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一类异硫氰酸酯衍生物的合成方法

阅读:326发布:2020-05-16

专利汇可以提供一类异硫氰酸酯衍生物的合成方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一类异硫氰酸酯衍 生物 的合成方法,合成方法1:以一级胺、三氟甲基三甲基 硅 烷、氟化 钾 和硫磺为原料,以 有机 溶剂 为溶剂,在室温下经反应后,得到所述的异硫氰酸酯衍生物。本发明合成异硫氰酸酯衍生物,具有操作简单、安全、高效、无毒、原料价格便宜、条件温和、收率高、底物适用范围广、官能团相容性好等优点。合成方法2:以一级胺、三氟甲硫 银 和溴化钾为原料,以 有机溶剂 为溶剂,在室温下经反应后,得到所述的异硫氰酸酯衍生物。本发明异硫氰酸酯衍生物,具有操作简单、安全、高效、原料易得、几乎定量收率、底物适用性广,可以用于药物或复杂化合物选择性后修饰等优点。,下面是一类异硫氰酸酯衍生物的合成方法专利的具体信息内容。

1.一类异硫氰酸酯衍生物的合成方法,其特征在于,该方法以一级胺、三氟甲基三甲基烷、氟化和硫磺为原料,以有机溶剂为溶剂,在室温下反应后,得到如式(I)所示的异硫氰酸酯衍生物:
R1-NCS
式(I);
所述合成反应如反应式(I)所示:
其中,
1
R为苯基、对氯苯基、对甲基苯基、对甲基苯基、对溴苯基、对三氟甲基苯基、邻甲基苯基、对氟苯基、对氰基苯基、邻氟苯基、间氯苯基、邻二叔丁基苯基、对N,N-二甲基苯基、环己基、苄基、己基、金刚烷基、1-炔戊基、三苯甲基、二苯甲基或3-吡啶基;
具体合成过程:先将所述一级胺、氟化钾、硫磺、在氮气保护下加入所述有机溶剂中,随后加入三氟甲基三甲基硅烷,在室温下,反应1-12小时,反应得到式(I)所示的异硫氰酸酯衍生物;
所述原料的摩尔比为一级胺∶三氟甲基三甲基硅烷∶硫磺∶氟化钾=1∶5-8∶4-8∶3-6。
2.根据权利要求1所述的合成方法,其特征在于,所述有机溶剂为二氯甲烷、N,N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、二甲基亚砜、甲苯、1,4二氧六环、1,2-二氯乙烷或乙腈。
3.一类异硫氰酸酯衍生物的合成方法,其特征在于,该方法以一级胺、三氟甲硫、溴化钾为原料,以有机溶剂为溶剂,在室温下反应后,得到如式(I)所示的异硫氰酸酯衍生物R1-NCS
式(I);
所述合成反应如反应式(I)所示:
其中,
R1为对氟苯基、对三氟甲基苯基、3-吡啶基、磺胺甲氧哒嗪或磺胺甲噁唑;
具体合成过程:先将所述一级胺、三氟甲硫银、溴化钾溶于所述有机溶剂中,在室温下反应1-12小时,得到式(I)所示的异硫氰酸酯衍生物;
所述原料的摩尔比为一级胺∶三氟甲硫银∶溴化钾=1∶1.5-3∶1.5-3。
4.根据权利要求3所述的合成方法,其特征在于,所述有机溶剂为乙腈、二氯甲烷、N,N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、二甲基亚砜、甲苯、1,4二氧六环或1,2-二氯乙烷。
5.根据权利要求1或3所述的合成方法,其特征在于,进一步地,将反应得到的所述异硫氰酸酯衍生物进行分离纯化。
6.根据权利要求5所述的合成方法,其特征在于,所述分离纯化是用体积比为乙酸乙酯∶石油醚1∶100~10的溶液进行柱层析。

