一种二烷基二硒醚类化合物的水相制备方法
阅读说明：本技术 一种二烷基二硒醚类化合物的水相制备方法 (Aqueous phase preparation method of dialkyl diselenide compound ) 是由 王宇光 沈泓舸 李静 于 2021-08-23 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种式(II)所示二烷基二硒醚类化合物的水相制备方法,所述的方法为：以式(I)所示化合物和Se为反应原料,于KOH条件下,以水或乙醇为溶剂,在40～75℃下反应,得到反应液经后处理,得到式(II)所示二烷基二硒醚类化合物；本发明不需要无水无氧条件,不需要高温条件,反应在比较温和条件下即可进行,反应时间短,不需要金属催化剂,用水作为溶剂,属于绿色环保的反应；经济、高效、绿色、环保。(The invention provides a water phase preparation method of dialkyl diselenide compounds shown in a formula (II), which comprises the following steps: taking a compound shown in a formula (I) and Se as reaction raw materials, taking water or ethanol as a solvent under the KOH condition, reacting at 40-75 ℃, and obtaining a reaction solution, and carrying out post-treatment to obtain a dialkyl diselenide compound shown in a formula (II); the method does not need anhydrous and anaerobic conditions and high-temperature conditions, the reaction can be carried out under mild conditions, the reaction time is short, a metal catalyst is not needed, water is used as a solvent, and the method belongs to green and environment-friendly reaction; economic, efficient, green and environment-friendly.)
(一)
技术领域
本发明涉及一种二烷基二硒醚类有机硒化合物的水相制备方法。
(二)
背景技术
二烷基二硒醚是有机硒化合物的一种重要存在形式，在对有机物官能团的转化和修饰上具有独特的优势，同时它也可以转化为其他含硒官能团，制备多种类型的硒试剂，因此它是合成多种有机硒化合物的重要前体，在生物化学、药物化学、有机合成和材料科学中有着广泛的应用。传统的二烷基二硒醚制备方法主要分为以下三类：
(a)第一类涉及硒醇中间体，通过格氏试剂或有机锂试剂在氧化条件下的硒化反应(Nogueira C W,Zeni G,Rocha J B T.Organoselenium and OrganotelluriumCompounds:Toxicology and Pharmacology.Chem.Rev.,2004,104(12):6255-6286.)，缺点在于格氏试剂或有机锂试剂的制备需要在严格的无水无氧条件下进行，在操作过程中稍有不当易发生火灾，比较危险。
RM＝格氏试剂或有机锂试剂
(b)在第二类合成中，硒氰化钾可作为从卤化物、重氮化合物或羰基化合物生成二硒醚的替代硒来源(Krief A,Delmotte C,Dumont W.Chemoselective reduction oforganoselenocyanates to diselenides and selenolates.Tetrahedron,1997,53(36):12 147-12158.)此类合成方法涉及到的KCN是剧毒物质，并且会产生有毒有害气体，重氮化合物在实验操作过程中也比较危险按。
(c)第三类合成中，主要是硒代酰胺与各种烷基卤代烃反应，可得到二烷基二硒醚。(Ruan Ming de,Zhao Hua rong,Zhou Xun jun,et al.First example of seleniumtransfer reaction of primary selenoamides and selenourea.novel synthesis ofdialkyl diselenides fromalkyl halides.J.Organomet.Chem.1995,485(1):19-24.)但是原料硒代酰胺制备过程复杂、成本高。
