CN112592330A - 一种2-醛基硫色酮类化合物的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种2‑醛基硫色酮的合成方法，该方法以2‑甲基硫色酮类化合物为原料，先与N,N‑二甲基甲酰胺二甲基缩醛反应生成烯胺类中间体，反应体系经过简单后处理，直接加入高碘化合物进行氧化还原反应得到2‑醛基硫色酮类化合物。本发明的合成方法后处理操作更加简单，产物收率较高，可重复性好、底物适用范围广，且使用的N,N‑二甲基甲酰胺二甲基缩醛和高碘化合物相对较为安全，是一种更为简便、高效的方法。
Description
技术领域
本发明属于有机化合物的合成技术领域，具体涉及一种2-醛基硫色酮类化合物的合成方法。
背景技术
根据Kakiuchi小组(Chemical Communications,2008,2013-2015)和Zhang小组(Tetrahedron Letters,2016,57,5179-5184.)报道，下述式Ⅳ所示二氧化硫色酮化合物可以对羟基、氨基和羧基进行保护，式Ⅴ所示二氧化硫色酮化合物可以对磷酸和磺酸基进行保护，且在一定条件下均可以较高收率得到光脱除产物，因此，该硫色酮类光保护基在有机合成中具有广阔的应用前景。2-醛基硫色酮类化合物是合成式Ⅳ和式Ⅴ这两种S,S-二氧化硫色酮光保护基的必要中间体(以下为由2-醛基硫色酮合成S,S-二氧化硫色酮光保护基的方程式)。因此，高效合成2-醛基硫色酮类化合物对于硫色酮类光保护基的发展具有重要意义。
关于2-醛基硫色酮类化合物的制备此前已有报道，美国专利US20110028738A1利用2-甲基硫色酮为原料，在二氧化硒作为氧化剂、氯苯作为溶剂条件下回流12h得到2-醛基硫色酮类化合物，该方法得到的产物收率较低，且生成的大量副产物硒的分离较为繁琐，需要额外进行重结晶分离。Zhang小组(Heterocycles,2011,85,2337-2342.)对前述方法进行了进一步的改进，仍以2-甲基硫色酮为原料，利用二氧化硒作为氧化剂、邻二氯苯作为溶剂回流反应，在该条件下产物易发生分子内Friedel-Crafts副反应，实验可重复性较差，且大量副产物硒仍较难分离。
综上所述，目前已报道的合成2-醛基硫色酮类化合物的方法仍存在着一些不足，如副产物的分离较为繁琐、收率不稳定等。因此，发展一种较高收率、操作简便、可重复性好的方法具有重要价值。
发明内容
本发明的目的是提供一种高收率、可重复性强、操作简便的合成2-醛基硫色酮类化合物的方法。
针对上述目的，本发明所采用的2-醛基硫色酮类化合物的合成方法为：将式I所示的2-甲基硫色酮类化合物和N,N-二甲基甲酰胺二甲基缩醛溶于溶剂1中，在100～170℃下搅拌反应3～10h，得到烯胺类中间体Ⅱ；将所得烯胺类中间体Ⅱ与高碘化合物溶于溶剂2中，室温搅拌1～5h，得到式Ⅲ所示的2-醛基硫色酮类化合物。
式中Ar1代表苯基、C1～C6烷基取代苯基、C1～C6烷氧基取代苯基、卤代苯基中的任意一种；R1代表氢、卤素、苯基、C1～C6烷基取代苯基、C1～C6烷氧基取代苯基、三氟甲基取代苯基、卤代苯基、萘基中的任意一种，DMFDMA代表N,N-二甲基甲酰胺二甲基缩醛。
上述合成方法中，优选将式I所示的2-甲基硫色酮类化合物和N,N-二甲基甲酰胺二甲基缩醛溶于溶剂1中，在140～150℃下搅拌反应4～6h。
上述合成方法中，所述高碘化合物是高碘酸钠、高碘酸中的一种或它们的混合物。
上述合成方法中，优选2-甲基硫色酮类化合物和N,N-二甲基甲酰胺二甲基缩醛、高碘化合物的摩尔比为1:1.0～3.0:2.0～3.0。
上述合成方法中，所述溶剂1是N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、吡啶、乙腈中的任意一种或它们的混合物。
上述合成方法中，所述溶剂2是四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、吡啶中任意一种与水的混合物。
本发明的有益效果如下：
本发明以2-甲基硫色酮为原料，先与N,N-二甲基甲酰胺二甲基缩醛反应生成烯胺类化合物，反应体系经过简单后处理，直接加入高碘化合物进行氧化还原反应，即得2-醛基硫色酮类化合物。本发明的合成方法与已有的二氧化硒氧化方法相比，后处理操作更加简单，产物收率较高且实验的可重复性好、底物适用范围广，同时二氧化硒为B级无机剧毒物品，而本发明所使用的N,N-二甲基甲酰胺二甲基缩醛和高碘化合物相对较为安全。因此，该发明对于2-醛基硫色酮类化合物的合成提供了一种更为简便、高效的方法，为相应硫色酮类光保护基及相关的研究提供了更有效的物质基础。
附图说明
图1是实施例1制备的2-醛基硫色酮的1H NMR图。
