一种有机硫化合物和有机硒化合物的制备方法

本申请涉及一种有机硫化合物和有机硒化合物的制备方法，属于有机合成。

背景技术：

1、在有机合成反应中，由于含硫基团的化合物在合成序列中起着重要的辅助作用而被广泛研究。在过渡金属催化的反应中有效和选择性地构建c–s键的方法相对于其他碳杂原子仍然较少。因为含硫化合物一直被认为是对催化剂反应不利的反应物，它们具有强的配位和吸附性质，通常会使催化反应完全失效。特别是硫醇和二硫化物(rsh和r2s2)引起的催化剂失活是该方法的限制因素之一。据报道，即使这些硫物质的浓度很低，也能迅速且不可逆地使催化剂失活。

2、最近兴起的定制氮硫试剂和烯烃反应合成有机硫化合物。这种氮硫试剂相对于硫醇类底物，性质稳定，反应的官能团耐受性更好，可以稳定的储存和大量的合成。

3、对人类来说，硒和硫一样重要，它是一种必需的微量元素，对健康的有益作用促使科学家坚持不懈地设计、合成和筛选有机硒化合物来预防和治疗疾病。相对于有机硫化合物和烯烃的反应，硒化合物的研究并不广泛，需要更多的方法来设计有机硒化合物的合成，目前现有的合成方法是与有机硫化合物的合成类似的。

4、随着硒化试剂的不断发展，烯烃的氢硒化反应开始选用药物分子作为硒化试剂。使用含有[n–se]键的芳基酰胺试剂和吲哚类的内烯烃进行氢硒化反应，合成了一系列硒官能化的吲哚类化合物。就药物发现而言，含有吲哚的硒化二芳基物将是非常有趣和有价值的分子。合成此类化合物的具有良好的应用前景，据报道，一些3–硒基吲哚具有抗炎或抗肿瘤活性。但是这种方法的局限性也在与硒化的产物只能是特定的骨架。

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技术实现思路

1、基于此，本申请提供一种铁催化剂和配体配位或不需要配体，在苯基硅烷作用进行质子转移生成铁氢物种，经过和烯烃的mhat生成自由基，最后和[n–s]试剂或[n–se]试剂反应，中间体通过还原消除生成含硫或含硒化合物。本申请使用丰富易得的铁催化剂和易制备的底物作为原料，与前面的工作相比，本申请的优势在于避免了贵金属催化剂的使用，温度相对比较温和，反应时间短，底物的使用范围广，包括不同官能团取代的底物都有很好的适用性，产率也很高，原子利用率高、操作简单等特点。

2、具体的，本申请以各类烯烃化合物和[n–s]试剂或[n–se]试剂为原料，形成具有简洁、高效、绿色、低成本等特点的合成新方法，化合物结构式如下式i和ii所示：

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4、根据权利要求1，提供了一种含硫化合物的制备方法，包括以下步骤：

5、将含有烯烃类化合物、[n–s]试剂、催化剂、配体、和乙醇混合反应，得到含硫化合物；

6、所述烯烃化合物的结构式如式iii所示：

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8、r为选自氢、烷基、芳基、杂芳基、多取代的芳基、环烷基中的任意一种。

9、定制[n–s]试剂结构式如式iv所示：

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11、根据权利要求1，r1取代基为甲基、三氟甲基、甲氧基中的任意一种。

12、所述催化剂为铁催化剂；所述配体为氮氧配体。

13、根据权利要求1，所述铁催化剂选自乙酰丙酮铁、四苯基铁卟啉配合物、三(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮酸)铁的任意一种。

14、根据权利要求1，所述氮氧配体选自2-甲氧基-n-甲基乙烷-1-胺、2-(二甲基氨基)乙烷-1-醇、2-(2-(二甲基氨基)乙氧基)乙烷-1-醇中的任意一种。

15、根据权利要求1，所述烯烃化合物和定制的[n–s]试剂的摩尔比为1:1～2:1。

16、根据权利要求1，所述烯烃化合物和定制的[n–s]试剂的摩尔比独立地选自1.0、1.1、1.2、1.5、2.0中的任意值或任意两点之间的范围值。

17、根据权利要求1，所述烯烃化合物和催化剂的摩尔比为1:1～100:1。

18、根据权利要求1，所述烯烃化合物和催化剂的摩尔比独立地选自1.0、2.0、2.5、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10.0、100.0中的任意值或任意两点之间的范围值。

19、根据权利要求1，所述烯烃化合物和配体的摩尔比为1:1～30:1。

20、根据权利要求1，所述烯烃化合物和配体的摩尔比独立地选自1.0、2.0、2.5、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10.0、20.0、30.0中的任意值或任意两点之间的范围值。