随着有机硒化学的生态友好方面受到了越来越多的关注，对比传统生产二烷基二硒醚的方法，要求现在的生产方法都朝着绿色、简单、无毒无害的方向日益改进。因此寻找一种绿色、经济、高效、环保、底物易制备的合成方法显得尤为重要。
(三)
发明内容
为克服现有合成方法存在的制备过程复杂、成本高、污染重等缺点，本发明提供了一种在相对较低温度下使用较为经济的原料，在水相或者乙醇相中合成二烷基二硒醚化合物的方法，该方法具有绿色、经济、高效、无催化剂、反应快、后处理简单等优点。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种式(II)所示二烷基二硒醚类化合物的水相制备方法，所述的方法为：
以式(I)所示化合物和Se为反应原料，于KOH条件下，以水或乙醇为溶剂，在40～75℃(优选60℃)下反应0.5～2h(优选0.5h)，所得反应液经后处理，得到式(II)所示二烷基二硒醚类化合物；所述Se、KOH与式(I)所示化合物的物质的量之比为50～300：50～200：100(优选100～150：100～175：100，更优选为125：150:100)；
R-X(Ⅰ)
其中，X为卤素(优选氯、溴或碘)；R同时为C1～C8的烷基、乙酸乙酯基、苯基或者4-丁酸基。
优选的，所述的X为溴或碘；所述的R同时为C1～C4烷基、乙酸乙酯基、苯基或者4-丁酸基。
特别优选地，所述式(I)所示化合物为下列之一：
进一步，所述溶剂的体积以式(I)所示化合物的物质的量计为0.5mL/mmol。
进一步，本发明所述的后处理的方法为：所述反应液过滤，用乙醇洗涤滤饼，合并滤液，蒸去乙醇，加水溶解，用乙酸乙酯萃取，合并有机相，旋蒸抽去有机相溶剂后(肉眼看上去尽量蒸干)，所得粗产物以体积比为30：1的正己烷：乙酸乙酯为洗脱剂进行柱层析，收集含目标产物的洗脱液，蒸去洗脱液，得到式(Ⅱ)所示芳基二硒醚类化合物。
本发明的反应进程可采用常规方法进行监测，例如用TLC监测原料式(I)所示化合物反应完全来判断反应结束时间点；反应时间通常在0.5～1h。
注：反应用乙醇代替水也可以，见实施例15。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
(1)合成路线短，只需要一步，操作过程简单，产率高。
(2)反应后处理简单，用过滤和萃取的方法就可以得到纯度较高的目标产物，不需要柱层析等方法进行进一步分离提纯，大大减少了分离提纯环节的损耗，符合环保理念。
(3)该方法反应不需要无水无氧条件，不需要高温条件，反应在比较温和条件下即可进行，反应时间短，半小时即可完成反应。
(4)直接利用硒粉为硒源，与其它硒源相比，硒粉具有廉价、无毒无味的显著优点，绿色环保，更加方便于实验或大生产操作。
(5)不需要金属催化剂，用水作为溶剂，属于绿色环保的反应；
总之，与现有技术相比，本发明的方法经济、高效、绿色、环保。
(四)
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，但本发明的保护范围并不仅限于此。
实施例1：二烷基二硒醚化合物II-1的制备
反应式如下：
向反应瓶中加入硒粉99mg(1.25mmol)、氢氧化钾84mg(1.5mmol)，再加入0.5mL水，然后在搅拌状态下将142mg碘甲烷(1mmol)I-1加入到反应瓶中，在60℃条件下反应0.5h，停止反应。过滤，滤饼用乙酸乙酯洗涤两次(1mL×2)，合并滤液，加入3mL水，充分混合后静置分层，收集乙酸乙酯层后，水层再用乙酸乙酯(2mL×2)萃取2次，合并乙酸乙酯相，旋转蒸发仪蒸去乙酸乙酯，得到二烷基二硒醚化合物Ⅱ-1 86.5mg，产率92％。GC检测纯度为96.3％。化合物式Ⅱ-1的结构表征如下：
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ2.51(s,6H)；13C NMR(126MHz,CDCl3)δ10.24.GC-MS(EI):m/z 189.9[M+].
实施例2：二烷基二硒醚化合物II-2的制备
反应式如下：
向反应瓶中加入硒粉99mg(1.25mmol)、氢氧化钾84mg(1.5mmol)，再加入0.5mL水，然后在搅拌状态下将156mg碘乙烷(1mmol)I-2加入到反应瓶中，在60℃条件下反应0.5h，停止反应。过滤，滤饼用乙酸乙酯洗涤两次(1mL×2)，合并滤液，加入3mL水，充分混合后静置分层，收集乙酸乙酯层后，水层再用乙酸乙酯(2mL×2)萃取2次，合并乙酸乙酯相，旋转蒸发仪蒸去乙酸乙酯，得到二烷基二硒醚化合物Ⅱ-2 107mg，产率99％。GC检测纯度为98.0％。化合物式Ⅱ-2的结构表征如下：
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ3.17(q,J＝7.5Hz,4H),1.83(t,J＝7.5Hz,6H)；13C NMR(126MHz,CDCl3)δ20.63，0.94.GC-MS(EI):m/z 217.9[M+].
