阅读说明：本技术 一种氯乙基亚砜类化合物的电化学合成方法 (Electrochemical synthesis method of chloroethyl sulfoxide compound ) 是由 黄嘉涛 凌飞 冯聪 钟为慧 于 2019-11-25 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种氯乙基亚砜类化合物的电化学合成方法。本发明的方法在不分立的电解槽中进行反应,将芳基硫酚类化合物、1,2-二氯乙烷以及电解质溶解在溶剂中得到反应溶液,反应溶液加入电解槽中,再将电极插入到反应溶液中,在合适的气体氛围中接通恒定电流搅拌反应,反应结束后,经柱层析分离,得到氯乙基亚砜。(The invention discloses an electrochemical synthesis method of chloroethyl sulfoxide compounds. The method comprises the steps of carrying out reaction in an undivided electrolytic tank, dissolving aryl thiophenol compounds, 1, 2-dichloroethane and electrolyte in a solvent to obtain a reaction solution, adding the reaction solution into the electrolytic tank, inserting an electrode into the reaction solution, connecting constant current in a proper gas atmosphere, stirring for reaction, and carrying out column chromatography separation after the reaction is finished to obtain chloroethyl sulfoxide.)

一种氯乙基亚砜类化合物的电化学合成方法

技术领域

本发明属于医药化工中间体合成技术领域，具体涉及一种氯乙基亚砜类化合物的电化学合成方法。

背景技术

亚砜及其衍生物作为一种非常重要的中间体，在医药、化工、农药、有机合成等行业有着重要的作用。尤其是在医药领域，如著名的用于治疗胃溃疡的质子泵抑制剂——奥美拉唑和兰索拉唑等也属于亚砜类药物。对于其他亚砜类化合物的深入研究和结构修饰后，也研发出了一系列的抗肿瘤、抗病毒、抗HIV等药物。因此，其高效合成是当前研究的热点之一。

制备亚砜类化合物的传统方法是经硫醇或者硫醚氧化反应。例如Brinksma课题组2001年报道了苯甲基硫醚为原料，双氧水为氧化剂，Mn(Ⅲ)配合物催化下合成亚砜的方法(Tetrahedron Letters,2001,42,4049-4052.)。Velusamy课题组2005年报道了一种铜(II)络合物和双氧水将硫化物氧化成亚砜的方法(Tetrahedron Letters,2005,46,3819-3822.)，混合加入TEMPO后可提高反应的选择性和转化率，其铜(II)络合物可以循环使用。然而由于这些方法需要化学计量的金属络合物作为电子的牺牲受体，从而降低了该方法的可持续性。

近年来，对于催化剂的选择从金属络合物转向了纳米介孔材料。Kiumars课题组使用SBA-15-PR-SO₃H(Catalysis Science&Technology,2011,1,389-393.)作为纳米反应器在40℃下催化氧化硫化物成亚砜，收率良好。Nikoorazm课题组则用Vo(IV)络合物的Si-MCM-41作为催化剂，在无溶剂条件下，成功使用H₂O₂地将几种类型的芳基硫酚和脂族硫醇氧化成相应的亚砜。

氯乙基亚砜，作为一个重要的中间体原料，被用来制备喹诺酮类抗菌药西他沙星(J.Org.Chem.2014,79,15,7226-7231)，从而优化了西他沙星的原有合成路线(Hayakawa,I.；Kimura,Y.EP 341493A2,2010.)。制备氯乙基亚砜的常用方法是先由苯硫酚和1-氯-2-溴乙烷通过两步反应生成(EP2277872,2016,B1)，然后用纳米级介孔羟基磷酸铁钠负载金和过氧化氢在甲醇溶剂中60℃下(Catalysis Science and Technology,2016,6-7,2055-2059)将硫化物氧化成氯乙基亚砜，整个流程中间过程较多，涉及氧化的条件苛刻，对催化剂要求较为严格。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种氯乙基亚砜类化合物的电化学合成方法，它将苯硫酚类化合物、1,2-二氯乙烷、电解质溶于有机溶剂中，在电流的作用下发生氧化偶联反应，生成氯乙基亚砜，本方法无需使用催化剂、有毒试剂、以及氧化剂等添加剂，克服了现有技术中催化剂不易取得，氧化选择性差等缺点，具有原料易得、操作简单、反应化学选择性高等特点，有较大的实施价值和社会经济效益。