图2是实施例1制备的2-醛基硫色酮的13C NMR图。
图3是实施例2制备的2-醛基-3-碘硫色酮的1H NMR图。
图4是实施例2制备的2-醛基-3-碘硫色酮的13C NMR图。
图5是实施例3制备的2-醛基-3-苯基硫色酮的1H NMR图。
图6是实施例3制备的2-醛基-3-苯基硫色酮的13C NMR图。
图7是实施例4制备的2-醛基-3-对三氟甲基苯基硫色酮的1H NMR图。
图8是实施例4制备的2-醛基-3-对三氟甲基苯基硫色酮的13C NMR图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明，但本发明的保护范围不仅限于以下实施例。
实施例1
制备2-醛基硫色酮
将150mg(0.85mmol)式I-1所示的2-甲基硫色酮加入到25mL圆底烧瓶中，加入4.3mL N,N-二甲基甲酰胺溶解2-甲基硫色酮，再加入0.23mL(1.70mmol)N,N-二甲基甲酰胺二甲基缩醛，150℃回流反应4h，反应结束后降至室温，向反应液中加入水，再加入二氯甲烷分液萃取三次，合并有机相，用无水硫酸镁干燥后，用砂芯漏斗抽滤，减压蒸除溶剂，得到式II-1所示烯胺类中间体。将式II-1所示烯胺类中间体和546mg(2.55mmol)高碘酸钠加入25mL圆底烧瓶中，并加入2.8mL四氢呋喃和2.8mL水，室温反应2h。反应液中加入饱和硫代硫酸钠水溶液，再加入二氯甲烷分液萃取三次，有机相中加入饱和碳酸氢钠水溶液，分液萃取三次，合并有机相，用无水硫酸镁干燥后，用砂芯漏斗抽滤，减压蒸除溶剂，用PE：EA＝4:1(V/V)的淋洗剂进行柱层析分离得到103mg式Ⅲ-1所示的黄色固体化合物2-醛基硫色酮，两步总收率为64％。结构表征数据见图1和图2：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ9.89(s,1H),8.49(d,J＝5.2Hz,1H),7.71–7.66(m,2H),7.60–7.56(m,1H),7.51(s,1H)；13C NMR(100MHz,CDCl3)δ189.68,181.21,147.93,136.63,133.63,132.77,132.17,128.92,128.50,127.90。
实施例2
制备2-醛基-3-碘硫色酮
将75mg(0.25mmol)式I-2所示的2-甲基-3-碘硫色酮加入到10mL圆底烧瓶中，加入2.5mL N,N-二甲基甲酰胺溶解2-甲基-3-碘硫色酮，再加入66μL(0.5mmol)N,N-二甲基甲酰胺二甲基缩醛，150℃回流反应4h，反应结束后降至室温，向反应液中加入水，再加入二氯甲烷分液萃取三次，合并有机相，用无水硫酸镁干燥后，用砂芯漏斗抽滤，减压蒸除溶剂，得到式II-2烯胺类中间体。将式II-2所示烯胺类中间体和159mg(0.74mmol)高碘酸钠加入10mL圆底烧瓶中，并加入1.3mL四氢呋喃和1.3mL水，室温反应2h。反应液中加入饱和硫代硫酸钠水溶液，再加入二氯甲烷分液萃取三次，有机相中加入饱和碳酸氢钠水溶液，分液萃取三次，合并有机相，用无水硫酸镁干燥后，用砂芯漏斗抽滤，减压蒸除溶剂，用PE：DCM：EA＝8:1:1(V/V)的淋洗剂进行柱层析分离得到58.7mg式Ⅲ-2所示的黄色固体化合物2-醛基-3-碘硫色酮，两步总收率为75％。结构表征数据见图3和图4：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ10.22(s,1H),8.54(d,J＝5.2Hz,1H),7.73–7.69(m,2H),7.63–7.60(m,1H)；13C NMR(100MHz,CDCl3)δ195.34,176.74,144.04,136.43,132.93,130.25,129.09,128.42,126.78,111.16。
实施例3
制备2-醛基-3-苯基硫色酮
将250mg(0.98mmol)式I-3所示的2-甲基-3-苯基硫色酮加入到25mL圆底烧瓶中，加入4.0mLN,N-二甲基甲酰胺溶解2-甲基-3-苯基硫色酮，再加入0.26mL(1.96mmol)N,N-二甲基甲酰胺二甲基缩醛，150℃回流反应6h，反应结束后降至室温，向反应液中加入水，再加入二氯甲烷分液萃取三次，合并有机相，用无水硫酸镁干燥后，用砂芯漏斗抽滤，减压蒸除溶剂，得到式II-3烯胺类中间体。将式II-3所示烯胺类中间体和631mg(2.95mmol)高碘酸钠加入25mL圆底烧瓶中，并加入2.3mL四氢呋喃和2.3mL水，室温反应1h。