阅读说明：本技术 一种三氟甲硫基化合物的制备方法 (Preparation method of trifluoromethylthio compound ) 是由 孙东伟 李丽 周永言 唐念 张曼君 于 2020-11-27 设计创作，主要内容包括：本发明涉及有机合成技术领域,尤其涉及一种三氟甲硫基化合物的制备方法。本发明公开了一种三氟甲硫基化合物的制备方法,该制备方法首次以取代的芳基硅烷为原料,使用三氟甲硫基试剂制备得到三氟甲硫基化合物,该制备方法反应效率高、选择性高、合成路线简单,且绿色经济。(The invention relates to the technical field of organic synthesis, in particular to a preparation method of a trifluoromethylthio compound. The invention discloses a preparation method of a trifluoromethylthio compound, which takes substituted aryl silane as a raw material for the first time, and prepares the trifluoromethylthio compound by using a trifluoromethylthio reagent.)

一种三氟甲硫基化合物的制备方法

技术领域

本发明涉及有机合成技术领域，尤其涉及一种三氟甲硫基化合物的制备方法。

背景技术

众所周知，氟元素是一个很特殊的元素，由于具有强的电负性，不仅具有其独特的性质，同时一些含氟基团也具有各自的特性。在各种含氟基团中，三氟甲硫基(SCF₃)由于具有强吸电子性和高亲脂性(πR＝1.44)等特性，被广泛应用在医药、农药和材料科学等领域，长期以来一直让研究人员着迷。在过去的时间里，大量的关于引入三氟甲硫基的方法被报道出来，所有这些方法可以被分成两类:(1)将其它官能团转换成三氟甲硫基的间接三氟甲硫基化反应，这类方法经常会需要苛刻的反应条件并伴有一些副产物生成。(2)直接三氟甲硫基化方法，即利用三氟甲硫基化试剂在前体底物上直接引入三氟甲硫基基团，这类方法是近几年研究的热点。

到目前为止，三氟甲硫基化反应已经取得了很大进展，并且开发出一系列三氟甲硫基化试剂。最初高反应活性的三氟甲基次磺酰氯(CF₃SCl)被用于直接三氟甲硫基化反应，但其毒性和难以储存限制了其应用。后来随着研究的深入，一系列三氟甲硫基试剂如Me₄NSCF₃、AgSCF₃和CuSCF₃被开发出来。近几年来，不断有新策略和新方法被提出，三氟甲硫基化反应取得了重大的突破，同时一些高效、稳定的亲电三氟甲硫基试剂被发现，并在应用中取得了许多令人瞩目的成果。

因此，利用三氟甲硫基试剂提供三氟甲硫基化合物多样性的制备方法，是本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种三氟甲硫基化合物的制备方法，该制备方法以取代的芳基硅烷为原料，使用三氟甲硫基试剂制备得到三氟甲硫基化合物，该制备方法反应效率高、选择性高、合成路线简单，且绿色经济。

其具体技术方案如下：

本发明提供了一种三氟甲硫基化合物的制备方法，包括以下步骤：

在溶剂体系中，将式(Ⅱ)所示结构的化合物和氟试剂进行混合，然后加入三氟甲硫基试剂进行反应，得到式(Ⅰ)所示结构的三氟甲硫基化合物；

其中，R¹选自氢、氟、氯、溴、碘、硝基、甲基、甲氧基、苄基或苯基，[Si]选自SiCH₃(OMe)₂、Si(OMe)₃、Si(Me)₃、SiCH₃(OSiMe₃)₂、Si(OEt)₃或Si(OSiMe₃)₃。

本发明三氟硫基化合物的反应路线为：

该反应的机理是：式(Ⅱ)所示结构的化合物和氟试剂进行混合，在氟负离子的作用下生成芳基负离子，芳基负离子再与三氟甲硫基试剂产生的三氟甲硫基正离子反应直接得到三氟甲硫基化合物。