本发明采用的技术方案是：

一种氯乙基亚砜类化合物的合成方法：在一个不分立的电解槽中，将如式(II)所示的芳基硫酚类化合物、1,2-二氯乙烷(DCE)、以及电解质溶解在溶剂中得到反应溶液，反应溶液加入电解槽中，在合适的气体氛围中将电极***到反应溶液中，并接通恒定电流，在合适的温度下搅拌反应，反应结束后，经柱层析分离，得到如式(I)所示的氯乙基亚砜。

其反应通式如下：

所述的结构式Ⅰ和Ⅱ中，R选自芳基、杂芳基。

所述的正极和负极分别选自铂电极、镍电极、石墨电极、玻碳电极、RVC电极中的一种。

所述的电解质为高氯酸锂、四丁基四氟硼酸铵、四丁基六氟磷酸铵、四丁基碘化铵、四丁基溴化铵、四丁基氟化铵等中的一种或多种；其中电解质的用量为苯硫酚类化合物的50～400mol％(摩尔百分比)，进一步优选为80～200mol％(摩尔百分比)。

所述的溶剂为1,2-二氯乙烷，或其与水、二氯甲烷、乙腈、四氢呋喃等的混合溶剂。

所述的气体氛围为氧气、空气、氮气、氩气。

所述的电流为恒定电流，5～100mA，优选为10～60mA。

所述的制备方法的反应温度为10℃～80℃，优选为30℃～70℃。

所述的制备方法的反应时间为1～24小时，进一步优选为3～12小时。

所述的制备方法的底物浓度为0.05～1mol/L，进一步优选为0.1～0.5mol/L。

与现有技术相比，本发明的有益效果主要体现在:

本发明的制备方法无需使用金属催化、氧化剂和添加剂，而是使用绿色能源电催化氧化，反应一步完成，无需分布完成，更加绿色环保，原料易得、操作简单、反应化学选择性高、环境友好等特点，具有较大的实施价值和社会经济效益。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但不仅限于本发明所列出的具体实施例描述的实施方案。

实施例1：(2-氯乙基)亚磺酰基苯(Ia)的制备

将苯硫酚(550mg，5mmol)1,2-二氯乙烷(15mL)，四丁基四氟硼酸铵(1.280g,4.0mmol)加入反应装置中，并***铂-铂电极，电流调整为恒流40mA，在60℃下进行搅拌反应12小时，经硅胶柱层析(洗脱剂为正己烷:乙酸乙酯＝4:1，体积比)分离得到淡黄色油状液体(2-氯乙基)亚磺酰基苯(Ia)582mg，收率：62％,Ia结构式为：

¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ7.61(dd,J₁＝8.0Hz,J₂＝2.4Hz,2H),7.55-7.47(m,3H),3.97-3.90(m,1H),3.66-3.60(m,1H),3.16-3.12(m,2H)；¹³C NMR(400MHz,CDCl₃)δ142.8,131.4,129.5,123.9,59.3,36.7.

MS:(EI；70eV)m/z(％)＝188(M⁺).