说明书全文

一类异硫氰酸酯衍生物的合成方法

技术领域

[0001] 本发明属于合成医药、化工领域,涉及一类异硫氰酸酯衍生物的合成方法。

背景技术

[0002] 异硫氰酸酯结构存在于天然产物与药物中。也是重要的有机合成中间体广泛应用于有机合成,材料,医药领域。传统制备异硫氰酸酯需要高亲电试剂,比如硫代光气,二硫化,或者硫代羰基二咪唑等。硫代光气高毒,并且大量制备时,需要控制滴加速度,严格控制反应温度。二硫化碳是非常容易燃烧的液体,且制备异硫氰酸酯时常常需要当量的共试剂,如剧毒光气,DCC,强酸强等,或者需要升高温度。而硫代羰基二咪唑等强亲电试剂存在选择性差等问题。因此,安全性和选择性是制备这类物质的重要瓶颈。近年来,化学家采用了几类安全的(Me4N)SCF3或Ph3P+CF2CO2-(PDFA)和硫磺与伯胺反应来制备异硫氰酸酯,但是这两类试剂价格贵不易得。采用F3CSO2Na,HPO(OEt)2与催化量的CuI制备异硫氰酸酯需要110度,16小时,并且底物适用范围和官能团相容性较窄。

发明内容

[0003] 本发明克服了现有技术合成方法中所存在的缺点,采用了稳定无毒,简单易得便宜的试剂,合成了异硫氰酸酯衍生物。合成异硫氰酸酯衍生物的方法一具有原料简单易得、无毒,操作方法简单,安全,方便,高效,收率好,反应条件温和,收率高等优点。合成异硫氰酸酯衍生物的方法二具有操作简单、安全、高效、原料易得、几乎定量收率、底物适用性广,可以用于药物或复杂化合物选择性后修饰等优点。
[0004] 本发明提出了一类异硫氰酸酯衍生物的合成方法1和方法2。
[0005] 一类异硫氰酸酯衍生物的合成方法1,该方法以一级胺、三氟甲基三甲基烷、氟化和硫磺为原料,以有机溶剂为溶剂,在室温下反应后,得到如式(I)所示的异硫氰酸酯衍生物:
[0006] R1-NCS
[0007] 式(I);
[0008] 所述合成反应如反应式(I)所示:
[0009]
[0010] 其中,
[0011] R1为苯基、对氯苯基、对甲基苯基、对甲基苯基、对溴苯基、对三氟甲基苯基、邻甲基苯基、对氟苯基、对氰基苯基、邻氟苯基、间氯苯基、邻二叔丁基苯基、对N,N-二甲基苯基、环己基、苄基、己基、金刚烷基、1-炔戊基、三苯甲基、二苯甲基或3-吡啶基;
[0012] 具体合成过程:先将所述一级胺、氟化钾、硫磺、在氮气保护下加入所述有机溶剂中,随后加入三氟甲基三甲基硅烷,在室温下,反应1-12小时,反应得到式(I)所示的异硫氰酸酯衍生物;
[0013] 所述原料的摩尔比为一级胺∶三氟甲基三甲基硅烷∶硫磺∶氟化钾=1∶5-8∶4-8∶3-6。所述有机溶剂为二氯甲烷、N,N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、二甲基亚砜、甲苯、1,4二氧六环、1,2-二氯乙烷或乙腈。
[0014] 本发明提出的异硫氰酸酯衍生物的合成方法1,以一级胺、三氟甲基三甲基硅烷、氟化钾、硫磺为原料,以有机溶剂为溶剂,在室温下反应后,得到如式(I)所示的异硫氰酸酯衍生物。本发明所涉及的方法的反应机理如下:硫磺,三氟甲基三甲基硅烷和氟化钾在四氢呋喃中生成三氟甲硫钾(1),三氟甲硫钾分解为氟化钾和硫代氟光气(2),一级胺与硫代氟光气生称目标产物(3)。
[0015]
[0016] 一类异硫氰酸酯衍生物的合成方法2,该方法以一级胺、三氟甲硫、溴化钾为原料,以有机溶剂为溶剂,在室温下反应后,得到如式(I)所示的异硫氰酸酯衍生物[0017] R1-NCS
[0018] 式(I);
[0019] 所述合成反应如反应式(I)所示:
[0020]
[0021] 其中,
[0022] R1为对氟苯基、对三氟甲基苯基、3-吡啶基、磺胺甲氧哒嗪或磺胺甲噁唑;
[0023] 具体合成过程:先将所述一级胺、三氟甲硫银、溴化钾溶于所述有机溶剂中,在室温下反应1-12小时,得到式(I)所示的异硫氰酸酯衍生物;
[0024] 所述原料的摩尔比为一级胺∶三氟甲硫银∶溴化钾=1∶1.5-3∶1.5-3。
[0025] 所述有机溶剂为乙腈、二氯甲烷、N,N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、二甲基亚砜、甲苯、1,4二氧六环或1,2-二氯乙烷。
[0026] 本发明提出的异硫氰酸酯衍生物的合成方法2,以一级胺、三氟甲硫银、溴化钾,以有机溶剂为溶剂,在室温下反应后,得到如式(I)所示的异硫氰酸酯衍生物。本发明所涉及的方法的反应机理如下:三氟甲硫银与卤素盐例如溴化钾反应,得到沉淀溴化银与可溶的三氟甲硫钾(4),三氟甲硫钾会现场分解为硫代氟光气与氟化钾(5),一级胺与现场形成的硫代氟光气反应得到异硫氰酸酯衍生物(6)。
[0027]
[0028] 上述所述的合成方法1或合成方法2,进一步地,将反应得到的所述异硫氰酸酯衍生物进行分离纯化。
[0029] 所述分离纯化是用体积比为乙酸乙酯∶石油醚1∶100~10的溶液进行柱层析。
[0030] 本发明避免了用硫代光气这一剧毒反应物,并且避免了中间体的分离,采用了容易制备或购买简单易得,并可稳定存在或储存的原料,异硫氰酸酯衍生物。该方法具有操作简单,安全,高效,化学选择性高,步骤经济,底物范围广,底物适用范围广、官能团相容性好等优点。附图说明
[0031] 图1-25为本发明实施例1-25异硫氰酸酯衍生物的核磁共振1H NMR图谱图。

