 鐘、碳酸鋼、碳酸氨鋼、碳酸氨鐘、叔下醇鋼、叔下醇鐘、憐酸鐘、憐酸二氨鐘等，有機堿可為 Ξ乙胺、Ξ丙胺、化晚、D腳、DBN、DMAP等。優(yōu)選氨氧化鋼、氨氧化鐘。
[0006] 反應(yīng)體系在無機鹽添加劑存在下實施，無機鹽可為氣化鐘、氣化鋼、氯化鐘、氯化 鋼、漠化鐘、漠化鋼、艦化鐘、艦化鋼，優(yōu)選艦化鐘、艦化鋼。
[0007] 在本發(fā)明的優(yōu)選方案中，基于2摩爾苯乙締為標準，硫粉的用量為1至5摩爾，更優(yōu) 選為1.2至3.0摩爾。
[0008] 在本發(fā)明的優(yōu)選方案中，基于2摩爾苯乙締為標準所述堿的用量為0.5至5,優(yōu)選為 1至3摩爾。
[0009] 在本發(fā)明的優(yōu)選方案中，基于2摩爾苯乙締為標準，阻聚劑的使用量為0.001至0.2 摩爾，優(yōu)選0.02-0.1摩爾。
[0010] 在本發(fā)明的優(yōu)選方案中，基于2摩爾苯乙締為標準，銅催化劑的使用量為0.001至1 摩爾，優(yōu)選0.01至0.5摩爾。
[0011] 在本發(fā)明的優(yōu)選方案中，基于2摩爾苯乙締為標準，氮配體的使用量為0.001至1摩 爾，優(yōu)選0.01至0.5摩爾。
[0012] 在本發(fā)明的優(yōu)選方案中，基于2摩爾苯乙締為標準，相轉(zhuǎn)移催化劑的使用量為0至3 摩爾，優(yōu)選為0.1至2摩爾。
[0013] 在本發(fā)明的優(yōu)選方案中，基于2摩爾苯乙締為標準，無機鹽添加劑的使用量為0至6 摩爾，優(yōu)選為1至4摩爾。
[0014] 作為溶劑的水的用量范圍比較寬，反應(yīng)底物(苯乙締）的濃度優(yōu)選為0.2至2摩爾/ L，更優(yōu)選為0.2至0.5摩爾/L。
[0015] 在本發(fā)明優(yōu)選方案中，反應(yīng)溫度為30至160°C，優(yōu)選50-140°C，且更優(yōu)選80-120°C 條件下實施。
[0016] 在本發(fā)明優(yōu)選方案中，反應(yīng)時間為1-60小時，優(yōu)選為5-48小時。
[0017] 本發(fā)明有益的技術(shù)效果在于： 1，本發(fā)明提供了一種全新的合成嚷吩環(huán)的方法，運種方法的特點在于起始原料簡單 易得不需要復(fù)雜的制備過程。
[001引2,本發(fā)明不需要特別的反應(yīng)儀器。
[0019] 3,本發(fā)明在水相中進行對環(huán)境友好，后處理簡單。
[0020] 4,本發(fā)明采用商業(yè)易得的銅催化劑和氮配體，經(jīng)濟性好。
【附圖說明】
[0021 ] 圖1:化合物二苯基嚷吩的制備1η NMR 圖2:化合物二苯基嚷吩的制備1? NMR 圖3:化合物二(對甲基苯基)嚷吩的制備1h NMR 圖4:化合物二(對甲基苯基)嚷吩的制備1? NMR 圖5:化合物二(對氯苯基)嚷吩的制備1h NMR 圖6:化合物二(對氯苯基)嚷吩的制備1化NMR。
【具體實施方式】
[0022] 實施例1:二苯基嚷吩的制備：在反應(yīng)容器中加入苯乙締 2mmol(208mg)，Cu(acac) 2〇. 2mmol(53mg),氨氧化鐘2mmol(112mg),對苯二酪0.02mmol(2mg)，艦化鐘2mmol(332mg)， 四下基漠化錠lmm〇l(322mg)，硫粉3mmol(96mg)，加入8ml水。在120°C油浴中反應(yīng)24小時，冷 卻至室溫，用乙酸乙醋萃取后，減壓濃縮。產(chǎn)品經(jīng)過柱分離純化，得到白色固體，產(chǎn)率72% (GC:2,4-二苯基嚷吩：2,5-二苯基嚷吩=3:1)</HNMR (400MHz, CDC13) δ 7.82-7.58 (m, 5H, A巧），7.57-7.38 (m, 5H, A巧），7.35-7.28 (m, 2H, A巧）；"C 醒R (lOOMHz, CDC13) δ 145.12, 143.19, 135.93, 134.39, 128.99, 127.65, 127.32, 126.38, 125.59, 122.39, 119.78; GC-MS m/z 236 . 實施例2 :二（對甲基苯基）嚷吩的制備：在反應(yīng)容器中加入4-甲基苯乙締 2mmo 1 (236mg) ,Cu(acac)20.2mmol(53mg),氨氧化鐘2mmol(112mg),對苯二酪0.02mmol(2mg)，艦 化鐘2mmol(332mg)，四下基漠化錠lmmol(322mg)，硫粉3mmol(96mg)，加入8ml水。在 120°C油 浴中反應(yīng)24小時，冷卻至室溫，用乙酸乙醋萃取后，減壓濃縮。產(chǎn)品經(jīng)過柱分離純化，得到白 色固體，產(chǎn)率78%(GC: 2，4-二（對甲基苯基）嚷吩：2，5-二（對甲基苯基）嚷吩=6:1)。