一种制备α-酰氧硫醚衍生物的方法
阅读说明：本技术 一种制备α-酰氧硫醚衍生物的方法 (Method for preparing alpha-acyloxy thioether derivative ) 是由 李正义 李云剑 戴胜飞 杨科 孙小强 于 2021-01-22 设计创作，主要内容包括：本发明属于精细化工领域,具体涉及一种制备α-酰氧硫醚衍生物的方法。其技术要点如下：将化合物A、羧酸B、羧酸B的钠盐和1-氯甲基-4-氟-1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷二(四氟硼酸)盐依次加入含有反应溶剂乙腈的封管中反应后蒸出反应溶剂乙腈,得到α-酰氧硫醚衍生物。本发明α-酰氧硫醚衍生物的制备方法,遵循了绿色化学的宗旨,并解决了传统制备α-酰氧硫醚衍生物过程中亚砜的毒性大的等问题,同时本发明采用的催化剂原料种类少、催化剂反应工艺简单、产物提纯方法简便且收率高,具有产业价值。(The invention belongs to the field of fine chemical engineering, and particularly relates to a method for preparing an alpha-acyloxy thioether derivative. The technical points are as follows: and sequentially adding the compound A, the carboxylic acid B, the sodium salt of the carboxylic acid B and 1-chloromethyl-4-fluoro-1, 4-diazabicyclo [2.2.2] octane bis (tetrafluoroborate) into a sealed tube containing a reaction solvent acetonitrile, reacting, and distilling off the reaction solvent acetonitrile to obtain the alpha-acyloxysulfide derivative. The preparation method of the alpha-acyloxy thioether derivative follows the aim of green chemistry, solves the problems of high toxicity of sulfoxide and the like in the traditional preparation process of the alpha-acyloxy thioether derivative, and has the advantages of few types of catalyst raw materials, simple catalyst reaction process, simple and convenient product purification method, high yield and industrial value.)
技术领域
本发明属于精细化工领域，具体涉及一种制备α-酰氧硫醚衍生物的方法。
背景技术
α-酰氧硫醚是一类重要的有机化合物，其母体结构广泛存在于不同天然产物中，同时该类衍生物还是重要的有机合成中间体，可以用于合成醛、酮类化合物。因此，如何直接高效地合成该类化合物已经引起化学工作者的高度关注。
目前合成α-酰氧硫醚主要有两类方法，第一种使用亚砜化合物为原料，利用Pummerer重排反应合成α-酰氧硫醚，该类方法存在的缺陷是需要预先合成亚砜原料；第二种使用硫醚化合物为原料，在过渡金属催化剂或者相转移催化剂作用下，利用相应的高价碘试剂将硫醚化合物转化为α-酰氧硫醚，该类反应的缺陷主要在于价格昂贵，活性较高的高价碘试剂。
有鉴于上述现有技术中存在的缺陷，本发明人基于从事此类材料多年丰富经验及专业知识，配合理论分析，加以研究创新，开发一种制备α-酰氧硫醚衍生物的方法，不需要预先制备相应的亚砜，且不需要使用昂贵的催化剂，利用简单羧酸和相应羧酸盐和商品化的Selectfluor试剂即可绿色高效地合成α-酰氧硫醚衍生物。具有产业价值。
发明内容
