一种由硫酚直接氧化制备硫代磺酸酯类化合物的方法与流程

1.本发明属于有机合成领域，特别的涉及一种高效的由硫酚直接氧化制备硫代磺酸酯类化合物的方法。


背景技术：

2.硫代磺酸酯及其衍生物是一种已经被广泛应用于有机合成中的磺酰化试剂，在医药化合物领域它也可用于多种药物的中间体合成，同时，此类化合物还具有一定的生物活性，如可作为抗微生物剂和杀真菌剂等。正是由于其应用上的广泛性和重要性，人们对于硫代磺酸酯类化合物的合成进行了大量的深入研究。
3.现有技术中，对于硫代磺酸酯类化合物，有以下几种方法：第一，以苯磺酸与苯硫酚为原料，在三聚氰氯和n-甲基吗啉共同存在下合成硫代磺酸酯；第二，以苯亚磺酸钠和硫醚为原料，在碘的作用下合成硫代磺酸酯；第三，以苯亚磺酸钠与二硫化物为原料，n-溴代丁二酰亚胺作为促进剂，实现了硫代磺酸酯类化合物的合成；第四，利用金属铜及配体的催化作用，以苯亚磺酸钠与硫酚为原料，合成相应的硫代磺酸酯；第五，以苯亚磺酸钠和二硫醚为原料，在br2存在下进行反应而得到硫代磺酸酯。以上几种硫代磺酸酯类化合物的合成方法，使用了过渡金属催化剂、配体或溴化试剂，对环境不友好，无法实现工业生产。
4.因此，研发出一种能快速、简便、高产率且能应用于工业生产的合成硫代磺酸酯类化合物的方法，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.针对现有技术中的不足与难题，本发明旨在提供一种高效的由硫酚直接氧化制备硫代磺酸酯类化合物的方法。
6.本发明通过以下技术方案予以实现：
7.一种由硫酚直接氧化制备硫代磺酸酯类化合物的方法，将具有结构式(i)的硫酚类化合物、反应促进剂加入溶剂中，采用氧气(空气)作为氧化剂，经过一定时间的氧化反应后，再提纯得到具有结构式(ii)的硫代磺酸酯类化合物；
[0008][0009]
式中，r为卤素、硝基或烃基。
[0010]
优选地，所述反应促进剂为n-氯代丁二酰亚胺(ncs)或n-溴代丁二酰亚胺(nbs)。
[0011]
优选地，所述反应的时间为15～60min，所述反应的温度为15～60℃。
[0012]
优选地，所述溶剂选自：二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、二氯乙烷、四氢呋喃、丙酮、乙腈、乙醚、n，n-二甲基甲酰胺、1，4-二氧六环、苯、甲苯、正己烷、石油醚中的一种或多种。
[0013]
优选地，以摩尔份计，所述硫酚类化合物、反应促进剂的投料比为1∶1.5～5。
[0014]
优选地，所述提纯方法为萃取、干燥、减压蒸馏、硅胶柱层析、重结晶、过滤中的一种或多种。
[0015]
与现有技术相比，有益效果：
[0016]
(1)经实验测定可得，本发明提供的技术方案所制备的硫代磺酸酯类化合物产率可达60％～90％，转化率高。
[0017]
(2)本发明合成硫代磺酸酯的路径短，原子利用率高，使用的促进剂廉价易得，反应温度低、时间短，适合于工业上大规模推广。
[0018]
(3)本发明提供的一种硫代磺酸酯类化合物的合成方法，解决了现有技术中，硫代磺酸酯类化合物的合成方法存在着对环境破坏大、无法应用于工业生产的技术缺陷。
附图说明
[0019]
图1为本发明实施例1制备得到的硫代磺酸酯类化合物的核磁共振图谱；
[0020]
图2为本发明实施例2制备得到的硫代磺酸酯类化合物的核磁共振图谱；
[0021]
图3为本发明实施例3制备得到的硫代磺酸酯类化合物的核磁共振图谱；
[0022]
图4为本发明实施例4制备得到的硫代磺酸酯类化合物的核磁共振图谱；
[0023]
