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一种含硫/氧酯基芳烃化合物的制备方法
申请号	CN202111552994.4	申请日	2021-12-17	公开(公告)号	CN114163369A	公开(公告)日	2022-03-11
申请人	武汉工程大学;			发明人	董志兵; 周宇;
摘要	本发明公开一种含硫/ 氧酯基芳烃化合物的制备方法，包括：A、将取代苯甲酰氯、叔丁硫醇反应得到取代苯甲酸叔丁硫酯；B、将取代溴苯与异丙基氯化镁格氏试剂反应，随后降温并加入二碳酸二叔丁酯反应得到取代苯甲酸叔丁酯；C、将取代苯甲酸叔丁硫酯与劳森试剂回流反应得到取代苯甲二硫叔丁酯；D、将取代苯甲酸叔丁硫酯或取代苯甲酸叔丁酯与TMPMgCl·LiCl反应，随后采用碘单质进行去金属化反应得到取代2‑碘苯甲酸叔丁硫酯或取代2‑碘苯甲酸叔丁酯。本方法所得的含硫/氧酯基芳烃化合物形式多样，制备工艺简单、绿色、高效、成本低、速度快、易操作，为含硫/氧酯基芳烃化合物的修饰提供重要的物质来源，具有重要的应用价值。
权利要求	1.一种含硫/氧酯基芳烃化合物的制备方法，其特征在于，所述含硫/氧酯基芳烃化合物的结构式为：其中，X为S或O；Y为S或O；Z为F、Cl、Br、I、CN、NO2、CF3、COOEt、烃基或烷氧基，Z可以是单取代，也可以是多取代，在芳环上的取代位置不限；所述含硫/氧酯基芳烃化合物的制备方法包括： A、将取代苯甲酰氯、叔丁硫醇在有机碱和第一有机溶剂的作用下反应得到取代苯甲酸叔丁硫酯；反应式为： B、将取代溴苯与异丙基氯化镁格氏试剂在第二有机溶剂的作用下进行溴‑镁交换反应，反应完成后降温至0～5℃，并加入二碳酸二叔丁酯继续反应得到取代苯甲酸叔丁酯；反应式为： C、将取代苯甲酸叔丁硫酯与过量的劳森试剂在第三有机溶剂中回流反应得到取代苯甲二硫叔丁酯；反应式为： D、将取代苯甲酸叔丁硫酯或取代苯甲酸叔丁酯与TMPMgCl·LiCl在第四有机溶剂的作用下进行反应，反应结束后采用碘单质进行去金属化反应得到取代2‑碘苯甲酸叔丁硫酯或取代2‑碘苯甲酸叔丁酯；反应式为： 2.根据权利要求1所述含硫/氧酯基芳烃化合物的制备方法，其特征在于，所述取代苯甲酸叔丁硫酯的合成过程中，取代苯甲酰氯与叔丁硫醇、三乙胺的摩尔比为1：(1.1～1.5)：(1.3～1.7)。 3.根据权利要求1所述含硫/氧酯基芳烃化合物的制备方法，其特征在于，所述取代苯甲酸叔丁硫酯的合成过程中，有机碱为二乙胺或三乙胺，第一有机溶剂为四氢呋喃或乙醚中的至少一种；反应温度为室温，反应时间为0.5～2h。 4.根据权利要求1所述含硫/氧酯基芳烃化合物的制备方法，其特征在于，所述取代苯甲酸叔丁酯的合成过程中，取代溴苯与异丙基氯化镁、二碳酸二叔丁酯的摩尔比为1：(1.1～1.3)：(1.1～1.3)。 5.根据权利要求1所述含硫/氧酯基芳烃化合物的制备方法，其特征在于，所述取代苯甲酸叔丁酯的合成过程中，第二有机溶剂为四氢呋喃或乙醚中的至少一种；溴‑镁交换反应的温度为室温，时间为0.5～2h。 6.根据权利要求1所述含硫/氧酯基芳烃化合物的制备方法，其特征在于，所述取代苯甲二硫叔丁酯的合成过程中，取代苯甲酸叔丁硫酯与劳森试剂的摩尔比为1：(3～5)。 7.根据权利要求1所述含硫/氧酯基芳烃化合物的制备方法，其特征在于，所述取代苯甲二硫叔丁酯的合成过程中，第三有机溶剂为甲苯；回流反应的温度为120～150℃，时间为 5～10h。 8.根据权利要求1所述含硫/氧酯基芳烃化合物的制备方法，其特征在于，所述取代2‑碘苯甲酸叔丁硫酯或取代2‑碘苯甲酸叔丁酯的合成过程中，取代苯甲酸叔丁硫酯或取代苯甲酸叔丁酯与TMPMgCl·LiCl、碘单质的摩尔比为1：(1.1～1.2)：(1.8～2.5)。 