实施例3：二烷基二硒醚化合物II-3的制备
反应式如下：
向反应瓶中加入硒粉99mg(1.25mmol)、氢氧化钾84mg(1.5mmol)，再加入0.5mL水，然后在搅拌状态下将170mg碘丙烷(1mmol)I-3加入到反应瓶中，在60℃条件下反应0.5h，停止反应。过滤，滤饼用乙酸乙酯洗涤两次(1mL×2)，合并滤液，加入3mL水，充分混合后静置分层，收集乙酸乙酯层后，水层再用乙酸乙酯(2mL×2)萃取2次，合并乙酸乙酯相，旋转蒸发仪蒸去乙酸乙酯，得到二烷基二硒醚化合物Ⅱ-3 121mg，产率99％。GC检测纯度为98.2％。化合物式Ⅱ-3的结构表征如下：
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ3.10(t,J＝7.2Hz,1H),2.91(t,J＝7.3Hz,3H),1.87(dt,J＝14.6,7.4Hz,1H),1.77(h,J＝7.3Hz,3H),1.02(dt,J＝14.7,7.3Hz,6H).13C NMR(126MHz,CDCl3)δ32.37,24.24,14.14.GC-MS(EI):m/z 245.9[M+].
实施例4：二烷基二硒醚化合物II-4的制备
反应式如下：
向反应瓶中加入硒粉99mg(1.25mmol)、氢氧化钾84mg(1.5mmol)，再加入0.5mL水，然后在搅拌状态下将137mg溴丁烷(1mmol)I-4加入到反应瓶中，在60℃条件下反应0.5h，停止反应。过滤，滤饼用乙酸乙酯洗涤两次(1mL×2)，合并滤液，加入3mL水，充分混合后静置分层，收集乙酸乙酯层后，水层再用乙酸乙酯(2mL×2)萃取2次，合并乙酸乙酯相，旋转蒸发仪蒸去乙酸乙酯，得到二烷基二硒醚化合物Ⅱ-4 135mg，产率99％。GC检测纯度为98.3％。化合物式Ⅱ-4的结构表征如下：
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ2.97–2.83(m,4H),1.70(dt,J＝15.0,7.5Hz,4H),1.41(h,J＝7.4Hz,4H),0.92(t,J＝7.4Hz,6H)；13C NMR(126MHz,CDCl3)δ33.07,29.88,22.63,13.58.GC-MS(EI):m/z 274.0[M+].
实施例5：二烷基二硒醚化合物II-5的制备
反应式如下：
向反应瓶中加入硒粉99mg(1.25mmol)、氢氧化钾84mg(1.5mmol)，再加入0.5mL水，然后在搅拌状态下将123mg氯乙酸乙酯(1mmol)I-5加入到反应瓶中，在60℃条件下反应0.5h，停止反应。过滤，滤饼用乙酸乙酯洗涤两次(1mL×2)，合并滤液，加入3mL水，充分混合后静置分层，收集乙酸乙酯层后，水层再用乙酸乙酯(2mL×2)萃取2次，合并乙酸乙酯相，旋转蒸发仪蒸去乙酸乙酯，得到二烷基二硒醚化合物Ⅱ-5 141mg，产率85％。GC检测纯度为93％。化合物式Ⅱ-5的结构表征如下：
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ4.19(q,J＝7.1Hz,4H),3.79(s,4H),1.25(t,J＝7.1Hz,6H)；13C NMR(126MHz,CDCl3)δ167.12,62.20,25.90,13.93.GC-MS(EI):m/z 333.9[M+].
