[发明专利]一种有机催化剂催化羰基硫转化合成五元硫杂环化合物的方法

说明书

本发明涉及一种有机催化剂催化羰基硫转化合成五元硫杂环化合物的方法，属于有机合成、农药及医药化工合成技术领域。该方法是在高压釜中加入炔丙基衍生物和溶剂，再加入有机催化剂，通入羰基硫气体，在25～60摄氏度条件下搅拌1～24小时，反应结束后冷却至室温，缓慢释放未反应的羰基硫气体，抽干溶剂得粗产品，经纯化得到4‑亚烷基环硫代碳酸酯，5‑亚烷基‑1,3‑噻唑烷‑2‑酮及5‑亚烷基‑1,3‑噻唑烷‑2,4‑二酮类化合物。本发明使用羰基硫代替传统硫源，该反应具有清洁，反应条件温和，高官能团耐受性，高转化率和立体选择性特点，在有机合成、农药及医药中具有广泛用途。

技术领域

本发明涉及一种有机催化剂催化羰基硫转化合成五元硫杂环化合物的方法，具体涉及一种有机催化剂催化羰基硫与炔丙基衍生物(炔丙醇，炔丙胺及炔丙酰胺)环化反应合成4-亚烷基环硫代碳酸酯，5-亚烷基-1,3-噻唑烷-2-酮及5-亚烷基-1,3-噻唑烷-2,4-二酮类化合物的方法，属于有机合成、农药及医药化工合成技术领域。

背景技术

五元含硫杂环化合物是一类重要的有机分子，可作药物、杀虫剂、除草剂及医药等。其中噻唑膦(S-仲丁基-O-乙基-2-氧代-1，3-噻唑烷-3-基硫代膦酸酯)是一类目前广泛使用的五元含硫杂环类杀线虫剂。此外罗格列酮作为噻唑烷二酮类胰岛素增敏剂在医药临床方面也得到广泛使用。因此，五元硫杂环化合物的合成一直备受关注。

传统构筑五元含硫杂环化合物通常使用硫粉、二硫化碳、硫醇或异硫氰酸酯等作为硫源(Nishiyama,Y.；Katahira,C.；Sonoda,N.,Tetrahedron 2006,62,5803-5807；Perez,C.；Monserrat,J.-P.；Chen,Y.；Cohen,S.M.,Chem Commun 2015,51,7116-7119.)。羰基硫(COS)又称为氧硫化碳、硫化羰，通常状态下为有臭鸡蛋气味的无色气体。它是一个结构上与二硫化碳(CS₂)和二氧化碳(CO₂)类似的有机物，气态的COS分子为直线型，一个碳原子以两个双键分别与氧原子和硫原子相连。COS是全球硫循环中一种重要的化合物，其中来源主要是火山爆发和深海热液。其在大气中浓度约为0.5(±0.05)ppb。COS在大气中的平流层中会被氧化为硫酸，进一步形成酸雨危害环境。随着现代工业的迅猛发展，COS人为排放量正在显著上升。因此，无论从环境保护还是从资源利用的角度考虑，COS作为新型硫源构筑杂环化合物的研究具有重要理论和实际意义。

以羰基硫作为硫源构筑硫杂环化合物的研究工作虽然早有报道(D'Amico,JJ.；Fuhrhop,R.W.；Bollinger,F.G.；Dahl,W.E.,J Heterocyclic Chem 1986,23,641-645.)，但是该反应体系多是采用化学计量反应，并且存在反应底物适用性差，反应活性低等缺点。

发明内容

本发明提供了一种有机催化体系催化羰基硫转化合成4-亚烷基环硫代碳酸酯、5-亚烷基-1,3-噻唑烷-2-酮及5-亚烷基-1,3-噻唑烷-2,4-二酮等五元硫杂环化合物的方法。该反应具有原子、步骤经济，反应原料和试剂简单易得，反应底物类型普适性广，后处理过程简单，目标产物收率高。

本发明是以羰基硫和炔丙基衍生物(炔丙醇、炔丙胺及炔丙酰胺)在有机催化剂的催化下，发生环化反应合成五元硫杂环化合物，该方法操作安全简单，毒性低，对环境友好，在噻唑烷酮及噻唑烷二酮等系列农药、医药及天然产物合成中具有潜在的应用价值。

本发明的技术方案：

一种有机催化剂催化羰基硫转化合成五元硫杂环化合物的方法，步骤如下：在高压釜中加入炔丙基衍生物和溶剂，再加入有机催化剂；通入羰基硫气体，在25～60摄氏度条件下搅拌1～24小时；反应结束后冷却至室温，缓慢释放未反应的羰基硫气体；抽干溶剂得粗产品，纯化得到4-亚烷基环硫代碳酸酯(I)，5-亚烷基-1,3-噻唑烷-2-酮(II)及5-亚烷基-1,3-噻唑烷-2,4-二酮(III)类化合物；