具体实施方式

[0032] 结合以下具体实例和附图,对本发明作进一步的详细说明,本发明的保护内容不局限于以下实施例。在不背离发明构思的精神和范围下,本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本发明中,并且以所附的权利要求书为保护范围。
[0033] 实施例1
[0034]
[0035] 方法1:氟化钾(3mmol),硫磺(4mmol),在氮气保护下加入10mL四氢呋喃和三氟甲基三甲基硅烷(5mmol),然后将溶解在四氢呋喃中的(10ml)中的苯胺(1mmol)滴加到反应体系中,反应体系在室温下,滴加完毕后,搅拌1小时,减压除去溶剂,得到粗产物,其结构如式(2-1)所示。将粗产物用乙腈溶解,过滤除去硫磺,进行柱层析(乙酸乙酯:石油醚=1:100)得到纯产品,产率为81%。(1.同上条件,当溶剂为DMF时,产率为50%;2.同上条件,当硫磺为8当量时,产率为79%;3.同上条件,当氟化钾为6当量时,产率为80%;4.同上条件,当三氟甲基三甲基硅烷时,产率为83%),核磁共振1HNMR图谱如图1所示,产物4a:1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.35(t,J=7.7Hz,2H),7.27(t,J=7.7Hz,1H),7.22(d,J=7.7Hz,2H).[0036] HRMS(EI)m/z calculated for C7H5NS[M]+135.0143,found 135.0141。
[0037] 实施例2
[0038]
[0039] 本实施例与实施例1相同,仅将胺改为对甲氧基苯胺,所得到的产物如结构式(2-2)所示。产率为81%。核磁共振1H NMR图谱如图2所示,产物4b:1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.16(d,J=9.0Hz,2H),6.85(d,J=9.0Hz,2H),3.80(s,3H).
[0040] HRMS(EI)m/z calculated for C8H7NS[M]+165.0248,found 165.0251。
[0041] 实施例3
[0042]
[0043] 本实施例与实施例1相同,仅将胺改为N1,N1-二甲基对苯二胺,所得到的产物如结构式(2-3)所示。产率为88%。核磁共振1H NMR图谱如图3所示,产物4c:1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.13–7.07(m,2H),6.63–6.56(m,2H),2.97(s,6H).
[0044] HRMS(EI)m/z calculated for C9H10N2S[M]+178.0565,found 178.0563。
[0045] 实施例4
[0046]
[0047] 本实施例与实施例1相同,仅将胺改为对甲基苯胺,所得到的产物如结构式(2-4)所示。产率为85%。核磁共振1H NMR图谱如图4所示,产物4d:1H NMR(500 MHz,CDCl3)δ7.12(dt,J=6.2,5.3 Hz,4H),2.34(s,3H).
[0048] HRMS(EI)m/z calculated for C8H7NS[M]+149.0299,found 149.0301。
[0049] 实施例5
[0050]
[0051] 本实施例与实施例1相同,仅将胺改为对氯苯胺,所得到的产物如结构式(2-5)所示。产率为80%。核磁共振1H NMR图谱如图5所示,产物4e:1H NMR(500 MHz,CDCl3)δ7.32(d,J=8.7 Hz,2H),7.15(d,J=8.7 Hz,2H).
[0052] HRMS(EI)m/z calculated for C7H4NSCl[35][M]+168.9753,found 168.9755。
[0053] 实施例6
[0054]
[0055] 本实施例与实施例1相同,仅将胺改为对溴苯胺,所得到的产物如结构式(2-6)所示。产率为86%。核磁共振1H NMR6图谱如图6所示,产物4f:1H NMR(500 MHz,CDCl3)δ7.47(d,J=8.7 Hz,2H),7.09(d,J=8.7 Hz,2H).
[0056] HRMS(EI)m/z calculated for C7H4NSBr[79][M]+212.9248,found 212.9251。
[0057] 实施例7
[0058]
