[发明专利]含硫羧酸化合物和含硫酰胺化合物的催化合成方法

说明书

【技术领域】

本发明属于催化有机合成领域，具体地说涉及一种含硫羧酸化合物和含硫酰胺化合物的催化合成方法。

【背景技术】

有机硫化合物作为一种在具有生物活性的天然产物以及药物中普遍存在的物质，能够直接用于有机合成以及材料研发中。但是在现阶段制备过程中，主要以硫醇与卤代烃的缩合反应以及硫醇与不饱和烷烃的加成反应，其中合成工艺中产生卤素的环境问题成了亟待解决的难题。因此，新的含硫化合物的制备方法已经成为全球研究的热门领域。现阶段，有研究者通过过渡金属催化碳氢活化形成碳-硫键。但在目前来说应用较广的主要是芳烃或杂环化合物，即底物在强碱作用下去质子化后进行硫化；或在过渡金属催化下生成分子内的苯并噻吩和苯并噻唑。

近来有许多过渡金属已经被应用于硫化反应中，其中包括了钯，钌等，但是选择一种新的廉价高效的过渡金属催化剂仍然是一个巨大的挑战。Yu等人报道首先报道了铜催化下的2-苯基吡啶的芳香氢与芳香硫醇进行直接硫化。Daugulis等人报道了铜催化具有双齿配体定位官能团的底物进行直接硫化，同时底物不需要多余的步骤以进行预功能化。Chatani等人报道了镍催化下的碳氢活化，该催化体系能够催化脂肪族烷烃的C(sp³)-H与碘苯反应，进行芳香化。

基于上述研究基础，我们设计了一种镍金属催化体系。首先镍与脂肪族酰胺III定位官能团上的N配位，形成二价镍。脂肪族烷烃上的C(sp³)-H进行碳-氢断裂，形成与镍相连接的亚甲基。二硫醚再与金属催化中心反应，形成四价镍。还原消除后，硫醚转移到亚甲基上，生成含硫化合物IV。所得含硫化合物在氢氧化锂或硝酸铈铵作用下，可以分别生成不同的含硫羧酸化合物I与含硫酰胺化合物II。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种含硫羧酸化合物I和含硫酰胺化合物II的催化合成方法。

为达到上述发明目的，本发明提出以下的技术方案：

一种含硫羧酸化合物I和含硫酰胺化合物II的催化合成方法，以镍作催化剂，二硫醚化合物和含定位基团的脂肪族酰胺III作原料，以酸或膦配体作配体，以极性溶剂为溶剂，无机盐作碱，在100-180℃下有效反应5-48h，得到硫化物IV，在硝酸铈铵(CAN)或氢氧化锂作用下，分别得到相应的含硫羧酸化合物I和含硫酰胺化合物II。其中结构式I、II、III和IV如下：

上述合成方法中，所述R¹、R²基团为甲基、乙基、苯基、环己基、苄基、对氟苄基中的一种；所述R³基团为丙基、苯基、对甲苯基、对氯苯基、对硝苯基、邻硝苯基、对甲氧苯基、苄基中的一种。

上述合成方法中，所述镍催化剂为溴化镍，氟化镍，醋酸镍，乙酰丙酮镍，三氟甲基磺酸镍，二茂镍中的一种。

上述合成方法中，所述二硫醚化合物为二苯二硫醚，对甲基二苯二硫醚，对甲氧基二苯二硫醚，对硝基二苯二硫醚，间硝基二苯二硫醚，对氯二苯二硫醚，二苄基二硫醚，二丙级二硫醚中的一种。

上述合成方法中，所述脂肪族酰胺的定位官能团为8-氨基喹啉。

上述合成方法中，所述配体为1,2-双(二苯基膦)乙烷，三环己基膦，4,5-双二苯基膦-9,9-二甲基氧杂蒽，三(2-呋喃基)膦，(R)-()-1,1'-联萘-2,2’-双二苯膦，三苯基磷，苯甲酸，对硝基苯甲酸，对甲基苯甲酸，2-苯基苯甲酸，2,4,6-三甲基苯甲酸，2,6-二苯基苯甲酸的一种。

上述合成方法中，所述碱为氢氧化锂，氢氧化钠，氢氧化钾，氢氧化铯，碳酸钠，碳酸钾，碳酸铯，碳酸氢钠，碳酸氢钾中的一种。

上述合成方法中，所述溶剂为乙腈，TFA，DMAC,DMF,DMSO,NMP中的一种。

上述合成方法中，所述催化反应的条件为：在100-180℃下反应5-48小时。

上述合成方法中，所述制备含硫羧酸反应的条件为：将硫化物IV，二碳酸二叔丁酯，DMAP分别加入溶剂中，在40-100℃下反应4-24h，得Boc保护的中间产物。再将中间产物加入水与THF混合溶剂中，加入氢氧化锂与30％过氧化氢，室温下在40-100℃下反应4-24h，得到上述含硫羧酸化合物I。

上述合成方法中，所述制备含硫酰胺反应的条件为：将硫化物IV加入水与乙腈混合溶剂中，再加入硝酸铈铵，在40-100℃下反应4-24h，得到上述含硫酰胺化合物II。

【附图说明】