阅读说明：本技术 合成芳烃三氟甲硫基化合物的方法 (Method for synthesizing aromatic hydrocarbon trifluoromethylthio compound ) 是由 亚斯 刘杰 易文斌 于 2019-04-17 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种合成芳烃三氟甲硫基化合物的方法。其步骤为：在氩气保护下,将三氟甲基亚磺酸钠和二苯基氯化磷在室温下反应,反应一段时间后依次加入苯胺化合物、亚硝酸叔丁酯,同时以CuSO<Sub>4</Sub>作为催化剂,乙腈作为溶剂,于70±5℃下充分反应,反应结束后冷却至室温,萃取,减压蒸馏,反应混合物经柱层析分离提纯,得到所述的芳烃三氟甲硫基化合物。本发明工艺操作简单、安全,反应转化率高,所使用的原料经济实惠,三废少,无需处理额外的有机溶剂。(The invention discloses a method for synthesizing an arene trifluoromethylthio compound. The method comprises the following steps: reacting sodium trifluoromethanesulfonate with diphenyl phosphorus chloride at room temperature under the protection of argon, adding aniline compound and tert-butyl nitrite in sequence after reacting for a period of time, and adding CuSO 4 And acetonitrile is used as a solvent as a catalyst, the reaction is fully carried out at 70 +/-5 ℃, the reaction is cooled to room temperature after the reaction is finished, the extraction and the reduced pressure distillation are carried out, and the reaction mixture is separated and purified by column chromatography to obtain the aromatic hydrocarbon trifluoromethylthio compound. The method has the advantages of simple and safe process operation, high reaction conversion rate, economical and practical raw materials, less three wastes and no need of treating additional organic solvents.)

合成芳烃三氟甲硫基化合物的方法

技术领域

本发明涉及有机合成领域，具体涉及一种合成芳环三氟甲硫基化合物的方法。

技术背景

含三氟甲硫基的化合物已在医药、农药和材料等领域得到了广泛的应用。例如，抗球虫兽药Toltrazuril、杀虫剂Vaniliprole和***Tiflorex等都含有三氟甲硫基。将三氟甲硫基(SCF₃)基团结合到芳族分子中是制药和农业化学工业所关注的，其中该基团的高亲脂性和高吸电子能力具有重要意义。目前用于形成三氟甲基芳基硫化物的工业方法通常涉及多个阶段性过程需要苛刻的条件，受环上其它取代基限制的性质以及对环境有害。因此非常需要一种简单，直接的方法来形成这些化合物。已经报道了一些制备三氟甲基芳基硫化物的方法，但这些方法基于预先形成的硫代芳基单元(如ArSCl和ArSCN)并且需要过量的昂贵试剂，直接的三氟甲硫基化反应需要比较复杂的条件。稳定易得的CF₃SO₂Na(Langlois试剂)是近年来利用还原和催化条件原位生成CF₃S的亲电三氟甲硫基化试剂。

文献1(T.Billard,S.Large,B.R.Langlois,Preparation of TrifluoromethylSulfides or Selenides from Trifluoromethyl Trimethylsilane and Thiocyanatesor Selenocyanates[J],Tetrahedron Lett.,1997,38,65-68.)。报导了一种基于预先形成的Ar-SCN，利用CF₃SiMe₃和TBAF，实现了芳环上的三氟甲硫基化修饰的方法。此外，该反应还拓展到三氟甲硒化反应，大多数产物的产率在30％-80％。

文献2(D.J.Adams,A.Goddard,J.H.Clark,D.J.Macquarrie,Trifluoromethylthiodediazoniation:a simple,efficient route to trifluoromethyl aryl sulfides[J],Chem.Commun.,2000,987–988)公开了预先制备苯基四氟硼酸重氮盐(Ar-N₂ ⁺BF₄ ^-)，利用金属三氟甲硫基试剂(CuSCF₃)实现了对芳环的三氟甲硫基化修饰的方法。大多数产物产率在60％-95％。

文献3(K.Jouvin,C.Matheis,L.J.Goossen,Synthesis of Aryl Tri-andDifluoromethyl Thioethers via a C￠HThiocyanation/Fluoroalkylation Cascade[J],Chem.Eur.J.2015,21,14324–14327)开发了一锅两步C-H的硫氰酸盐化/氟烷基化工艺，以富含电子的芳烃为底物，利用廉价的硫氰酸盐源和TMSCF3实现芳烃的三氟甲硫基化反应，大多数产物产率60％-90％。

但是以上三种方法存在如下一些弊端：

(1)某些含氟试剂会产生严重的环境问题，且价格昂贵，同时也会有安全上的问题；

(2)需要预先制备起始原料，过程复杂，这样的合成手段并不符合所期望的简便、高效合成。

(3)方法使用的底物范围有限，集中于富电子芳烃，限制了方法的适用性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低毒性、低成本、工艺简单、适用性广的合成芳芳烃三氟甲硫基化合物的方法。

实现本发明的技术方案是：一种合成芳烃三氟甲硫基化合物的方法，包括如下步骤：

在氩气保护下，将三氟甲基亚磺酸钠(A)和二苯基氯化磷(B)在室温下反应，反应一段时间后依次加入苯胺化合物(C)、亚硝酸叔丁酯(D)，同时以CuSO₄(E)作为催化剂，乙腈作为溶剂，于70±5℃下充分反应，反应结束后冷却至室温，萃取，减压蒸馏，反应混合物经柱层析分离提纯，得到所述的芳烃三氟甲硫基化合物(F)。