实施例6：二烷基二硒醚化合物II-6的制备
反应式如下：
向反应瓶中加入硒粉99mg(1.25mmol)、氢氧化钾84mg(1.5mmol)，再加入0.5mL水，然后在搅拌状态下将167mg溴乙酸乙酯(1mmol)I-6加入到反应瓶中，在60℃条件下反应0.5h，停止反应。过滤，滤饼用乙酸乙酯洗涤两次(1mL×2)，合并滤液，加入3mL水，充分混合后静置分层，收集乙酸乙酯层后，水层再用乙酸乙酯(2mL×2)萃取2次，合并乙酸乙酯相，旋转蒸发仪蒸去乙酸乙酯，得到二烷基二硒醚化合物Ⅱ-6 153mg，产率92％。GC检测纯度为94.4％。化合物式Ⅱ-6的结构表征如下：
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ4.19(q,J＝7.1Hz,4H),3.79(s,4H),1.25(t,J＝7.1Hz,6H)；13C NMR(126MHz,CDCl3)δ167.12,62.20,25.90,13.93.GC-MS(EI):m/z333.9[M+].
实施例7：二烷基二硒醚化合物II-7的制备
反应式如下：
向反应瓶中加入硒粉99mg(1.25mmol)、氢氧化钾84mg(1.5mmol)，再加入0.5mL水，然后在搅拌状态下将171mg苄基溴(1mmol)I-7加入到反应瓶中，在60℃条件下反应0.5h，停止反应。过滤，滤饼用乙酸乙酯洗涤两次(1mL×2)，合并滤液，加入3mL水，充分混合后静置分层，收集乙酸乙酯层后，水层再用乙酸乙酯(2mL×2)萃取2次，合并乙酸乙酯相，旋转蒸发仪蒸去乙酸乙酯，得到二烷基二硒醚化合物Ⅱ-7 143mg，产率84％。GC检测纯度为94％。化合物式Ⅱ-7的结构表征如下：
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.35(tt,J＝6.8,1.2Hz,4H),7.32–7.26(m,6H),3.88(s,4H)；13C NMR(126MHz,CDCl3)δ139.07,129.06,128.47,127.12,32.70.GC-MS(EI):m/z341.9[M+].
实施例8：二丁溴酸二硒醚化合物II-8的制备
反应式如下：
向反应瓶中加入硒粉99mg(1.25mmol)、氢氧化钾140mg(2.5mmol)，再加入0.5mL水，然后在搅拌状态下将167mg溴丁酸(1mmol)I-8加入到反应瓶中，在60℃条件下反应1h，停止反应。过滤，滤饼用乙酸乙酯洗涤两次(1mL×2)，合并滤液，加入3mL水，充分混合后静置分层，收集水层，向其中加入2.5mL(2M)的盐酸，充分混合后，再用乙酸乙酯(2mL×2)萃取2次，合并乙酸乙酯相，旋转蒸发仪蒸去乙酸乙酯，得到二丁溴酸二硒醚化合物Ⅱ-8 138mg，产率83％。GC检测纯度为97％。化合物式Ⅱ-8的结构表征如下：
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ4.36(t,J＝7.1Hz,2H),2.51(t,J＝8.2Hz,2H),2.32-2.23(m,2H),1.36-1.10(m,4H),0.91-0.82(m,4H)；13C NMR(126MHz,CDCl3)δ178.94,32.41,32.24,27.41.GC-MS(EI):m/z 333.9[M+].