9.根据权利要求1所述含硫/氧酯基芳烃化合物的制备方法，其特征在于，所述取代2‑碘苯甲酸叔丁硫酯或取代2‑碘苯甲酸叔丁酯的合成过程中，第四有机溶剂为四氢呋喃或乙醚中的至少一种，取代苯甲酸叔丁硫酯或取代苯甲酸叔丁酯与TMPMgCl·LiCl反应的温度为室温，时间为2～3h。 10.根据权利要求1所述含硫/氧酯基芳烃化合物的制备方法，其特征在于，所述取代2‑碘苯甲酸叔丁硫酯或取代2‑碘苯甲酸叔丁酯的合成过程中，去金属化反应在室温条件下进行，反应时间为1～3小时。
说明书全文	一种含硫/氧酯基芳烃化合物的制备方法技术领域 [0001] 本发明涉及有机合成技术领域，尤其是涉及一种含硫/氧酯基芳烃化合物的制备方法。背景技术 [0002] 含硫/氧酯基芳烃化合物广泛的存在于天然产物中，其独特的生物活性使得他们广泛地应用于各种农药中，如杀虫剂甲基异柳磷、杀螨剂唑螨酯、杀菌剂阿拉酸式苯‑S‑甲基等。为了实现含硫/氧酯基芳烃化合物的多样性合成或者后续官能化，有机化学工作者在该领域进行了有益的尝试。但是由于含硫有机化合物一般都有恶臭，较易氧化、可能毒化金属催化剂等特性，含硫/氧酯基芳烃化合物的合成较为困难，相关合成报道很少。 [0003] 因此，发展简单、绿色、高效的方法制备一系列含硫/氧酯基芳烃化合物，可以为含硫/氧酯基芳烃化合物的修饰提供重要的物质来源，具有重要的应用价值。发明内容 [0004] 本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种含硫/氧酯基芳烃化合物的制备方法，解决现有技术中含硫/氧酯基芳烃化合物的合成困难、不易获得的技术问题。 [0005] 为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种含硫/氧酯基芳烃化合物的制备方法，该含硫/氧酯基芳烃化合物的结构式为： [0006] [0007] 其中，X为S或O；Y为S或O；Z为F、Cl、Br、I、CN、NO2、CF3、COOEt、烃基或烷氧基，Z可以是单取代，也可以是多取代，在芳环上的取代位置不限； [0008] 该含硫/氧酯基芳烃化合物的制备方法包括： [0009] A、将取代苯甲酰氯、叔丁硫醇在有机碱和第一有机溶剂的作用下反应得到取代苯甲酸叔丁硫酯；反应式为： [0010] [0011] B、将取代溴苯与异丙基氯化镁格氏试剂在第二有机溶剂的作用下进行溴‑镁交换反应，反应完成后降温至0～5℃，并加入二碳酸二叔丁酯继续反应得到取代苯甲酸叔丁酯；反应式为： [0012] [0013] C、将取代苯甲酸叔丁硫酯与过量的劳森试剂在第三有机溶剂中回流反应得到取代苯甲二硫叔丁酯；反应式为： [0014] [0015] D、将取代苯甲酸叔丁硫酯或取代苯甲酸叔丁酯与TMPMgCl·LiCl在第四有机溶剂的作用下进行反应，反应结束后采用碘单质进行去金属化反应得到取代2‑碘苯甲酸叔丁硫酯或取代2‑碘苯甲酸叔丁酯；反应式为： [0016] [0017] 与现有技术相比，本发明的有益效果包括： [0018] 本方法所得的含硫/氧酯基芳烃化合物形式多样，制备工艺简单、绿色、高效、成本低、速度快、易操作，后续可以对其实现导向邻位C‑H活化或者导向金属化进而官能化，为含硫/氧酯基芳烃化合物的修饰提供重要的物质来源，具有重要的应用价值。附图说明 [0019] 图1是本发明实施例1合成的3‑氯苯甲酸叔丁硫酯的1H NMR表征图谱； [0020] 图2是本发明实施例2合成的3‑氯苯甲酸叔丁酯的1H NMR表征图谱； [0021] 图3是本发明实施例3合成的3‑氯苯甲二硫叔丁酯的1H NMR表征图谱； [0022] 图4是本发明实施例4合成的3‑氯‑2‑碘苯甲酸叔丁硫酯的1H NMR表征图谱； [0023] 图5是本发明实施例5合成的3‑氯‑2‑碘苯甲酸叔丁酯的1H NMR表征图谱。