反应液中加入饱和硫代硫酸钠水溶液，再加入二氯甲烷分液萃取三次，有机相中加入饱和碳酸氢钠水溶液，分液萃取三次，合并有机相，用无水硫酸镁干燥后，用砂芯漏斗抽滤，减压蒸除溶剂，用PE：EA＝8:1(V/V)的淋洗剂进行柱层析分离得到103mg式Ⅲ-3所示的黄色固体化合物2-醛基-3-苯基硫色酮，两步总收率为72％。结构表征数据见图5和图6：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ9.71(s,1H),8.49(d,J＝8.0Hz,1H),7.71–7.64(m,2H),7.58–7.52(m,1H),7.51–7.47(m,3H),7.40–7.35(m,2H)；13C NMR(100MHz,CDCl3)δ190.39,180.95,143.85,143.76,136.44,132.57,132.37,131.56,131.30,129.58,129.48,128.44,128.24,127.60。
实施例4
制备2-醛基-3-对三氟甲基苯基硫色酮
将100mg(0.31mmol)式I-4所示的2-甲基-3-对三氟甲基苯基硫色酮加入到25mL圆底烧瓶中，加入3.1mLN,N-二甲基甲酰胺溶解2-甲基-3-对三氟甲基苯基硫色酮，再加入83μL(0.62mmol)N,N-二甲基甲酰胺二甲基缩醛，150℃回流反应4h，反应结束后降至室温，向反应液中加入水，再加入二氯甲烷分液萃取三次，合并有机相，用无水硫酸镁干燥后，用砂芯漏斗抽滤，减压蒸除溶剂，得到式II-4烯胺类中间体。将式II-4所示烯胺类中间体和267mg(1.25mmol)高碘酸钠加入25mL圆底烧瓶中，并加入1.6mL四氢呋喃和1.6mL水，室温反应2h。反应液中加入饱和硫代硫酸钠水溶液，再加入二氯甲烷分液萃取三次，有机相中加入饱和碳酸氢钠水溶液，分液萃取三次，合并有机相，用无水硫酸镁干燥后，用砂芯漏斗抽滤，减压蒸除溶剂，用PE：EA＝6:1(V/V)的淋洗剂进行柱层析分离得到84mg式Ⅲ-4所示的黄色固体化合物2-醛基-3-对三氟甲基苯基硫色酮，两步总收率为81％。结构表征数据见图7和图8：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ9.70(s,1H),8.48(d,J＝7.6Hz,1H),7.77(d,J＝8.0Hz,2H),7.73–7.68(m,2H),7.61–7.56(m,1H),7.53–7.49(d,J＝8.0Hz,2H)；13C NMR(100MHz,CDCl3)δ189.58,180.54,144.64,142.15,136.29,136.13(q,J＝1.3Hz),132.89,131.66,131.62,131.38,131.29,129.57,128.58,127.70,126.77(q,J＝271.1Hz),125.46(q,J＝3.7Hz)。
Claims (6)
1.一种2-醛基硫色酮类化合物的合成方法，其特征在于：将式I所示的2-甲基硫色酮类化合物和N,N-二甲基甲酰胺二甲基缩醛溶于溶剂1中，在100～170℃下搅拌反应3～10h，得到烯胺类中间体Ⅱ；将所得烯胺类中间体Ⅱ与高碘化合物溶于溶剂2中，室温搅拌1～5h，得到式Ⅲ所示的2-醛基硫色酮类化合物；
式中Ar1代表苯基、C1～C6烷基取代苯基、C1～C6烷氧基取代苯基、卤代苯基中的任意一种；R1代表氢、卤素、苯基、C1～C6烷基取代苯基、C1～C6烷氧基取代苯基、三氟甲基取代苯基、卤代苯基、萘基中的任意一种，DMFDMA代表N,N-二甲基甲酰胺二甲基缩醛。
2.根据权利要求1所述的2-醛基硫色酮类化合物的合成方法，其特征在于：将式I所示的2-甲基硫色酮类化合物和N,N-二甲基甲酰胺二甲基缩醛溶于溶剂1中，在140～150℃下搅拌反应4～6h。
3.根据权利要求1所述的2-醛基硫色酮类化合物的合成方法，其特征在于：所述2-甲基硫色酮类化合物和N,N-二甲基甲酰胺二甲基缩醛、高碘化合物的摩尔比为1:1.0～3.0:2.0～3.0。
4.根据权利要求1所述的2-醛基硫色酮类化合物的合成方法，其特征在于：所述高碘化合物是高碘酸钠、高碘酸中的一种或它们的混合物。
5.根据权利要求1或2所述的2-醛基硫色酮类化合物的合成方法，其特征在于：所述溶剂1是N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、吡啶、乙腈中的任意一种或它们的混合物。
6.根据权利要求1所述的2-醛基硫色酮类化合物的合成方法，其特征在于：所述溶剂2是四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、吡啶中任意一种与水的混合物。
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