图5为本发明实施例5制备得到的硫代磺酸酯类化合物的核磁共振图谱；
[0024]
图6为本发明实施例6制备得到的硫代磺酸酯类化合物的核磁共振图谱；
[0025]
图7为本发明实施例7制备得到的硫代磺酸酯类化合物的核磁共振图谱；
[0026]
图8为本发明实施例8制备得到的硫代磺酸酯类化合物的核磁共振图谱；
具体实施方式
[0027]
本发明提供的一种硫代磺酸酯类化合物的合成方法，解决了现有技术中合成硫代磺酸酯类化合物的方法存在着对环境破坏大、无法应用于工业生产的技术缺陷。
[0028]
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0029]
在不背离本发明精神或基本特征的前提下，结合实施例对本发明作进一步地说明。
[0030]
实施例1：合成对甲苯硫代磺酸s-对甲苯酯
[0031][0032]
以摩尔比记，反应底物对甲苯硫酚、n-氯代丁二酰亚胺投料比为1∶3，以乙腈作为溶剂，空气中的氧气作为氧化剂，ncs作为促进剂，实验具体反应过程如下：
[0033]
在室温空气氛围下，将对甲苯硫酚10mmol(1.24g)和n-氯代丁二酰亚胺30mmol(4g)投入到圆底烧瓶中，加入溶剂乙腈约20ml，搅拌，室温条件下反应半小时，反应完成后，
将反应液转移到250ml的分液漏斗中，用乙酸乙酯(30ml
×
3)萃取，合并上层的有机相，干燥，过滤，蒸馏得到粗产物，将粗产品转移至圆底烧瓶中，加热条件下加入乙酸乙酯至粗产品刚好溶解完全，充分冷却析出固体后，过滤得到产物对甲苯硫代磺酸s-对甲苯酯，收率为81％(1.13g)。产品为白色固体，熔点为：72-74℃。
[0034]
如图1所示，产物对甲苯硫代磺酸s-对甲苯酯核磁共振数据：1h nmr(400mhz，chloroform-d)δ7.90-7.84(m，4h)，7.41-7.37(m，4h)，2.47(s，6h).分子量为(gc-ms测定)：278。
[0035]
实施例2：合成对氟苯硫代磺酸s-对氟苯酯
[0036][0037]
以摩尔比记，反应底物对氟苯硫酚、n-氯代丁二酰亚胺投料比为1∶3，以乙腈作为溶剂，n-氯代丁二酰亚胺作为促进剂，空气中的氧气作为氧化剂，实验具体反应过程如下：
[0038]
在室温空气氛围下，将对氟苯硫酚10mmol(1.28g)和n-氯代丁二酰亚胺15mmol(4g)投入到圆底烧瓶中，加入溶剂乙腈约20ml，搅拌，室温条件下反应半小时，反应完成后，将反应液转移到250ml的分液漏斗中，用乙酸乙酯(30ml
×
3)萃取，合并上层的有机相，干燥，过滤，蒸馏得到粗产物，将粗产品转移至圆底烧瓶中，加热条件下加入乙酸乙酯至粗产品刚好溶解完全，充分冷却析出固体后，过滤得到产物对氟苯硫代磺酸s-对氟苯酯，收率为70％(1.00g)。产品为白色固体，熔点为：69-70℃。
[0039]
如图2所示，产物对氟苯硫代磺酸s-对氟苯酯核磁共振数据：1h nmr(400 mhz，chloroform-d)δ7.58-7.55(m，2h)，7.36-7.32(m，2h)，7.12-7.08(m，2h)，7.06-7.02(m，2h).分子量为(gc-ms测定)：286。
[0040]
实施例3：合成对溴苯硫代磺酸s-对溴苯酯
[0041][0042]
以摩尔比记，反应底物对溴苯硫酚、n-氯代丁二酰亚胺投料比为1∶3，以乙腈作为溶剂，n-氯代丁二酰亚胺作为促进剂，空气中的氧气作为氧化剂，实验具体反应过程如下：
[0043]
