[发明专利]一种基于烷基黄原酸酯合成有机硫化合物的方法及其应用

说明书

本发明公开了一种基于烷基黄原酸酯合成有机硫化合物的方法及其应用。该方法包括如下步骤：在溶剂中，以烷基黄原酸酯为硫源、单质锌为还原剂、镍为催化剂、联吡啶及其衍生物类为配体，与亲电试剂偶联合成有机硫化合物。本发明方法的优点众多，硫源稳定、廉价及无刺激性气味；催化剂及配体来源广泛、廉价；还原剂简单且廉价；反应条件温和、选择性高；底物官能团相容性好、且底物的适用范围广，天然产物及药物分子也可以兼容。在优化的反应条件之下，目标产品分离后产率高达80%。

技术领域

本发明属于催化合成技术和均相金属催化偶联合成领域，更具体地，涉及一种基于烷基黄原酸酯合成有机硫化合物的方法及其应用。

背景技术

含硫化学结构广泛分布于天然产品、药品、农药和先进材料中。值得特别注意的是，在美国FDA批准的前200种药物中，超过25%的药物是含硫药物。由于其重要性，人们致力于开发利用过渡金属催化从各种硫源构建C-S键的有效方法。其中，形成C-S键的最经典方法是依赖于在强碱条件下利用硫醇或二硫化物等有机硫试剂作为偶联剂来构建。但这类报道所使用的硫试剂往往具有难闻的气味，高毒性，合成过程繁琐，不稳定性以及有限的商业可用性。尽管之后相继开发了其他种类的无机硫盐，但是，这些硫盐也存在刺激性气味和活性低等问题。因此，开发一种无毒、操作友好和廉价易得的硫试剂，来构建C-S键变的极其关键。

烷基黄原酸酯是有机合成中用途广泛的合成中间体，由于其独特的反应活性、较高的稳定性和广泛的合成来源，已被广泛应用于C-C偶联反应中。烷基黄原酸酯最为突出的优点是，可以从多种廉价且容易获得的起始材料制备，所有这些底物都很少或没有气味、易于处理、稳定、商用可用性高，以及使用了非常便宜的乙基黄原酸钾（KSCSOEt）作为原始硫源，整个合成过程中不涉及到任何毒性或难闻气味的硫试剂。

虽然在有机合成中，广泛将其作为碳源，经自由基诱导过程构建C-C键。但迄今为止，将其作为硫源，利用过渡金属催化交叉偶联构建C-S键的反应未见报道。因此，若将从乙基黄原酸钾作为起始硫试剂源，通过多种途径构建烷基黄原酸酯，并将其开发为环境友好，廉价易得和操作简便的硫源来合成在药物和工业上用途广泛的硫化合物具有重要的实际应用价值，同时也为现有合成硫化合物提供一种很好的补充方法。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于烷基黄原酸酯合成有机硫化合物的方法及其应用，解决现有硫化合物的合成反应条件苛刻、硫化试剂的毒性或刺激性气味、贵金属催化剂的使用，对强碱具有依耐性，反应总产率较低、官能团相容性差、适用范围窄，试剂的环保、安全、经济等突出问题。

本发明的方法只需要一步反应，不需要强碱参与，整个合成过程不涉及高毒性和难闻气味的硫化试剂，所使用的硫化试剂合成操作简便；同时具有原始硫源稳定、廉价及无强刺激性气味，催化剂及配体来源广泛、廉价；还原剂简单廉价；反应条件温和、选择性高；底物官能团相容性好且底物的适用范围广；复杂分子和天然产物也可以兼容，能很好的实现合成有机硫化合物。是通过镍催化烷基黄原酸酯的C-S键区域选择性断裂，并与碳对应物交叉偶联来合成有机硫化合物的方法。

为解决现有技术问题，本发明采取的技术方案为：

一种基于烷基黄原酸酯合成有机硫化合物的方法，包括如下步骤：在N₂氛围下，以烷基黄原酸酯为硫源、单质锌为还原剂，镍为催化剂、联吡啶及其衍生物类为配体，在有机溶剂中，与亲电试剂在温度为40-80℃下合成8-24小时得有机硫化合物，R₁任意选自C1-C20的烷基、C1-C20卤取代烷基、或C1-C20烷基羰基、硝基、羟基、酯基，羧基或氰基。

反应通式表示如下：

。

作为优选的是，当亲电试剂为R₃-X作为底物时，所述烷基黄原酸酯、亲电试剂、单质锌、联吡啶及其衍生物、镍的摩尔比为1:（1-2）:（2-4）:（0.001-10）:（0.001-10）。