实施例2：(2-氯乙基)亚磺酰基苯(Ia)的制备

将苯硫酚(550mg，5mmol)，1,2-二氯乙烷(15mL)，四丁基六氟磷酸铵(1.520g,4.0mmol)加入反应装置中，并***铂-铂电极，电流调整为恒流40mA，在60℃下进行搅拌反应15小时，经硅胶柱层析分离(洗脱剂为正己烷:乙酸乙酯＝4:1，体积比)得到淡黄色油状液体(2-氯乙基)亚磺酰基苯(Ia)556mg，收率：57％。

实施例3：(2-氯乙基)亚磺酰基苯(Ia)的制备

将苯硫酚(550mg，5mmol)，1,2-二氯乙烷(15mL)，四丁基碘化铵(1.855g,5.0mmol)加入反应装置中，并***铂-铂电极，电流调整为恒流40mA，在60℃下进行搅拌反应10小时，经硅胶柱层析分离(洗脱剂为正己烷:乙酸乙酯＝4:1，体积比)得到淡黄色油状液体(2-氯乙基)亚磺酰基苯(Ia)531mg，收率：56％。

实施例4：(2-氯乙基)亚磺酰基苯(Ia)的制备

将苯硫酚(110mg，1mmol)，1,2-二氯乙烷(10mL)，四丁基四氟硼酸铵(0.640g,2.0mmol)加入反应装置中，并***铂-碳电极，电流调整为恒流10mA，在60℃下进行搅拌反应10小时，经硅胶柱层析分离(洗脱剂为正己烷:乙酸乙酯＝4:1，体积比)得到淡黄色油状液体(2-氯乙基)亚磺酰基苯(Ia)132mg，收率：70％。

实施例5：(2-氯乙基)亚磺酰基苯(Ia)的制备

将苯硫酚(110mg，1mmol)，1,2-二氯乙烷(10mL)，四丁基四氟硼酸铵(0.640g,2.0mmol)加入反应装置中，并***铂-RVC电极，电流调整为恒流20mA，在60℃下进行搅拌反应5小时，经硅胶柱层析分离(洗脱剂为正己烷:乙酸乙酯＝4:1，体积比)得到淡黄色油状液体(2-氯乙基)亚磺酰基苯(Ia)165mg，收率：87％。

实施例6：(2-氯乙基)亚磺酰基苯(Ia)的制备

将苯硫酚(110mg，1mmol)，1,2-二氯乙烷(10mL)，四丁基四氟硼酸铵(0.640g,2.0mmol)加入反应装置中，并***铂-RVC电极，电流调整为恒流40mA，在60℃下进行搅拌反应3小时，经硅胶柱层析分离(洗脱剂为正己烷:乙酸乙酯＝4:1，体积比)得到淡黄色油状液体(2-氯乙基)亚磺酰基苯(Ia)171mg，收率：89％。

实施例7：(2-氯乙基)亚磺酰基苯(Ia)的制备

将苯硫酚(550mg，5mmol)，1,2-二氯乙烷(15mL)，四丁基四氟硼酸铵(1.600g,5.0mmol)加入反应装置中，并***铂-RVC电极，电流调整为恒流60mA，在60℃下进行搅拌反应20小时，经硅胶柱层析分离(洗脱剂为正己烷:乙酸乙酯＝4:1，体积比)得到淡黄色油状液体(2-氯乙基)亚磺酰基苯(Ia)687mg，收率：72％。

实施例8：(2-氯乙基)亚磺酰基苯(Ia)的制备

将苯硫酚(550mg，5mmol)，1,2-二氯乙烷(30mL)，四丁基四氟硼酸铵(3.200g,10.0mmol)加入反应装置中，并***铂-RVC电极，电流调整为恒流40mA，在60℃下进行搅拌反应12小时，经硅胶柱层析分离(洗脱剂为正己烷:乙酸乙酯＝4:1，体积比)得到淡黄色油状液体(2-氯乙基)亚磺酰基苯(Ia)708mg，收率：75％。

实施例9：(2-氯乙基)亚磺酰基苯(Ia)的制备

将苯硫酚(550mg，5mmol)，1,2-二氯乙烷(20mL)，水(1mL)、四丁基四氟硼酸铵(1.650g,5.0mmol)加入反应装置中，并***铂-RVC电极，电流调整为恒流40mA，在60℃下进行搅拌反应12小时，经硅胶柱层析分离(洗脱剂为正己烷:乙酸乙酯＝4:1，体积比)得到淡黄色油状液体(2-氯乙基)亚磺酰基苯(Ia)832mg，收率：88％。