具体实施方式 [0024] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。 [0025] 本发明提供一种含硫/氧酯基芳烃化合物的制备方法，该含硫/氧酯基芳烃化合物的结构式为： [0026] [0027] 其中，X为S或O；Y为S或O；Z为F、Cl、Br、I、CN、NO2、CF3、COOEt、烃基或烷氧基，Z可以是单取代，也可以是多取代，在芳环上的取代位置不限。 [0028] 该含硫/氧酯基芳烃化合物的制备方法包括： [0029] A、将取代苯甲酰氯、叔丁硫醇在有机碱和第一有机溶剂的作用下反应得到取代苯甲酸叔丁硫酯；反应式为： [0030] [0031] 其中，Z为F、Cl、Br、I、CN、NO2、CF3、COOEt、烃基或烷氧基，Z可以是单取代，也可以是多取代，在芳环上的取代位置不限； [0032] B、将取代溴苯与异丙基氯化镁格氏试剂在第二有机溶剂的作用下进行溴‑镁交换反应，反应完成后降温至0～5℃，并加入二碳酸二叔丁酯继续反应得到取代苯甲酸叔丁酯；反应式为： [0033] [0034] 其中，Z为F、Cl、Br、I、CN、NO2、CF3、COOEt、烃基或烷氧基，Z可以是单取代，也可以是多取代，在芳环上的取代位置不限； [0035] C、将取代苯甲酸叔丁硫酯与过量的劳森试剂(Lawesson试剂)在第三有机溶剂中回流反应得到取代苯甲二硫叔丁酯；反应式为： [0036] [0037] 其中，Z为F、Cl、Br、I、CN、NO2、CF3、COOEt、烃基或烷氧基，Z可以是单取代，也可以是多取代，在芳环上的取代位置不限； [0038] D、将取代苯甲酸叔丁硫酯或取代苯甲酸叔丁酯与TMPMgCl·LiCl(TMP：2,2,6,6‑四甲基哌啶基)在第四有机溶剂的作用下进行反应，反应结束后采用碘单质进行去金属化反应得到取代2‑碘苯甲酸叔丁硫酯或取代2‑碘苯甲酸叔丁酯；反应式为： [0039] [0040] 其中，Y为S或O；Z为F、Cl、Br、I、CN、NO2、CF3、COOEt、烃基或烷氧基，Z可以是单取代，也可以是多取代，在芳环上的取代位置不限。 [0041] 本发明中，取代苯甲酸叔丁硫酯的合成过程中，取代苯甲酰氯与叔丁硫醇、三乙胺的摩尔比为1：(1.1～1.5)：(1.3～1.7)，进一步为1：1.2：1.5；有机碱为二乙胺或三乙胺，第一有机溶剂为四氢呋喃或乙醚中的至少一种；反应温度为室温，反应时间为0.5～2h，进一步为1h；反应过程中，用TLC监测反应；反应完成后，用次氯酸钠淬灭，乙酸乙酯萃取水相，合并有机相并用无水硫酸钠干燥，浓缩有机相，粗产物柱色谱分离得到取代苯甲酸叔丁硫酯。 [0042] 本发明中，取代苯甲酸叔丁酯的合成过程中，反应在无水无氧的条件下进行；取代溴苯与异丙基氯化镁、二碳酸二叔丁酯的摩尔比为1：(1.1～1.3)：(1.1～1.3)，进一步为1： 1.2：1.2；第二有机溶剂为四氢呋喃或乙醚中的至少一种；溴‑镁交换反应的温度为室温，时间为0.5～2h，进一步为1h；加入二碳酸二叔丁酯继续反应的过程中，用TLC监测反应；反应结束后，用柠檬酸水溶液淬灭，乙酸乙酯萃取水相，合并有机相并用无水硫酸钠干燥，浓缩有机相，粗产物柱色谱分离得到取代苯甲酸叔丁酯。该过程中，使用新型的KNOCHEL镁试剂，该镁试剂对芳环上一系列敏感基团的耐受性良好，故该方法可以大大拓展底物的使用范围。 [0043] 本发明中，取代苯甲二硫叔丁酯的合成过程中，取代苯甲酸叔丁硫酯与劳森试剂的摩尔比为1：(3～5)，进一步为1：3；第三有机溶剂为甲苯；回流反应的温度为120～150℃，进一步为130℃，时间为5～10h，进一步为7h；反应结束后用饱和氯化铵淬灭，乙酸乙酯萃取水相，合并有机相并用无水硫酸钠干燥，浓缩有机相得到取代苯甲二硫叔丁酯。 [0044] 本发明中，取代2‑碘苯甲酸叔丁硫酯或取代2‑碘苯甲酸叔丁酯的合成过程中，反应在无水无氧的条件下进行；取代苯甲酸叔丁硫酯或取代苯甲酸叔丁酯与TMPMgCl·LiCl、碘单质的摩尔比为1：(1.1～1.2)：(1.8～2.5)，进一步为1：1.2：2；第四有机溶剂为四氢呋喃或乙醚中的至少一种，取代苯甲酸叔丁硫酯或取代苯甲酸叔丁酯与TMPMgCl·LiCl反应的温度为室温，时间为2～3h，用GC监测反应；去金属化反应在室温条件下进行，反应时间为 1～3小时；去金属化反应完成后，用饱和氯化铵溶液淬灭反应，乙酸乙酯萃取水相，合并有机相并用无水硫酸钠干燥，浓缩有机相，粗产物用柱层析分离得到取代2‑碘苯甲酸叔丁硫酯或取代2‑碘苯甲酸叔丁酯。该过程中，使用KNOCHEL镁试剂，该试剂能对一系列敏感基团进行耐受，而且能实现良好的邻位金属化和后续官能化，从而大大拓宽底物的适用范围。 [0045] 实施例1 3‑氯苯甲酸叔丁硫酯的合成 [0046] [0047] 将3‑氯苯甲酰氯(20mmol)、叔丁硫醇(24mmol)、三乙胺(30mmol)加入反应管中，缓慢加入四氢呋喃10mL，室温搅拌1小时，用TLC监测反应。反应完成后，用次氯酸钠淬灭，乙酸乙酯萃取水相，合并有机相并用无水硫酸钠干燥，浓缩有机相，粗产物柱色谱分离得到产物 3‑氯苯甲酸叔丁硫酯4.509g(浅黄色油状液体)，收率98.8％，纯度≥95％。图1是本发明实 1 施例1合成的3‑氯苯甲酸叔丁硫酯的 H NMR表征图谱。 [0048] 1H NMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)7.29‑7.25(m,1H),7.71(d,J＝8Hz,1H),7.41(d,J＝8Hz,1H),7.81(s,1H),1.50(s,9H). [0049] HRMS(ESI)m/z[M+H]+Calcd for C11H14ClOS(229.0448),found:229.0450. [0050] 实施例2 3‑氯苯甲酸叔丁酯的合成 [0051] [0052] 无水无氧条件下，向间氯溴苯(40mmol)的THF溶液中加入异丙基氯化镁格氏试剂48mmol，于室温反应1小时。待溴‑镁交换反应完成后将混合体系冷却到0‑5℃，并向其中加入二碳酸二叔丁酯48mmol，用TLC监测反应。反应结束后用柠檬酸水溶液淬灭。乙酸乙酯萃取水相，合并有机相并用无水硫酸钠干燥，浓缩有机相，粗产物柱色谱分离得到产物3‑氯苯甲酸叔丁酯10.354g(白色固体)，收率61％，纯度≥95％。图2是本发明实施例2合成的3‑氯 1 苯甲酸叔丁酯的 H NMR表征图谱。Mp:46℃. [0053] 1H NMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)7.29‑7.25(m,1H),7.79(d,J＝8Hz,1H),7.41(d,J＝8Hz,1H),7.87(s,1H),1.51(s,9H). [0054] HRMS(ESI)m/z[M+H]+Calcd for C11H14ClO2(213.0677),found:213.0667. [0055] 实施例3 3‑氯苯甲二硫叔丁酯的合成 [0056] [0057] 将实施例1制得的3‑氯苯甲酸叔丁硫酯(20mmol)用过量(60mmol)的劳森试剂(Lawesson试剂)在108mL甲苯溶剂中于130℃加热回流反应7小时。