式(C)或式(F)中，R为4-苯基、4-环己基和4-氰基中任意一基团。

优选的，所述的三氟甲基亚磺酸钠(A)、二苯基氯化磷(B)、苯胺化合物(C)和亚硝酸叔丁酯(D)的摩尔比为1：1：1:1.5。

优选的，所述CuSO₄的用量为苯胺化合物(C)的20mol％。

优选的，室温反应30min以上。

优选的，于70±5℃下充分反应12h以上。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：

(1)避免使用危险底物和低毒性的试剂，三废少，环境友好。

(2)不需要预制起始原料，降低了成本。

(3)使用的底物范围广。

(4)反应步骤简单，转换率高，反应所需的条件容易达到，易分离纯化得到产品纯度高。

附图说明

图1是4-苯基-1-三氟甲硫基苯的¹H NMR图。

图2是4-苯基-1-三氟甲硫基苯的¹⁹F NMR图。

图3是4-环己基-1-三氟甲硫基苯的¹H NMR图。

图4是4-环己基-1-三氟甲硫基苯的¹⁹F NMR图。

图5是4-氰基-1-三氟甲硫基苯的¹H NMR图。

图6是4-氰基-1-三氟甲硫基苯的¹⁹F NMR图。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面通过具体的实施例和附图来具体说明本发明的技术方案。

本发明的合成路线为：

实施例1

在N₂保护下，加入二苯基氯化磷(2.20g，10mmol)和三氟甲基亚磺酸钠(1.56g,10mmol),加入20mLMeCN，密闭条件下室温搅拌30min，然后在N₂保护下依次加入4-苯基苯胺(1.69g，10mmol)、亚硝酸叔丁酯(1.54g，15mmol)和无水CuSO₄(0.32g，2mmol)，密闭条件下加热至70℃，恒温搅拌12h，充分反应后冷却至室温，反应液经二氯甲烷和水混合物萃取3次，分离取有机层，经无水硫酸钠干燥后减压蒸馏除去溶剂。粗产物经由柱层析(洗脱剂为乙酸乙酯和石油醚混合液)，分离得到所述4-苯基-1-三氟甲硫基苯产物，产率为58％。

4-苯基-1-三氟甲硫基苯的¹H NMR见图1，4-苯基-1-三氟甲硫基苯的¹⁹F NMR见图2。

¹H NMR(500MHz,CDCl₃)δ7.71(d,J＝8.2Hz,2H),7.62(d,J＝8.3Hz,2H),7.58(d,J＝7.8Hz,2H),7.46(t,J＝7.6Hz,2H),7.39(t,J＝7.3Hz,1H).

¹⁹F NMR(470MHz,CDCl₃)δ-42.08(s).。

实施例2

在N₂保护下，加入二苯基氯化磷(2.20g，10mmol)和三氟甲基亚磺酸钠(1.56g,10mmol),加入20mLMeCN，密闭条件下室温搅拌30min，然后在N₂保护下依次加入4-环己基苯胺(1.69g，10mmol)、亚硝酸叔丁酯(1.54g，15mmol)和无水CuSO₄(0.32g，2mmol)，密闭条件下加热至70℃，恒温搅拌12h，充分反应后冷却至室温，反应液经二氯甲烷和水混合物萃取3次，分离取有机层，经无水硫酸钠干燥后减压蒸馏除去溶剂。粗产物经由柱层析(洗脱剂为乙酸乙酯和石油醚混合液)，分离得到所述4-环己基-1-三氟甲硫基苯产物，产率为65％。

4-环己基-1-三氟甲硫基苯的¹H NMR见图3，4-环己基-1-三氟甲硫基苯的¹⁹F NMR见图4。

¹H NMR(500MHz,CDCl₃)δ7.57(d,J＝8.0Hz,2H),7.26(d,J＝8.0Hz,2H),2.54(s,1H),1.88(d,J＝8.9Hz,4H),1.41(t,J＝10.6Hz,4H),1.27(s,2H).

¹⁹F NMR(470MHz,CDCl₃)δ-42.40(s).。

实施例3

在N₂保护下，加入二苯基氯化磷(2.20g，10mmol)和三氟甲基亚磺酸钠(1.56g,10mmol),加入20mLMeCN，密闭条件下室温搅拌30min，然后在N₂保护下依次加入4-氰基苯胺(1.69g，10mmol)、亚硝酸叔丁酯(1.54g，15mmol)和无水CuSO₄(0.32g，2mmol)，密闭条件下加热至70℃，恒温搅拌12h，充分反应后冷却至室温，反应液经二氯甲烷和水混合物萃取3次，分离取有机层，经无水硫酸钠干燥后减压蒸馏除去溶剂。粗产物经由柱层析(洗脱剂为乙酸乙酯和石油醚混合液)，分离得到所述4-氰基-1-三氟甲硫基苯产物，产率为55％。

4-氰基-1-三氟甲硫基的¹H NMR见图5，4-氰基-1-三氟甲硫基的¹⁹F NMR见图6。

¹H NMR(500MHz,CDCl₃)δ7.77(d,J＝8.2Hz,2H),7.72(d,J＝8.1Hz,2H).

¹⁹F NMR(470MHz,CDCl₃)δ-40.82(s).。

上述实施例不以任何方式限制本发明，凡是采用等同替换或等效变换的方式获得的技术方案均落在本发明的保护范围内。