实施例10：(2-氯乙基)亚磺酰基苯(Ia)的制备

将苯硫酚(550mg，5mmol)，1,2-二氯乙烷(10mL)，乙腈(10mL)、四丁基四氟硼酸铵(1.650g,5.0mmol)加入反应装置中，并***铂-RVC电极，电流调整为恒流40mA，在60℃下进行搅拌反应12小时，经硅胶柱层析分离(洗脱剂为正己烷:乙酸乙酯＝4:1，体积比)得到淡黄色油状液体(2-氯乙基)亚磺酰基苯(Ia)613mg，收率：65％。

实施例11：(2-氯乙基)亚磺酰基苯(Ia)的制备

将苯硫酚(550mg，5mmol)，1,2-二氯乙烷(20mL)、四丁基四氟硼酸铵(1.650g,5.0mmol)加入反应装置中，并***铂-RVC电极，电流调整为恒流40mA，在40℃下进行搅拌反应12小时，经硅胶柱层析分离(洗脱剂为正己烷:乙酸乙酯＝4:1，体积比)得到淡黄色油状液体(2-氯乙基)亚磺酰基苯(Ia)630mg，收率：67％。

实施例12：(2-氯乙基)亚磺酰基苯(Ia)的制备

将苯硫酚(550mg，5mmol)，1,2-二氯乙烷(20mL)、四丁基四氟硼酸铵(1.650g,5.0mmol)加入反应装置中，并***铂-RVC电极，电流调整为恒流40mA，在60℃下进行搅拌反应12小时，经硅胶柱层析分离(洗脱剂为正己烷:乙酸乙酯＝4:1，体积比)得到淡黄色油状液体(2-氯乙基)亚磺酰基苯(Ia)796mg，收率：84％。

实施例13：(2-氯乙基)亚磺酰基苯(Ia)的制备

将苯硫酚(550mg，5mmol)，1,2-二氯乙烷(20mL)、四丁基四氟硼酸铵(1.650g,5.0mmol)加入反应装置中，并***铂-RVC电极，电流调整为恒流40mA，80℃下进行搅拌反应8小时，经硅胶柱层析分离(洗脱剂为正己烷:乙酸乙酯＝4:1，体积比)得到淡黄色油状液体(2-氯乙基)亚磺酰基苯(Ia)731mg，收率：77％。

实施例14：(2-氯乙基)亚磺酰基苯(Ia)的制备

将苯硫酚(550mg，5mmol)，1,2-二氯乙烷(20mL)、四丁基四氟硼酸铵(1.650g,5.0mmol)加入反应装置中，并***铂-RVC电极，电流调整为恒流40mA，在纯氧的氛围下，60℃下进行搅拌反应12小时，经硅胶柱层析分离(洗脱剂为正己烷:乙酸乙酯＝4:1，体积比)得到淡黄色油状液体(2-氯乙基)亚磺酰基苯(Ia)712mg，收率：75％。

实施例15：(2-氯乙基)亚磺酰基苯(Ia)的制备

将苯硫酚(550mg，5mmol)，1,2-二氯乙烷(20mL)、四丁基四氟硼酸铵(1.650g,5.0mmol)加入反应装置中，并***铂-RVC电极，电流调整为恒流40mA，在氩气的氛围下，60℃下进行搅拌反应12小时，经硅胶柱层析分离(洗脱剂为正己烷:乙酸乙酯＝4:1，体积比)得到淡黄色油状液体(2-氯乙基)亚磺酰基苯(Ia)681mg，收率：72％。

实施例16：(2-氯乙基)亚磺酰基苯(Ia)的制备

将苯硫酚(1.100g，10.0mmol)，1,2-二氯乙烷(30mL)，水(1.5mL)、四丁基四氟硼酸铵(3.20g,10.0mmol)加入反应装置中，并***铂-RVC电极，电流调整为恒流50mA，在氮气的氛围下，60℃下进行搅拌反应24小时，经硅胶柱层析分离(洗脱剂为正己烷:乙酸乙酯＝4:1，体积比)得到淡黄色油状液体(2-氯乙基)亚磺酰基苯(Ia)1.670g，收率：88％。