[0059] 本实施例方法1与实施例1相同,仅将胺改为对氟苯胺,所得到的产物如结构式(2-7)所示,产率为76%。方法2:采用对氟苯胺(0.2mmol)溶于乙腈(2mL),KBr(0.3mmol),AgSCF3(0.3mmol),加入到乙腈(2mL)中,然后将溶解在乙腈中的(2.0ml)中的对氟苯胺滴加到反应体系中,反应体系在25℃下,滴加完毕后,搅拌1小时,减压除去溶剂,得到粗产物,其结构如式(2-7)所示。将粗产物进行柱层析(乙酸乙酯:石油醚=1:1)得到纯产品。产率为
72%(2.同上条件,当溴化钾为3当量时,三氟甲硫银为3当量,产率为71%;)。核磁共振1H NMR、图谱如图7所示,产物4g:1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.24–7.17(m,2H),7.08–7.00(m,2H).[0060] HRMS(EI)m/z calculated for C7H4NSF[M]+153.0048,found 153.0050。
[0061] 实施例8
[0062]
[0063] 本实施例方法1与实施例1相同,仅将胺改为对三氟甲基苯胺,所得到的产物如结构式(2-8)所示,产率为75%。方法2与实施例7方法2相同,仅将胺改为对三氟甲基苯胺,产率为73%。核磁共振1H NMR图谱如图8所示,产物4h.1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.62(d,J=8.4Hz,2H),7.32(d,J=8.3Hz,2H).
[0064] HRMS(EI)m/z calculated for C8H4NSF4[M]+203.0017,found 203.0020。
[0065] 实施例9
[0066]
[0067] 本实施例与实施例1相同,仅将胺改为对基苯氰,所得到的产物如结构式(2-9)所示。产率为86%。核磁共振1H NMR图谱如图9所示,产物4i:1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.66(d,J=8.5Hz,2H),7.31(d,J=8.5Hz,2H).
[0068] HRMS(EI)m/z calculated for C8H4N2S[M]+160.0095,found 160.0093。
[0069] 实施例10
[0070]
[0071] 本实施例与实施例1相同,仅将胺改为邻甲基苯胺,所得到的产物如结构式(2-10)所示。产率为85%。核磁共振1H NMR图谱如图10所示,产物4j:1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.22–7.13(m,4H),2.38(s,3H).
[0072] HRMS(EI)m/z calculated for C8H7NS[M]+149.0299,found 149.0297。
[0073] 实施例11
[0074]
[0075] 本实施例与实施例1相同,仅将胺改为2,4,6-三甲苯胺,所得到的产物如结构式(2-11)所示。产率为74%。核磁共振1H NMR图谱如图11所示,产物4k:1H NMR(500MHz,CDCl3)δ6.84(s,2H),2.33(s,6H),2.26(s,3H).
[0076] HRMS(EI)m/z calculated for C10H11NS[M]+177.0612,found 177.0611。
[0077] 实施例12
[0078]
[0079] 本实施例与实施例1相同,仅将胺改为邻氯苯胺,所得到的产物如结构式(2-12)所示。产率为74%。核磁共振1H NMR图谱如图12所示,产物4l:.1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.42(d,J=7.6Hz,1H),7.25–7.16(m,3H).
[0080] HRMS(EI)m/z calculated for C7H4NSCl[35][M]+168.9753,found 168.9755。
[0081] 实施例13
[0082]
[0083] 本实施例与实施例1相同,仅将胺改为间甲基苯胺,所得到的产物如结构式(2-13)所示。产率为91%。核磁共振1H NMR图谱如图13所示,产物4m:1HRMS(EI)m/zcalculated for +C8H7NS[M]149.0299,found 149.0297.
[0084] HRMS(EI)m/z calculated for C19H17O2SF3[M]+366.0901,found 366.0908。
[0085] 实施例14
[0086]
[0087] 本实施例与实施例1相同,仅将胺改为间氯苯胺,所得到的产物如结构式(2-14)所示。产率为86%。核磁共振1H NMR图谱如图14所示,产物4n:1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.42(d,J=7.6Hz,1H),7.25–7.16(m,3H).
