含硫羧酸化合物和含硫酰胺化合物的催化合成方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種合成含硫羧酸化合物和含硫酰胺化合物的催化合成方法。該方法以具有8-氨基喹啉作為定位基團(tuán)的脂肪族酰胺為底物，使用鎳催化劑進(jìn)行碳?xì)浠罨纬商剂蜴I，得到含硫化合物。然后以混合溶劑做溶劑，分別在硝酸鈰銨和氫氧化鋰催化下，含硫化合物中的喹啉定位基團(tuán)脫去，分別得到了相應(yīng)的含硫羧酸化合物和含硫酰胺化合物。該方法為含硫化合物的制備提供了一個(gè)新的途徑：能夠在不活潑的甲基上形成碳硫鍵，得到新的含硫化合物。另外，在現(xiàn)有的含硫化合物制備當(dāng)中，對(duì)于羧酸以及酰胺化合物的制備有較大的困難，該方法能夠擴(kuò)大化合物的制備范圍。該方法的主要優(yōu)點(diǎn)有：提供了一種新的合成含硫化合物的方法，實(shí)驗(yàn)操作步驟少，對(duì)環(huán)境污染小。
【專利說(shuō)明】含硫羧酸化合物和含硫酰胺化合物的催化合成方法 【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001] 本發(fā)明屬于催化有機(jī)合成領(lǐng)域，具體地說(shuō)涉及一種含硫羧酸化合物和含硫酰胺化 合物的催化合成方法。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 有機(jī)硫化合物作為一種在具有生物活性的天然產(chǎn)物以及藥物中普遍存在的物質(zhì)， 能夠直接用于有機(jī)合成以及材料研發(fā)中。但是在現(xiàn)階段制備過(guò)程中，主要以硫醇與鹵代烴 的縮合反應(yīng)以及硫醇與不飽和烷烴的加成反應(yīng)，其中合成工藝中產(chǎn)生鹵素的環(huán)境問(wèn)題成了 亟待解決的難題。因此，新的含硫化合物的制備方法已經(jīng)成為全球研宄的熱門(mén)領(lǐng)域。現(xiàn)階 段，有研宄者通過(guò)過(guò)渡金屬催化碳?xì)浠罨纬商?硫鍵。但在目前來(lái)說(shuō)應(yīng)用較廣的主要是 芳烴或雜環(huán)化合物，即底物在強(qiáng)堿作用下去質(zhì)子化后進(jìn)行硫化；或在過(guò)渡金屬催化下生成 分子內(nèi)的苯并噻吩和苯并噻挫。
[0003] 近來(lái)有許多過(guò)渡金屬已經(jīng)被應(yīng)用于硫化反應(yīng)中，其中包括了鈀，釕等，但是選擇一 種新的廉價(jià)高效的過(guò)渡金屬催化劑仍然是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。Yu等人報(bào)道首先報(bào)道了銅催 化下的2-苯基吡啶的芳香氫與芳香硫醇進(jìn)行直接硫化。Daugulis等人報(bào)道了銅催化具有 雙齒配體定位官能團(tuán)的底物進(jìn)行直接硫化，同時(shí)底物不需要多余的步驟以進(jìn)行預(yù)功能化。 Chatani等人報(bào)道了鎳催化下的碳?xì)浠罨摯呋w系能夠催化脂肪族烷烴的C(Sp3)-H與 碘苯反應(yīng)，進(jìn)行芳香化。
[0004] 基于上述研宄基礎(chǔ)，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種鎳金屬催化體系。首先鎳與脂肪族酰胺III 定位官能團(tuán)上的N配位，形成二價(jià)鎳。脂肪族烷烴上的C(sp3) -H進(jìn)行碳-氫斷裂，形成與 鎳相連接的亞甲基。二硫醚再與金屬催化中心反應(yīng)，形成四價(jià)鎳。還原消除后，硫醚轉(zhuǎn)移到 亞甲基上，生成含硫化合物IV。所得含硫化合物在氫氧化鋰或硝酸鈰銨作用下，可以分別生 成不同的含硫羧酸化合物I與含硫酰胺化合物II。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種含硫羧酸化合物I和含硫酰胺化合物II的催化合成 方法。
[0006] 為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明提出以下的技術(shù)方案：