在室温空气氛围下，将对溴苯硫酚10mmol(1.88g)和n-氯代丁二酰亚胺15mmol(4g)投入到圆底烧瓶中，加入溶剂乙腈约20ml，搅拌，室温条件下反应半小时，反应完成后，将反应液转移到250ml的分液漏斗中，用乙酸乙酯(30ml
×
3)萃取，合并上层的有机相，干燥，过滤，蒸馏得到粗产物，将粗产品转移至圆底烧瓶中，加热条件下加入乙酸乙酯至粗产品刚好溶解完全，充分冷却析出固体后，过滤得到产物对溴苯硫代磺酸s-对溴苯酯，收率为68％(1.39g)。产品为白色固体，熔点为：158-159℃，
[0044]
如图3所示，对溴苯硫代磺酸s-对溴苯酯的核磁共振数据：1h nmr(400mhz，chloroform-d)δ7.58(d，j＝8.7hz，2h)，7.49(d，j＝8.6hz，2h)，7.41(d，j＝8.7hz，2h)，7.22(d，j＝8.6hz，2h).分子量为(gc-ms测定)：408。
[0045]
实施例4：合成对甲氧基苯硫代磺酸s-对甲氧基苯酯
[0046][0047]
以摩尔比记，反应底物对甲氧基苯硫酚、n-氯代丁二酰亚胺投料比为1：3，以乙腈作为溶剂，n-氯代丁二酰亚胺作为促进剂，空气中的氧气作为氧化剂，实验具体反应过程如下：
[0048]
在室温空气氛围下，将对甲氧基苯硫酚10mmol(1.4g)和n-氯代丁二酰亚胺30mmol(4g)投入到圆底烧瓶中，加入溶剂乙腈约20ml，搅拌，室温条件下反应半小时，反应完成后，将反应液转移到250ml的分液漏斗中，用乙酸乙酯(30ml
×
3)萃取，合并上层的有机相，干燥，过滤，蒸馏得到粗产物，将粗产品转移至圆底烧瓶中，加热条件下加入乙酸乙酯至粗产品刚好溶解完全，充分冷却析出固体后，过滤得到产物对甲氧苯硫代磺酸s-对甲氧苯酯，收率为83％(1.29g)。产品为白色固体，熔点为：89-90℃。
[0049]
如图4所示，产物对甲氧苯硫代磺酸s-对甲氧基苯酯核磁共振数据：1h nmr (400 mhz，chloroform-d)δ7.48(d，j＝9.0hz，2h)，7.24(d，j＝8.8hz，2h)，6.87-6.80(m，4h)，3.84(s，3h)，3.81(s，3h).分子量(gc-ms测定)为：310。
[0050]
实施例5：合成对叔丁基苯硫代磺酸s-对叔丁基苯酯
[0051][0052]
以摩尔比记，反应底物对叔丁基苯硫酚、n-氯代丁二酰亚胺投料比为1∶3，以乙腈作为溶剂，n-氯代丁二酰亚胺作为促进剂，空气中的氧气作为氧化剂，实验具体反应过程如下：
[0053]
在室温空气氛围下，将对叔丁基苯硫酚10mmol(1.66g)和n-氯代丁二酰亚胺30mmol(4g)投入到圆底烧瓶中，加入溶剂乙腈约20ml，搅拌，室温条件下反应半小时，反应完成后，将反应液转移到250ml的分液漏斗中，用乙酸乙酯(30ml
×
3)萃取，合并上层的有机相，干燥，过滤，蒸馏得到粗产物，将粗产品转移至圆底烧瓶中，加热条件下加入乙酸乙酯至粗产品刚好溶解完全，充分冷却析出固体后，过滤得到产物对叔丁基苯硫代磺酸s-对叔丁基苯酯，收率为90％(1.63g)。产品为白色固体，熔点为：141-143℃。
[0054]
如图5所示，产物对叔丁基苯硫代磺酸s-对叔丁基苯酯核磁共振数据：1h nmr(400mhz，chloroform-d)δ7.97(d，j＝2.0hz，2h)，7.95(d，j＝2.0hz，2h)，7.63(d，j＝2.0hz，2h)，7.61(d，j＝1.9hz，2h)，1.37(s，18h).分子量(gc-ms测定)为：362。
[0055]
实施例6：合成对硝基苯硫代磺酸s-对硝基苯酯
[0056][0057]