1h醒R (400 MHz, CDC13) δ = 7.61 - 7.53 (m, 5H), 7.39 (ddd, J=8.6, 5.7， 3.0， 5H), 2.20 (s, 6H).; "C NMR (100 MHz, CDC13) δ = 145.09 ， 143.28， 143.07， 137.56， 137.32, 136.99, 133.21, 131.69, 129.74 - 129.41, 126.24, 125.80, 125.54, 123.48, 121.87, 118.66, 21.25. GC-MS m/z 264. 實施例3:二(對氯苯基)嚷吩的制備:在反應(yīng)容器中加入4-氯苯乙締 2mmol(278mg)，Cu (acac)2 0.2mmol(53mg),氨氧化鐘2mmol(112mg),對苯二酪0.02mmol(2mg)，艦化鐘2mmol (332mg)，四下基漠化錠lmmol(322mg)，硫粉3mmol(96mg)，加入8ml水。在120°C油浴中反應(yīng) 24小時，冷卻至室溫，用乙酸乙醋萃取后，減壓濃縮。產(chǎn)品經(jīng)過柱分離純化，得到白色固體， 產(chǎn)率83%(GC:2,4-二（對氯苯基）嚷吩：2,5-二（對氯苯基）嚷吩=8:1)</H匪R (400MHz, CDC13) δ 7.62-7.53 (m, 5H, Aril)， 7.44-7.36 (m, 5H, Aril); 1化醒R (100 MHz, CDC13) δ = 144.06 , 142.62 , 142.02 , 134.10 , 133.61 , 133.40 , 133.19 , 132.61 , 129.28 - 128.92 , 127.53 , 127.03 , 126.79 , 124.44 , 122.40 , 120.28ο
【主權(quán)項】
1. 一種銅催化水相端締和硫粉反應(yīng)生成嚷吩環(huán)的方法，其包括下列步驟:純水相中水 溶性銅配位化合物催化端締與硫粉一鍋反應(yīng)制備嚷吩類化合物的方法，如下圖化學(xué)反應(yīng) 式，其合成的具體步驟為:在反應(yīng)容器中加入端締，硫粉，催化量的水溶性配位化合物，無機 堿，相轉(zhuǎn)移催化劑，水，在油浴中加熱反應(yīng)后冷卻至室溫，用乙酸乙醋萃取出產(chǎn)物，減壓濃 縮，然后進行產(chǎn)品的柱層析純化，其中締控可為脂肪族端締、也可為非取代或帶有氯、漠、甲 基、乙基的芳香族端締，取代基可位于鄰、間和對位2. 根據(jù)權(quán)利要求（1)中所述方法，基于2摩爾苯乙締為標準，硫粉的用量更優(yōu)選為60%至 150〇/〇 摩爾。3. 根據(jù)權(quán)利要求（1)中所述方法，基于2摩爾苯乙締為標準所述堿的用量為50%至150%。4. 根據(jù)權(quán)利要求（1)中所述方法，基于2摩爾苯乙締為標準，阻聚劑的使用量為1%至5% 摩爾。5. 根據(jù)權(quán)利要求（1)中所述方法，基于2摩爾苯乙締為標準，銅催化劑的使用量為5%至 25%摩爾。6. 根據(jù)權(quán)利要求（1)中所述方法，基于2摩爾苯乙締為標準，氮配體的使用量為10%至 5〇〇/〇摩爾。7. 根據(jù)權(quán)利要求（1)中所述方法，基于2摩爾苯乙締為標準，相轉(zhuǎn)移催化劑的使用量為 5〇/〇至100%摩爾。8. 根據(jù)權(quán)利要求（1)中所述方法，作為溶劑的水的用量范圍比較寬，反應(yīng)底物(苯乙締） 的濃度優(yōu)選為0.2至0.5摩爾/L。9. 根據(jù)權(quán)利要求(1)中所述方法，反應(yīng)溫度為80-120°C條件下實施。10. 根據(jù)權(quán)利要求(1)中所述方法，優(yōu)選為5-48小時。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種的純水相中催化端烯與硫粉反應(yīng)制備噻吩衍生物的方法，利用水溶性配合物作為催化劑，在純水相中一鍋反應(yīng)制備噻吩類化合物的反應(yīng)，發(fā)明了一種環(huán)境友好、操作方便、安全便宜、原料簡單的制備取代噻吩類化合物的新型方法。與現(xiàn)有的技術(shù)相比，此方法不僅能夠適用于許多官能團，而且起始原料簡單、操作簡單、環(huán)境友好。
【IPC分類】C07D333/08, C07D333/12
【公開號】CN105585554
【申請?zhí)枴緾N201510180179
【發(fā)明人】周向葛, 潘蕾, 程景惠
【申請人】四川大學(xué)
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2015年8月26日