实施例17：4-甲基-1-(2-氯乙基)亚磺酰基苯(Ib)的制备

将4-甲基苯硫酚(620mg，5.0mmol)，1,2-二氯乙烷(20mL)，水(1.0mL)，四丁基四氟硼酸铵(1.650g,5.0mmol)加入反应装置中，并***铂-RVC电极，电流调整为恒流40mA，在60℃下进行搅拌反应12小时，经硅胶柱层析分离(洗脱剂为正己烷:乙酸乙酯＝4:1，体积比)得到淡黄色油状液体4-甲基-1-(2-氯乙基)亚磺酰基苯(Ib)566mg，收率：56％，Ib结构式为：

¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ7.51(d,J＝8.0Hz,2H),7.33(d,J＝8.0Hz,2H),3.97-3.90(m,1H),3.66-3.60(m,1H),3.13(t,J＝7.2Hz,2H),2.41(s,3H)；¹³C NMR(100MHz,CDCl₃)δ142.0,139.4,130.2,130.0,59.3,36.8,21.4.

实施例18：2，4-甲基-1-(2-氯乙基)亚磺酰基苯(Ic)的制备

将2，4-甲基苯硫酚(690mg，5.0mmol)1,2-二氯乙烷(20mL)，水(1.0mL)，四丁基四氟硼酸铵(1.650g,5.0mmol)加入反应装置中，并***铂-RVC电极，电流调整为恒流40mA，在60℃下进行搅拌反应14小时，经硅胶柱层析分离(洗脱剂为正己烷:乙酸乙酯＝4:1，体积比)得到淡黄色油状液体2，4-甲基-1-(2-氯乙基)亚磺酰基苯(Ic)581mg，收率：54％，Ic结构式为：

¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ7.75(d,J＝8.0Hz,1H),7.23(d,J＝8.0Hz,1H),7.0(s,1H),4.02-3.71(m,1H),3.71-3.67(m,1H),3.18-3.11(m,1H),3.06-3.00(m,1H),2.36(s,1H),2.34(s,1H)；¹³C NMR(100MHz,CDCl₃)δ141.6,137.7,134.3,131.7,128.1,123.8,57.8,37.1,21.2,18.0.

实施例19：2-甲氧基-1-(2-氯乙基)亚磺酰基苯(Id)的制备

将2-甲氧基苯硫酚(700mg，5.0mmol)，1,2-二氯乙烷(20mL)，水(1.0mL)，四丁基四氟硼酸铵(1.650g,5.0mmol)加入反应装置中，并***铂-RVC电极，电流调整为恒流40mA，在60℃下进行搅拌反应24小时，经硅胶柱层析分离(洗脱剂为正己烷:乙酸乙酯＝4:1，体积比)得到淡黄色油状液体2-甲氧基-1-(2-氯乙基)亚磺酰基苯(Id)578mg，收率：53％，Id结构式为：

¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ7.74(dd,J₁＝7.6Hz,J₂＝1.6Hz,1H),7.45(td,J₁＝8.0Hz,J₂＝2.0Hz,1H),7.17(t,J＝7.6Hz,1H),6.92(d,J＝8.0Hz,1H),3.99-3.92(m,1H),3.88(s,3H),3.65-3.59(m,1H),3.47-3.40(m,1H),3.16-3.09(m,1H)；¹³C NMR(100MHz,CDCl₃)δ155.0,132.4,129.7,125.3,121.7,110.8,55.8,54.9,36.7.

