一种芳香醛腙硫醚化衍生物的电化学制备方法

本发明属于有机合成化学领域，具体涉及一种芳香醛腙硫醚化衍生物的电化学制备方法。

背景技术：

1、有机硫化物是一类具有很高实用价值的化合物，广泛存在于天然产物，农产品和医药化工产品中，c-s键更是不同材料分子和生物活性化合物中的重要组成部分。近年来，使用过渡金属催化和光氧化还原等方法实现了不同类型c-s键的构建，在c-h键硫醚化反应方面取得了重大进展，但仍难以避免过渡金属催化剂或化学计量氧化还原试剂的使用。因此，发展高效温和的c-s键构建方法是非常有价值的。随着绿色化学的蓬勃发展，近年来，电有机合成作为一种具有巨大潜力的化学合成方法越来越受到关注，可以有效避免金属催化剂和氧化剂的使用。

2、芳香醛腙是合成有机化学中的重要中间体，因其具有简单易得、稳定和反应活性多样等优点，被广泛应用于构建不同含氮骨架。许多天然与合成腙类化合物展现出优良的生物活性，如抗菌、抗炎、抗惊厥、抗抑郁、止痛等，此外，其在材料科学中也得到了广泛的应用。基于此，人们不断地研究开发腙的实用官能团化反应。经过长期的发展，腙c-h键的官能团化反应取得了长足的发展，利用无金属催化、过渡金属催化和光催化的方式成功的实现了c-c、c-n等化学键的构建。此外，腙的电化学官能团化反应也有一些报道，如氟烷基化、胺化、磷酸化、硫氰化反应等(z. r., et al, chin. j. chem. 2021, 39, 942–946; y-y.x., et al, org. biomol. chem. 2022, 20, 9362; z. r., et al, org. lett. 2020,22, 4016–4020; j-m. h., et al, org. lett. 2022, 24, 5874−5878)，但利用有机电化学法实现腙类化合物的c-h官能团化反应构建c-s键的报道却非常少(alakananda h, etal, org. lett. 2023, 25, 3440–3444)。最近，我们课题组首次实现了醛腙类化合物与硫酚在电化学条件下的硫醚化反应，该反应室温下即可完成，无需过渡金属催化剂和氧化剂的参与。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对现有技术的缺点和不足，提供一种芳香醛腙硫醚化衍生物的电化学制备方法。

2、本发明思路：以芳香醛腙和硫酚为原料，以四乙基四氟硼酸铵为电解质，以乙腈为溶剂，使用石墨棒为电极，于4 ma的恒流条件下搅拌反应5小时，反应粗产物经柱层析分离纯化后可得芳香醛腙硫醚化衍生物。本发明首次实现芳香醛腙的c-h硫醚化反应，使用电代替氧化剂，同时避免了金属催化剂的使用，具有高度的原子经济性和选择性。除此之外，底物简单易得、反应条件温和、官能团容忍性、分离收率优良是该反应的主要优点。

3、本发明的目的通过如下技术方案实现。

4、一种芳香醛腙硫醚化衍生物的电化学制备方法，包含如下制备过程：

5、在未分割电解槽中，按比例加入芳香醛腙、硫酚、电解质、溶剂，插入电极，于恒定电流条件下室温搅拌反应5小时，反应结束后过滤并用乙酸乙酯萃取三次，合并有机相后减压浓缩，最终以柱层析法纯化制得所述芳香醛腙硫醚化衍生物；

6、进一步地，芳香醛腙硫醚化衍生物的制备方程式如下所示：

7、

8、式中，r1选自4-甲基、4-甲硫基、4-甲氧羰基、2-溴、3,4-二氯中的一种；r2选自4-氯、4-氟、4-三氟甲基、2-氯、2-甲基和 3-溴中的一种；

9、进一步地，所述电解质为四乙基四氟硼酸胺、四丁基四氟硼酸胺、四丁基高氯酸铵中的一种，优选为四乙基四氟硼酸胺。

10、进一步地，所述电极选自石墨棒、铂片、铝片、锌片、镍片中的一种，优选为石墨棒。

11、进一步地，所述溶剂为乙腈、甲苯、四氢呋喃和二氯甲烷中的一种，优选为乙腈。

12、进一步地，所述芳香醛腙与硫酚的投料摩尔比为1：1～7，优选为1：7。

13、进一步地，所述芳香醛腙与电解质的投料摩尔比为1：1～2，优选为1：1。

14、进一步地，所述电流为2～6 ma，优选为4 ma。

15、进一步地，所述芳香醛腙硫醚化衍生物以柱层析法分离纯化，以石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂为洗脱剂，二者体积比在5～50：1之间，洗脱剂比例优选为石油醚：乙酸乙酯= 10：1。

16、本发明的原理为：在电化学条件下，首先芳香醛腙经过阳极氧化，生成碳正离子中间体，接着该正离子中间体与硫酚反应构建c-s键，同时生成氮自由基中间体，氮自由基中间体随后在阳极氧化生成氮正离子中间体，最后该中间体去质子化得到相应的芳香醛腙硫醚化衍生物；在阴极，质子氢被还原并释放出氢气。

17、与现有技术相比，本发明具有如下优点及有益效果：

18、（1）本发明首次实现了电化学条件下芳香醛腙与硫酚的高效偶联反应，构建了一系列芳香醛腙硫醚化衍生物。此外，该反应具有条件温和、转化高效、操作简便等优点；

19、（2）本发明利用芳香醛腙与硫酚为原料，一步实现了芳香醛腙硫醚化产物的构建。具有很高的立体选择性，构建顺式产物，且避免了金属催化剂和氧化剂的使用。同时，该反应可实现目标产物的克级规模制备，为产物的进一步运用奠定了基础。

技术特征：

1.一种芳香醛腙硫醚化衍生物的电化学制备方法，其特征在于，包含如下步骤：

2.根据权利要求1所述芳香醛腙硫醚化衍生物的电化学制备方法，其特征在于，所述芳香醛腙与硫酚的投料摩尔比为1：1～7。

3.根据权利要求1所述芳香醛腙硫醚化衍生物的电化学制备方法，其特征在于，所述芳香醛腙与电解质的投料摩尔比为1：1～2。

4.根据权利要求1所述芳香醛腙硫醚化衍生物的电化学制备方法，其特征在于，所述电流为2～6 ma。

5.根据权利要求1所述芳香醛腙硫醚化衍生物的电化学制备方法，其特征在于，利用柱层析法分离纯化所述目标产物，以石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂为洗脱剂，混合比例为：乙酸乙酯：石油醚 = 1：10。

技术总结本发明公开了一种醛腙类化合物的电化学氧化C‑H硫醚化反应，该方法的合成过程为：在未分割电解槽中按比例加入不同醛腙类化合物和硫酚，以四乙基四氟硼酸铵为电解质，以乙腈为溶剂，使用石墨棒为电极，于4 mA恒流条件下搅拌反应5小时，粗产物经分离纯化后可得硫醚化目标产物。本发明首次实现醛腙C‑H的硫醚化反应，使用电代替传统氧化剂，同时，避免了金属催化剂的使用，具有优良的原子经济性。除此之外，底物简单易得、选择性单一、官能团容忍性好是该反应的主要优点。技术研发人员：蒋光彬,胡美倩,张帅,秦昌盛,及方华受保护的技术使用者：桂林理工大学技术研发日：技术公布日：2024/4/17