21、根据权利要求1，所述烯烃化合物和[n–s]试剂的摩尔比为1:1～1:2。

22、根据权利要求1，所述烯烃类化合物和[n–s]试剂的摩尔比独立地选自1、1.1、1.2、1.5、2.0中的任意值或任意两点之间的范围值。

23、根据权利要求1，所述的硅氢试剂选自苯基硅烷、二苯基硅烷、聚甲基氢硅氧烷的任意一种。

24、根据权利要求1，所述混合物中含有溶剂，所述溶剂选自乙醇、甲醇、正丙醇、异丙醇、叔丁醇、乙二醇中的任意一种。

25、根据权利要求1，所述反应在非活性气氛进行，所述非活性气体选自氮气、氩气、氦气中的任意一种。

26、根据权利要求1，所述反应的温度范围为20℃～70℃，反应时间为0.5h～12h。

27、根据权利要求1，所述反应的温度选自20℃、40℃、50℃、70℃中的任意值或任意两点之间的范围。

28、根据权利要求1，所述反应的时间选自0.5h、1h、3h、6h、12h中的任意值或任意两点之间的范围值。

29、根据权利要求1，所述反应结束后纯化，纯化条件如下：纯乙酸乙酯、石油醚与乙酸乙酯的混合物，其中，石油醚与乙酸乙酯的体积比为1:1～100:1、二氯甲烷和甲醇，其中，二氯甲烷与甲醇的体积比为3:1～30:1。

30、根据权利要求1，所述含硫化合物的结构式如式所示：

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32、根据权利要求1，所述烯烃类化合物选自所示结构1a～1ac中的任意一种；

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34、作为其中一个实施方式，本申请制备上述化合物所采取的技术方案如下：

35、以烯烃化合物和[n–s]试剂为原料加如带有磁子的反应试管中，通过充入氮气加入氮氧配体和溶剂搅拌5分钟，再通过注射器加入硅氢试剂，一步反应制备含硫化合物(式i)，反应完全后，稀释过滤，旋干得粗品，通过柱层析分离得含硫化合物(式i)。

36、反应方程式如式(1)所示：

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38、所述含硫化合物的范围如下：

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技术特征：

1.一种含硫化合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.一种含硒化合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

3.根据权利要求1所述的一种含硫化合物的制备方法，催化剂为铁催化剂；

4.根据权利要求1所述的一种有机硫化合物的制备方法，氮氧配体选自2-甲氧基-n-甲基乙烷-1-胺、2-(二甲基氨基)乙烷-1-醇、2-(2-(二甲基氨基)乙氧基)乙烷-1-醇中的任意一种，所述烯烃化合物和配体的摩尔比为1:1～30:1。

5.根据权利要求1所述的一种含硫化合物的制备方法，硅氢试剂选自苯基硅烷、二苯基硅烷、聚甲基氢硅氧烷的任意一种。

6.根据权利要求1所述的一种含硫化合物的制备方法，所述混合物中含有溶剂，所述溶剂选自乙醇、甲醇、正丙醇、异丙醇、叔丁醇、乙醇：dmf、正丙醇：dmf、异丙醇：dmf中的任意一种。

7.根据权利要求1所述的一种硫化合物的制备方法，含硫化合物的结构式如式i所示：

8.根据权利要求2所述的一种含硒化合物的制备方法，含硒化合物的结构式如式ii所示：

9.根据权利要求1所述的一种含硫化合物的制备方法，反应结束后纯化，纯化条件如下：石油醚与乙酸乙酯混合，其中，石油醚与乙酸乙酯的体积比为1:1～30:1、二氯甲烷和甲醇混合，二氯甲烷与甲醇的体积比为3:1～30:1。

10.根据权利要求1所述的一种含硫化合物的制备方法，反应的温度在20℃～70℃。

技术总结本发明公开了一种有机硫化合物和有机硒化合物的制备方法，利用廉价的金属铁作为催化剂，在温和的条件下成功地将烯烃与氮硫试剂反应，得到了硫官能化的产物。这种方法不仅适用于端烯和内烯烃，而且在后期合成药物分子衍生物或天然产物时具有广泛的应用前景。更令人振奋的是，我们还展示了将氮硫试剂替换为Ebselen试剂进行有机硒化合物的制备，并且这种转换也能很好地适应各种官能团。这一研究为开发高效、环保的合成方法提供了新思路，并为药物合成和天然产物的改造提供了有力支持。技术研发人员：王铁,刘霞,郑彦龙受保护的技术使用者：天津理工大学技术研发日：技术公布日：2024/8/1