实施例9：二烷基二硒醚化合物II-4的制备
反应式如下：
向反应瓶中加入硒粉99mg(1.25mmol)、氢氧化钾84mg(1.5mmol)，再加入0.5mL水，然后在搅拌状态下将137mg溴丁烷(1mmol)I-4加入到反应瓶中，在60℃条件下反应2h，停止反应。过滤，滤饼用乙酸乙酯洗涤两次(1mL×2)，合并滤液，加入3mL水，充分混合后静置分层，收集乙酸乙酯层后，水层再用乙酸乙酯(2mL×2)萃取2次，合并乙酸乙酯相，旋转蒸发仪蒸去乙酸乙酯，得到二烷基二硒醚化合物Ⅱ-4 135mg，产率99％。GC检测纯度为98.0％。
实施例10：二烷基二硒醚化合物II-4的制备
反应式如下：
向反应瓶中加入硒粉99mg(1.25mmol)、氢氧化钾56mg(1mmol)，再加入0.5mL水，然后在搅拌状态下将137mg溴丁烷(1mmol)I-4加入到反应瓶中，在60℃条件下反应0.5h，停止反应。过滤，滤饼用乙酸乙酯洗涤两次(1mL×2)，合并滤液，加入3mL水，充分混合后静置分层，收集乙酸乙酯层后，水层再用乙酸乙酯(2mL×2)萃取2次，合并乙酸乙酯相，旋转蒸发仪蒸去乙酸乙酯，得到二烷基二硒醚化合物Ⅱ-4 116mg，产率85％。
实施例11：二烷基二硒醚化合物II-4的制备
反应式如下：
向反应瓶中加入硒粉99mg(1.25mmol)、氢氧化钾168mg(3.0mmol)，再加入0.5mL水，然后在搅拌状态下将137mg溴丁烷(1mmol)I-4加入到反应瓶中，在60℃条件下反应0.5h，停止反应。过滤，滤饼用乙酸乙酯洗涤两次(1mL×2)，合并滤液，加入3mL水，充分混合后静置分层，收集乙酸乙酯层后，水层再用乙酸乙酯(2mL×2)萃取2次，合并乙酸乙酯相，旋转蒸发仪蒸去乙酸乙酯，得到二烷基二硒醚化合物Ⅱ-4 103mg，产率76％。
实施例12：二烷基二硒醚化合物II-4的制备
反应式如下：
向反应瓶中加入硒粉99mg(1.25mmol)、三乙胺152mg(1.5mmol)，再加入0.5mL水，然后在搅拌状态下将137mg溴丁烷(1mmol)I-4加入到反应瓶中，在60℃条件下反应0.5h。利用GC-MS方法检测反应液，没有发现目标产物Ⅱ-4生成。
实施例13：二烷基二硒醚化合物II-4的制备
反应式如下：
向反应瓶中加入硒粉99mg(1.25mmol)、碳酸钠159mg(1.5mmol)，再加入0.5mL水，然后在搅拌状态下将137mg溴丁烷(1mmol)I-4加入到反应瓶中，在60℃条件下反应0.5h。利用GC-MS方法检测反应液，没有发现目标产物Ⅱ-4生成。
实施例14：二烷基二硒醚化合物II-4的制备
反应式如下：
向反应瓶中加入硒粉99mg(1.25mmol)、氢氧化钾84mg(1.5mmol)，再加入0.5mL水，然后在搅拌状态下将184mg碘丁烷(1mmol)I-9加入到反应瓶中，在50℃条件下反应1.5h，停止反应。过滤，滤饼用乙酸乙酯洗涤两次(1mL×2)，合并滤液，加入3mL水，充分混合后静置分层，收集乙酸乙酯层后，水层再用乙酸乙酯(2mL×2)萃取2次，合并乙酸乙酯相，旋转蒸发仪蒸去乙酸乙酯，得到二烷基二硒醚化合物Ⅱ-4 133mg，产率98％。
实施例15：二烷基二硒醚化合物II-4的制备
反应式如下：
向反应瓶中加入硒粉99mg(1.25mmol)、氢氧化钾84mg(1.5mmol)，再加入0.5mL乙醇，然后在搅拌状态下将137mg溴丁烷(1mmol)I-4加入到反应瓶中，在60℃条件下反应0.5h，停止反应。过滤，滤饼用1mL乙醇洗涤，合并滤液，蒸去乙醇，再加入3mL水，用乙酸乙酯(2mL×2)萃取2次，合并乙酸乙酯相，旋转蒸发仪蒸去乙酸乙酯，得到二烷基二硒醚化合物Ⅱ-4 135mg，产率99％。GC检测纯度为98％。
实施例16：二烷基二硒醚化合物II-4的制备
反应式如下：
向反应瓶中加入硒粉99mg(1.25mmol)、氢氧化钾84mg(1.5mmol)，再加入0.5mL水，然后在搅拌状态下将137mg溴丁烷(1mmol)I-4加入到反应瓶中，在75℃条件下反应2h，停止反应。过滤，滤饼用乙酸乙酯洗涤两次(1mL×2)，合并滤液，加入3mL水，充分混合后静置分层，收集乙酸乙酯层后，水层再用乙酸乙酯(2mL×2)萃取2次，合并乙酸乙酯相，旋转蒸发仪蒸去乙酸乙酯，得到二烷基二硒醚化合物Ⅱ-4 130mg，产率95.4％。GC检测纯度为95.0％。
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