以摩尔比记，反应底物对硝基苯硫酚、n-氯代丁二酰亚胺投料比为1∶3，以乙腈作为溶剂，n-氯代丁二酰亚胺作为促进剂，空气中的氧气作为氧化剂，实验具体反应过程如下：
[0058]
在室温空气氛围下，将对硝基苯硫酚10mmol(1.55g)和n-氯代丁二酰亚胺30mmol(4g)投入到圆底烧瓶中，加入溶剂乙腈约20ml，搅拌，室温条件下反应半小时，反应完成后，将反应液转移到250ml的分液漏斗中，用乙酸乙酯(30ml
×
3)萃取，合并上层的有机相，干燥，过滤，蒸馏得到粗产物，将粗产品转移至圆底烧瓶中，加热条件下加入乙酸乙酯至粗产品刚好溶解完全，充分冷却析出固体后，过滤得到产物对硝基苯硫代磺酸s-对硝基苯酯，收率为60％(1.02g)。产品为白色固体，熔点为：181-183℃。
[0059]
如图6所示，产物对硝基苯硫代磺酸s-对硝基苯酯核磁共振数据：1h nmr(400mhz，chloroform-d)δ8.50(d，j＝2.0hz，2h)，8.48(d，j＝2.1hz，2h)，8.28(d，j＝2.1hz，2h)，8.26(d，j＝2.0hz，2h).分子量(gc-ms测定)为：339。
[0060]
实施例7：以6-氯-2-巯基苯并噻唑为原料合成硫代磺酸酯类化合物
[0061][0062]
以摩尔比记，反应底物6-氯-2-巯基苯并噻唑、n-氯代丁二酰亚胺投料比为1∶3，以乙腈作为溶剂，n-氯代丁二酰亚胺作为促进剂，空气中的氧气作为氧化剂，实验具体反应过程如下：
[0063]
在室温空气氛围下，将对6-氯-2-巯基苯并噻唑0.5mmol(101mg)和n-氯代丁二酰亚胺1.5mmol(200mg)投入到圆底烧瓶中，加入溶剂乙腈约2ml，搅拌，室温条件下反应半小时，反应完成后，将反应液转移到250ml的分液漏斗中，用乙酸乙酯(30ml
×
3)萃取，合并上层的有机相，干燥，过滤，蒸馏得到粗产物，最后使用柱层析法分离得到产品，过柱比例为pe∶ea＝90∶1，产品收率为75％(81mg)。产品为无色油状液体。
[0064]
如图7所示，产物核磁共振数据：1h nmr(400mhz，chloroform-d)δ7.89-7.83(m，2h)，7.78-7.75(m，2h)，7.45-7.42(m，2h).分子量(gc-ms测定)为：431。
[0065]
实施例8：以4-甲基-2巯基苯并噻唑为原料合成硫代磺酸酯类化合物
[0066][0067]
以摩尔比记，反应底物4-甲基-2巯基苯并噻唑、n-氯代丁二酰亚胺投料比为1∶3，以乙腈作为溶剂，n-氯代丁二酰亚胺作为促进剂，空气中的氧气作为氧化剂，实验具体反应过程如下：
[0068]
在室温空气氛围下，将对4-甲基-2巯基苯并噻唑0.5mmol(90mg)和n-氯代丁二酰
亚胺1.5mmol(200mg)投入到圆底烧瓶中，加入溶剂乙腈约2ml，搅拌，室温条件下反应半小时，反应完成后，将反应液转移到250ml的分液漏斗中，用乙酸乙酯(30ml
×
3)萃取，合并上层的有机相，干燥，过滤，蒸馏得到粗产物，最后使用柱层析法分离得到产品，过柱比例为pe∶ea＝90∶1，产品收率为79％(77mg)。产品为无色油状液体。
[0069]
如图8所示，产物核磁共振数据：1h nmr(400mhz，chloroform-d)δ7.60(d，j＝7.7hz，2h)，7.30-7.26(m，2h)，7.24(d，j＝7.4hz，2h)，2.69(s，6h).分子量(gc-ms测定)为：391。
[0070]
以上所述仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。