本发明提供的三氟甲硫基化合物的制备方法中，所述溶剂体系包括DCM、甲苯、四氢呋喃、乙腈、DMF、DMA和DMSO中的至少一种，优选为四氢呋喃；

首先，所述式(Ⅱ)所示结构的化合物加入所述溶剂体系中，然后优选在搅拌的条件下加入氟试剂进行混合；

所述式(Ⅱ)所示结构的化合物与所述氟试剂的摩尔比为1：(1.5-3.0)，优选为1：2；

所述氟试剂选自四丁基氟化氨、氟化银、氟化钾、氟化钠或氟化铯，优选为四丁基氟化氨；

所述混合优选在搅拌的条件下进行，所述搅拌的转速为1000～2400r/min，时间为0.4h～3.0h，优选为0.5h；

所述混合完成后，再加入三氟甲基试剂进行反应；

所述三氟甲硫基试剂包括以下结构的化合物：

其中，R为氢或甲基。

所述式(Ⅱ)所示结构的化合物与所述三氟甲硫基试剂的摩尔比为1：(1.2-2.0)，优选为1：1.2；

所述反应在氮气或惰性气体的气氛下进行；

所述反应的温度为50-80℃，时间为2-4h，优选为在60℃下反应3h；

所述反应结束后，还包括：萃取、干燥、过滤、除去溶剂和纯化；

所述萃取具体为：采用乙酯乙酯萃取三次，合并有机相后，再采用稀盐酸、蒸馏水和饱合食盐水分别萃取一次；

所述干燥采用无水硫酸镁进行干燥；

所述纯化具体为：采用体积比为10：1的石油醚和乙酸乙酯混合液过硅胶柱纯化。

从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

(1)本发明首次以取代的芳基硅烷为原料，使用三氟甲硫基试剂，通过一步反应直接制得三氟甲硫基化合物，反应效率高，操作简单，条件温和，路线新颖，反应体系干净，安全实用；尤其是反应稳定性好，污染小，选择性高，适用性广。

(2)本发明提供的三氟甲硫基化合物的反应时间和合成路线短，后处理方式简单，纯化损失少，极大地的节约了人力、物力和时间，能够适应和满足工业化生产的需求。

(3)本发明提供的三氟甲硫基化合物的制备方法中，避免了剧烈的剧毒试剂、高温条件以及昂贵金属催化剂的使用。它是一条绿色经济的制备方法，能够以优秀的高度的选择性和化学收率得到目标产物三氟甲硫基化合物，具有广阔的市场前景。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例中的原料及试剂均为市购。

实施例1

本发明提供的一种分子式为C₇H₅F₃S制备方法，具体制备步骤如下：

在室温条件下，将1.0当量的苯基三甲氧基硅烷(79.32mg,0.4mmol)加入到1.5mL四氢呋喃中，在搅拌过程中缓慢添加2.0当量的氟试剂(209.17mg,0.8mmol)，待氟试剂添加完毕，以1500r/min搅拌0.5h后加入1.2当量的三氟甲硫基试剂N-三氟甲硫基糖精(135.95mg,0.48mmol)，置换N₂三次，加热60℃，反应3h，待氟谱检测反应结束后，将反应降到室温，向体系中缓慢滴加蒸馏水，用乙酸乙酯萃取三次，合并有机相，用稀盐酸、蒸馏水、饱和食盐水分别萃取一次，无水硫酸镁干燥，过滤，拌样，旋蒸，用体积比为10：1的石油醚和乙酸乙酯混合液过硅胶柱纯化得产物三氟甲基苯硫醚。无色液体，产率81％，¹⁹F NMR(376MHz,CDCl₃)δ-43.28(s,3F),HRMS:calcd for C₁₆H₉IO₄[M+H]⁺178.0064,found178.0071。

实施例2

本实施例为三氟甲基苯硫醚C₇H₅F₃S的制备

本实施例与实施例1的区别在于：将步骤中的[Si]替换为SiCH₃(OMe)₂，经测试C₇H₅F₃S的产率为68％。

实施例3

本实施例为三氟甲基苯硫醚C₇H₅F₃S的制备

本实施例与实施例1的区别在于：将步骤中的三氟甲基硫试剂替换为

经核磁共振氟谱和氢谱确认C₇H₅F₃S制备成功，C₇H₅F₃S的产率为71％。

实施例4

本实施例与实施例1的区别在于：将步骤中的氟试剂替换为氟化银，经核磁共振氟谱和氢谱确认C₇H₅F₃S制备成功，C₇H₅F₃S的产率为66％。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。