[0007] -種含硫羧酸化合物I和含硫酰胺化合物II的催化合成方法，以鎳作催化劑，二 硫醚化合物和含定位基團(tuán)的脂肪族酰胺III作原料，以酸或膦配體作配體，以極性溶劑為 溶劑，無(wú)機(jī)鹽作堿，在100-180°C下有效反應(yīng)5-48h，得到硫化物IV，在硝酸鈰銨（CAN)或氫 氧化鋰作用下，分別得到相應(yīng)的含硫羧酸化合物I和含硫酰胺化合物II。其中結(jié)構(gòu)式1、11、 III和IV如下：
[0008]
【權(quán)利要求】
1. 一種含硫羧酸化合物I和含硫酰胺化合物II的催化合成方法，其特征在于，以鎳作 催化劑，二硫醚化合物和含定位基團(tuán)的脂肪族酰胺III做原料，以酸或磷配體作為配體，以 極性溶劑為溶劑，無(wú)機(jī)鹽作堿，在100-180°C下有效反應(yīng)5-48h，得到硫化物IV，在硝酸鈰銨 (CAN)或氫氧化鋰作用下，分別得到相應(yīng)的含硫羧酸化合物I和含硫酰胺化合物II，其結(jié)構(gòu) 式I-IV分別如下：
其中，R1』基團(tuán)為甲基、乙基、苯基、環(huán)己基、芐基、對(duì)氟芐基中的一種；R3基團(tuán)為丙基、 苯基、對(duì)甲苯基、對(duì)氯苯基、對(duì)硝苯基、鄰硝苯基、對(duì)甲氧苯基、節(jié)基中的一種。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述脂肪族酰胺的定位官能團(tuán)為 8-氨基喹啉。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述催化劑為溴化鎳，氟化鎳，醋酸 鎳，乙酰丙酮鎳，三氟甲基磺酸鎳，二茂鎳中的一種，其中催化劑的用量為1-100%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述二硫醚化合物為二苯二硫醚，對(duì) 甲基二苯二硫醚，對(duì)甲氧基二苯二硫醚，對(duì)硝基二苯二硫醚，間硝基二苯二硫醚，對(duì)氯二苯 二硫醚，二芐基二硫醚，二丙基二硫醚中的一種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述配體為1，2-雙（二苯基膦）乙 烷，三環(huán)己基膦，4, 5-雙二苯基膦-9,9-二甲基氧雜蒽，三（2-呋喃基）膦，（R)-l，1'-聯(lián) 萘-2, 2' -雙二苯膦，三苯基磷，苯甲酸，對(duì)硝基苯甲酸，對(duì)甲基苯甲酸，2-苯基苯甲酸， 2, 4, 6-三甲基苯甲酸，2, 6-二苯基苯甲酸的一種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述溶劑為乙腈、TFA、DMAC、DMF、 DMSO、NMP 中的一種。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述堿為氫氧化鋰，氫氧化鈉，氫氧 化鉀，氫氧化銫，碳酸鈉，碳酸鉀，碳酸銫，碳酸氫鈉，碳酸氫鉀中的一種；所述催化反應(yīng)的條 件為：在100-180°C下反應(yīng)5-48小時(shí)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述制備含硫羧酸反應(yīng)的條件為：將 硫化物IV，二碳酸二叔丁酯，DMP分別加入溶劑中，在40-100°C下反應(yīng)4-24h，得Boc保護(hù) 的中間產(chǎn)物；再將中間產(chǎn)物加入水與THF混合溶劑中，加入氫氧化鋰與30%過(guò)氧化氫，在 40-100°C下反應(yīng)4-24h，得到上述含硫羧酸化合物I。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述制備含硫酰胺反應(yīng)的條件為：將 硫化物IV加入水與乙腈混合溶劑中，再加入硝酸鈰銨，在40-100°C下反應(yīng)4-24h，得到上述 含硫酰胺化合物II。
【文檔編號(hào)】C07C323/53GK104496870SQ201410820303
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月25日
【發(fā)明者】邱仁華, 王勰, 許新華, 李寧波, 陳錦楊, 顏春陽(yáng), 龍進(jìn)國(guó) 申請(qǐng)人:湖南大學(xué)