实施例20：4-氟-1-(2-氯乙基)亚磺酰基苯(Ie)的制备

将4-氟苯硫酚(640mg，5.0mmol)，1,2-二氯乙烷(20mL)，水(1.0mL)，四丁基四氟硼酸铵(1.650g,5.0mmol)加入反应装置中，并***铂-RVC电极，电流调整为恒流40mA，在60℃下进行搅拌反应12小时，经硅胶柱层析分离(洗脱剂为正己烷:乙酸乙酯＝4:1，体积比)得到无色液体4-氟-1-(2-氯乙基)亚磺酰基苯(Ie)824mg，收率：80％，Ie结构式为：

¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ7.63-7.60(m,2H),7.23-7.19(m,2H),3.95-3.88(m,1H),366-3.60(m,1H),3.13-3.10(m,2H)；¹³C NMR(100MHz,CDCl₃)δ165.8,163.3,138.2(d,J_C-F＝¹30.0Hz),136.3(d,J_C-F＝²92.0Hz),116.9(d,³J_C-F＝225Hz),59.6,36.6.

实施例21：4-氯-1-(2-氯乙基)亚磺酰基苯(If)的制备

将4-氯苯硫酚(720mg，5.0mmol)，1,2-二氯乙烷(20mL)，水(1.0mL)，四丁基四氟硼酸铵(1.650g,5.0mmol)加入反应装置中，并***铂-RVC电极，电流调整为恒流40mA，在60℃下进行搅拌反应12小时，经硅胶柱层析分离(洗脱剂为正己烷:乙酸乙酯＝4:1，体积比)得到白色固体4-氯-1-(2-氯乙基)亚磺酰基苯(If)812mg，收率：73％，If结构式为：

¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ7.58(dd,J₁＝8.4Hz,J₂＝1.2Hz,2H),7.52(dd,J₁＝8.4Hz,J₂＝1.6Hz,2H),3.99-3.69(m,1H),3.66(q,J＝5.6Hz,1H),3.20-3.09(m,2H)；¹³C NMR(100MHz,CDCl₃)δ141.4,137.7,129.8,125.4,59.5,36.5.

实施例22：2-(2-氯乙基)亚磺酰基萘(Ig)的制备

将2-萘硫酚(800.0mg，5.0mmol)，1,2-二氯乙烷(20mL)，水(1.0mL)，四丁基四氟硼酸铵(1.650g,5.0mmol)加入反应装置中，并***铂-RVC电极，电流调整为恒流40mA，在60℃下进行搅拌反应12小时，经硅胶柱层析分离(洗脱剂为正己烷:乙酸乙酯＝4:1，体积比)得到白色固体2-(2-氯乙基)亚磺酰基萘(Ig)722mg，收率：60％，Ig结构式为：

¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ8.21(s,1H),8.01(d,J＝8.4Hz),7.96-7.91(m,2H),7.63-7.59(m,3H),4.04-3.97(m,1H),3.70-3.64(m,1H),3.31-3.19(m,2H)；¹³C NMR(100MHz,CDCl₃)δ139.8,134.6,132.9,129.8,128.5,128.1,128.0,127.6,124.8,119.6,59.1.

实施例23：2-(2-氯乙基)亚磺酰基噻吩(Ih)的制备

将2-硫醇噻吩(580.0mg，5.0mmol)，1,2-二氯乙烷(20mL)，水(1.0mL)，四丁基四氟硼酸铵(1.650g,5.0mmol)加入反应装置中，并***铂-RVC电极，电流调整为恒流40mA，在60℃下进行搅拌反应12小时，经硅胶柱层析分离(洗脱剂为正己烷:乙酸乙酯＝4:1，体积比)得到棕色液体2-(2-氯乙基)亚磺酰基噻吩(Ih)407mg，收率：42％，Ih结构式为：

¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ7.70(dd,J₁＝5.2Hz,J₂＝1.2Hz,1H),7.53(dd,J₁＝3.6Hz,J₂＝1.2Hz,1H),7.15(dd,J₁＝5.2Hz,J₂＝3.6Hz,1H),3.99-3.93(m,1H),3.77-3.71(m,1H),3.54-3.48(m,1H),3.32-3.25(m,1H)；¹³C NMR(100MHz,CDCl3)δ144.6,131.7,130.3,127.7,60.5,36.9.

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润色，这些改进和润色也应视为本发明的保护范围内。