本发明的目的是提供一种制备α-酰氧硫醚衍生物的方法，遵循了绿色化学的宗旨，并解决了传统制备α-酰氧硫醚衍生物过程中产率低、亚砜原料毒性大等问题，同时本发明使用的催化剂反应工艺简单且产物收率高，进而大幅降低制备α-酰氧硫醚衍生物的成本，具有产业价值。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
本发明提供的一种α-酰氧硫醚衍生物，其结构式如下：
其中R为烷基、芳基或者杂芳基中的任意一种，R1为烷基、芳基或者杂芳基中的任意一种，R2为卤素或者烷基中的任意一种。
进一步的，本发明提供的制备α-酰氧硫醚衍生物的方法，是将化合物A、羧酸B、羧酸B的钠盐和1-氯甲基-4-氟-1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷二(四氟硼酸)盐依次加入含有反应溶剂乙腈的封管中反应后蒸出反应溶剂乙腈，得到α-酰氧硫醚衍生物粗产物，其中化合物A的结构式如下：
反应式为：
其中R1为烷基、芳基或者杂芳基中的任意一种，R2为卤素或者烷基中的任意一种。
本发明通过上述方式提出了一种新的α-酰氧硫醚衍生物的制备技术路径，其反应机理是：底物在1-氯甲基-4-氟-1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷二(四氟硼酸)盐的作用下得到氟正离子中间体A，并在醋酸钠的作用下发生分子内关环得到环状正离子中间体C，中间产物C在醋酸钠和醋酸的作用下发生硫原子α位氢的消除同时发生N-S断裂从而得到硫正离子中间体D以及其异构化产物E，最后E与OAc负离子发生加成得到最终产物。
进一步的，通过柱层析法对α-酰氧硫醚衍生物粗产物进行提纯，得到α-酰氧硫醚衍生物，其中柱层析法采用的展开剂为二氯甲烷。
进一步的，本发明提供的制备方法中，反应温度为100～150℃。温度若低于100℃，反应不会发生，若温度高于150℃会导致反应的危险性提高。
进一步的，本发明提供的制备方法中，反应时间为12～36小时。
进一步的，本发明提供的制备方法中，反应体系的浓度为0.05～0.3mol/L。
进一步的，本发明提供的制备方法中，反应体系的浓度为0.1mol/L。
进一步的，化合物A、羧酸B、羧酸B的钠盐和1-氯甲基-4-氟-1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷二(四氟硼酸)盐的摩尔比为1：1：3：1。
进一步的，本发明的反应温度优选为120℃。
进一步的，本发明的反应时间优选为24小时。
进一步的，本发明提供的制备方法中，采用的封管优选为厚壁耐压管。
进一步的，化合物A优选为N-取代-2-甲硫苯甲酰胺，将其与羧酸B、羧酸B的钠盐和1-氯甲基-4-氟-1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷二(四氟硼酸)盐[Selectfluor]加入含有反应溶剂乙腈的封管中并进行反应，反应结束后依次进行反应液浓缩和柱层析分离，即可获得目标产物[(2-取代氨甲酰芳基)硫代]羧酸甲酯。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
本发明提供的一种制备α-酰氧硫醚衍生物的方法，遵循了绿色化学的宗旨，并解决了传统制备α-酰氧硫醚衍生物过程中产率低、亚砜原料毒性大等问题，同时本发明使用的催化剂反应工艺简单且产物收率高，进而大幅降低制备α-酰氧硫醚衍生物的成本。
附图说明
图1为本发明实施例1制备[(2-正丁基氨甲酰苯基)硫代]丙酸甲酯的反应机理图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，对依据本发明提出的一种制备α-酰氧硫醚衍生物的方法，其具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。
一种α-酰氧硫醚衍生物，其结构式如下：
其中R为烷基、芳基或者杂芳基中的任意一种，R1为烷基、芳基或者杂芳基中的任意一种，R2为卤素或者烷基中的任意一种。
其制备方法如下：
是将化合物A、羧酸B、羧酸B的钠盐和1-氯甲基-4-氟-1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷二(四氟硼酸)盐依次加入含有反应溶剂乙腈的封管中，在100～150℃下反应12～36小时后蒸出反应溶剂乙腈，过柱层析，得到α-酰氧硫醚衍生物，其中化合物A的结构式如下：
反应式如下：
其中R1为烷基、芳基或者杂芳基中的任意一种，R2为卤素或者烷基中的任意一种。
实施例1：α-酰氧硫醚衍生物—[(2-正丁基氨甲酰苯基)硫代]乙酸甲酯及其制备方法
[(2-取代氨甲酰苯基)硫代]羧酸甲酯，其结构式如下：
