[发明专利]一种合成亚砜类化合物的方法

说明书

本发明公开了一种合成亚砜类化合物的方法，属于有机化合物合成技术领域。本发明方法包括：以苝酰亚胺作为催化剂，在光照条件下，催化硫醚类化合物与氧气剂反应得到亚砜化合物。本发明首次实现可见光下苝酰亚胺催化的硫醚的选择性氧化，成功地以高收率构建亚砜亚生物；本发明反应条件温和，反应效率高，底物适用范围广，原子利用率高，反映区域选择性和化学选择性高，具有潜在的应用价值。

技术领域

本发明具体涉及一种合成亚砜类化合物的方法，属于有机化合物合成技术领域。

背景技术

有机化合物的选择性氧化是有机合成中最基本的反应之一，也是工业化学中最关键的挑战之一。传统上，有毒或危险的氧化剂，如有毒金属氧化物和过氧化物，在化学计量的数量通常用于这些化学转化。由于人们对环境问题的日益关注，人们广泛致力于开发更清洁的合成策略，利用氧气作为最经济、最绿色的终端氧化剂。然而，由于氧的三重基态结构，它是不活泼的，很难被激活，特别是对惰性的碳氢键。为了克服其高氧化电位，使用了贵重有毒的贵金属催化剂，或在高温高压下多孔石墨烯/氮化碳复合材料。此外，由于光催化已被公认为一种有用的合成方法，并且在众多的实际领域和基础研究中得到了迅速的发展，金属光催化系统也被开发用于有机化合物的氧化，但光生氧化电位不足以及贵金属的使用，严重限制了其实际应用。因此，在温和条件下选择光催化氧化无金属光催化剂提供了一种环境友好的替代合成路线是有迫切需求的。然而，无金属光催化剂在选择性氧化中的应用还比较少见。

硫醚的选择性氧化是有机合成中官能团相互转化的重要手段。根据硫醚催化反应体系的不同，可以得到不同的产物，如亚砜、砜类化合物。其中亚砜类化合物是各种精细化学品和药品最重要和最有价值的组成部分之一。然而，这些体系中的许多反应仍然需要苛刻的反应条件与含金属废物和低选择性。

发明内容

为了解决上述问题，本发明利用苝酰亚胺为有机光催化剂，在可见光下实现了硫醚选择性氧化为亚砜。并通过对催化剂及用量、溶剂等反应条件的优化，实现了硫醚选择性氧化成亚砜。

见光诱导的光催化反应因其绿色、高效、可持续的特点，已广泛应用于现代有机合成和药物合成中。这一催化策略可在温和反应下产生各种活性物质，实现各种中间体的形成和各类化学键的构建。苝酰亚胺类化合物有着较大的刚性共平面结构与共轭体系，具有光化学稳定性、热稳定性较好以及斯托克斯位移较大、荧光量子产率较高、易于修饰的结构特性等优点，在传统染料、有机光电材料、荧光探针等领域都有着广泛的应用。本发明通过使用苝酰亚胺作为有机光催化剂实现了一系列光催化反应，拓展了苝酰亚胺作为有机光催化剂的应用范围，并为后续研究奠定了基础。

本发明的第一个目的是提供一种合成亚砜类化合物的方法，所述方法是在有机溶剂中，利用苝酰亚胺类化合物(PDI)作为光催化剂，硫醚类化合物与氧化剂在可见光光照下反应得到亚砜类化合物。

在本发明的一种实施方式中，所述方法的反应方程式如下所述：

其中硫醚类化合物中R1、R2分别独立的选自甲基、氘代甲基、未取代或卤素取代的C1～C6直链或支链烷基、未取代或卤素取代的C3～C10环烷基、未取代或取代的C3～C5芳环、芳杂环中任意一种；其中，卤素表示氟、氯、溴或碘。

在本发明的一种实施方式中，所述R₁或R₂优选以下任意一种：由卤素、-NO₂、-OMe、-Me、-^tBu取代或未取代的苯，甲苯，甲基，乙基，丙烯基，丁基。

在本发明的一种实施方式中，所述的苝酰亚胺类化合物的结构式如下所示：

在本发明的一种实施方式中，所述光催化剂苝酰亚胺类化合物相对硫醚类化合物与的摩尔当量不低于5mol％。