反应结束后用饱和氯化铵淬灭，乙酸乙酯萃取水相，合并有机相并用无水硫酸钠干燥，浓缩有机相即可得到产物3‑ 氯苯甲二硫叔丁酯2.235g(红色油状液体)，收率30.5％，纯度≥95％。图3是本发明实施例3 1 合成的3‑氯苯甲二硫叔丁酯的 H NMR表征图谱。 [0058] 1H NMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)7.32‑7.28(m,1H),7.75(d,J＝8Hz,1H),7.47(d,J＝8Hz,1H),7.86(s,1H),1.70(s,9H). [0059] HRMS(ESI)m/z[M+H]+Calcd for C11H14ClS2(245.0220),found:245.0225. [0060] 实施例4 3‑氯‑2‑碘苯甲酸叔丁硫酯的合成 [0061] [0062] 在无水无氧体系下，向实施例1制得的3‑氯苯甲酸叔丁硫酯(2mmol)加入TMPMgCl·LiCl的THF溶液2.4mL(浓度为1mol/L)，并于室温下反应2时，用GC监测反应。反应结束后向体系中加入碘单质(4mmol)并在室温条件进行去金属化反应2h，然后用饱和氯化铵溶液淬灭反应。乙酸乙酯萃取水相，合并有机相并用无水硫酸钠干燥，浓缩有机相，粗产物用柱层析分离得到产物取代2‑碘苯甲酸叔丁硫酯0.428g(浅黄色油状液体)，收率60％， 1 纯度≥95％。图4是本发明实施例4合成的3‑氯‑2‑碘苯甲酸叔丁硫酯的 H NMR表征图谱。 [0063] 1H NMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)7.34‑7.25(m,2H),7.50(d,J＝4Hz,1H),1.62(s,9H). [0064] HRMS(ESI)m/z[M+H]+Calcd forC11H13ClIOS(354.9415),found:354.9420. [0065] 实施例5 3‑氯‑2‑碘苯甲酸叔丁酯的合成 [0066] [0067] 在无水无氧体系下，向实施例2制得的3‑氯苯甲酸叔丁酯(2mmol)中缓慢加入商业可得的TMPMgCl·LiCl的THF溶液2.4mL(浓度为1mol/L)，并于室温下反应2时，用GC监测反应。反应结束后向体系中加入碘单质(4mmol)并在室温条件下进行去金属化反应2h，然后用饱和氯化铵溶液淬灭反应。乙酸乙酯萃取水相，合并有机相并用无水硫酸钠干燥，浓缩有机相，粗产物用柱层析分离得到产物3‑氯‑2‑碘苯甲酸叔丁酯0.513g(白色结晶)，收率 1 75.77％，纯度≥95％。图5是本发明实施例5合成的3‑氯‑2‑碘苯甲酸叔丁酯的H NMR表征图谱。 [0068] Mp:124℃. [0069] 1H NMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)7.24‑7.16(m,2H),7.38(d,J＝4Hz,1H),1.52(s,9H). [0070] HRMS(ESI)m/z[M+H]+Calcd for C11H13ClIO2(338.9643),found:338.9649. [0071] 本发明所列举的各原料，以及本发明各原料的上下限、区间取值，以及工艺参数(如温度、时间等)的上下限、区间取值都能实现本发明，在此不一一列举实施例。 [0072] 以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。