其制备方法如下：
在50mL的封管中依次加入乙腈(10mL)、N-正丁基-2-甲硫苯甲酰胺(1.0mmol，0.223g)、醋酸(1.0mmol，0.060g)、醋酸钠(3.0mmol，0.246g)和Selectfluor(1.0mmol，0.355g)，反温度控制在120℃，并且剧烈搅拌反应24小时。反应结束后依次进行反应液浓缩和柱层析分离，即可获得[(2-正丁基氨甲酰苯基)硫代]乙酸甲酯，产量为0.244g，收率为87％。
反应式如下：
实施例2：α-酰氧硫醚衍生物—[(2-取代氨甲酰苯基)硫代]羧酸甲酯的制备方法如下：
[(2-取代氨甲酰苯基)硫代]羧酸甲酯的合成通法：在50mL的封管中依次加入乙腈(10mL)、N-取代-2-甲硫苯甲酰胺(1.0mmol，0.223g)、羧酸B(1.0mmol)、羧酸B的钠盐(3.0mmol)和Selectfluor(1.0mmol，0.355g)，反温度控制在120℃，并且剧烈搅拌反应24小时。反应结束后依次进行反应液浓缩和柱层析分离，即可获得[(2-取代氨甲酰苯基)硫代]羧酸甲酯。
实施例3：α-酰氧硫醚衍生物—[(2-苯基氨甲酰苯基)硫代]乙酸甲酯及其制备方法
采用实施例1的制备方法，以N-苯基-2-甲硫苯甲酰胺、醋酸钠和醋酸为原料制备[(2-苯基氨甲酰苯基)硫代]乙酸甲酯，收率为40％。其反应式如下：
实施例4：α-酰氧硫醚衍生物—[(2-(2-吡啶基)氨甲酰苯基)硫代]乙酸甲酯及其制备方法
采用实施例1的制备方法，以N-(2-吡啶基)-2-甲硫苯甲酰胺、醋酸钠和醋酸为原料制备[(2-(2-吡啶基)氨甲酰苯基)硫代]乙酸甲酯，收率为47％，其反应式如下：
实施例5：α-酰氧硫醚衍生物—[(2-正丁基氨甲酰苯基)硫代]丙酸甲酯及其制备方法
采用实施例1的制备方法，以N-正丁基-2-甲硫苯甲酰胺、丙酸钠和丙酸为原料制备[(2-正丁基氨甲酰苯基)硫代]丙酸甲酯，收率为83％，其反应式如下：
实施例6：α-酰氧硫醚衍生物—[(2-正丁基氨甲酰苯基)硫代]苯甲酸甲酯及其制备方法
采用实施例1的制备方法，以N-正丁基-2-甲硫苯甲酰胺、苯甲酸钠和苯甲酸为原料制备[(2-正丁基氨甲酰苯基)硫代]苯甲酸甲酯，收率为71％，其反应式如下：
实施例7：α-酰氧硫醚衍生物—[(2-正丁基氨甲酰苯基)硫代](5-氯噻吩-2-苯甲酸)甲酯及其制备方法
采用实施例1的制备方法，以N-正丁基-2-甲硫苯甲酰胺、5-氯噻吩-2-甲酸钠和5-氯噻吩-2-甲酸为原料制备[(2-正丁基氨甲酰苯基)硫代](5-氯噻吩-2-苯甲酸)甲酯，收率为78％，其反应式如下：
实施例8：α-酰氧硫醚衍生物—[(2-正丁基氨甲酰-5-甲基苯基)硫代]丙酸甲酯及其制备方法
采用实施例1的制备方法，以N-正丁基-4-甲基-2-甲硫苯甲酰胺、丙酸钠和丙酸为原料制备[(2-正丁基氨甲酰-5-甲基苯基)硫代]丙酸甲酯，收率为50％，其反应式如下：
实施例9：α-酰氧硫醚衍生物—[(2-正丁基氨甲酰-4-氯苯基)硫代]丙酸甲酯及其制备方法
采用实施例1的制备方法，以N-正丁基-5-氯-2-甲硫苯甲酰胺、丙酸钠和丙酸为原料制备[(2-正丁基氨甲酰-4-氯苯基)硫代]丙酸甲酯，收率为67％，其反应式如下：
对比实施例1
在50mL的封管中依次加入乙腈(10mL)、N-正丁基-2-甲硫苯甲酰胺(1.0mmol，0.223g)、醋酸(1.0mmol，0.060g)和醋酸钠(3.0mmol，0.246g)，反温度控制在120℃，并且剧烈搅拌反应24小时。反应结束后依次进行反应液浓缩和柱层析分离，无法分离得到[(2-正丁基氨甲酰苯基)硫代]乙酸甲酯，反应涉及的方程式如下：
但是无法得到产物。
对比实施例2
以苯甲硫醚采用实施例1的制备方法，无法得到目标产物。其反应式如下：
对比实施例3
以N,N-二乙基甲硫苯甲酰胺采用实施例1的制备方法，无法得到目标产物。其反应式如下：
由实施例1～9的实验结果可知，采用本发明的制备方法制备的α-酰氧硫醚衍生物均能达到最高收率；通过对比实施例1可知，在没有催化剂Selectfluor试剂的存在下，本发明的反应不能发生；通过对比实施例2可知，本发明的反应的发生需要酰胺基在邻位；通过对比实施例3可知，本发明的反应的发生需要酰胺基的N上有氢。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例展示如上，但并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
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