[0088] HRMS(EI)m/z calculated for C7H4NSCl[35][M]+168.9753,found 168.9756。
[0089] 实施例15
[0090]
[0091] 本实施例方法1与实施例1相同,仅将胺改为3-氨基吡啶,所得到的产物如结构式(2-15)所示。产率为64%。方法2与实施例7方法2相同,仅将胺改为3-氨基吡啶,产率为70%。核磁共振1H NMR图谱如图15所示,产物4o:1H NMR(500MHz,CDCl3)δ8.63–8.46(m,2H),
7.52(ddd,J=8.2,2.4,1.5Hz,1H),7.31(dd,J=8.2,4.8Hz,1H).
[0092] HRMS(EI)m/z calculated for C6H4N2S[M]+136.0095,found 136.0094。
[0093] 实施例16
[0094]
[0095] 本实施例与实施例1相同,仅将胺改为正己胺,所得到的产物如结构式(2-16)所示。产率为75%。核磁共振1H NMR图谱如图16所示,产物4p:1H NMR(500MHz,CDCl3)δ3.51(t,J=6.7Hz,2H),1.74–1.65(m,2H),1.41(dt,J=9.6,7.3Hz,2H),1.37–1.26(m,4H),0.91(t,J=7.0Hz,3H).
[0096] HRMS(EI)m/z calculated for C7H13NS[M]+143.0769,found 143.0770。
[0097] 实施例17
[0098]
[0099] 本实施例与实施例1相同,仅将胺改为苄胺,所得到的产物如结构式(2-17)所示。产率为84%。核磁共振1H NMR图谱如图17所示,产物4q:1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.39(t,J=
7.4Hz,2H),7.35(d,J=6.8Hz,1H),7.31(d,J=7.6Hz,2H),4.71(s,2H).
[0100] HRMS(EI)m/z calculated for C8H7NS[M]+149.0299,found 149.0301。
[0101] 实施例18
[0102]
[0103] 本实施例与实施例1相同,仅将胺改为1-炔戊胺,所得到的产物如结构式(2-18)所示。产率为61%。核磁共振1H NMR、13C NMR图谱如图18所示,产物4r:1H NMR(500MHz,CDCl3)δ3.68(t,J=6.5Hz,2H),2.37(td,J=6.8,2.7Hz,2H),2.02(t,J=2.7Hz,1H),1.95–1.86(m,
2H).
[0104] HRMS(EI)m/z calculated for C6H7NS[M]+125.0299,found 125.0300。
[0105] 实施例19
[0106]
[0107] 本实施例与实施例1相同,仅将胺改为环己胺,所得到的产物如结构式(2-19)所示。产率为60%。核磁共振1H NMR图谱如图19所示,产物4s:1H NMR(500MHz,CDCl3)δ3.69(dt,J=12.1,4.0Hz,1H),1.98–1.84(m,2H),1.79–1.61(m,4H),1.54–1.32(m,4H).[0108] HRMS(EI)m/z calculated for C7H11NS[M]+141.0612,found 141.0614。
[0109] 实施例20
[0110]
[0111] 本实施例与实施例1相同,仅将胺改为二苯甲胺,所得到的产物如结构式(2-20)所示。产率为81%。核磁共振1H NMR图谱如图20所示,产物4t:1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.40–7.33(m,4H),7.31(dd,J=7.0,4.3Hz,6H),5.98(s,1H).
[0112] HRMS(EI)m/z calculated for C14H11NS[M]+225.0612,found 225.0610。
[0113] 实施例21
[0114]
[0115] 本实施例与实施例1相同,仅将胺改为三苯甲胺,所得到的产物如结构式(2-21)所示。产率为31%。核磁共振1H NMR图谱如图21所示,产物4u:1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.38–7.30(m,9H),7.21–7.12(m,6H).
[0116] HRMS(EI)m/z calculated for C20H15NS[M]+301.0925,found 301.0928。
[0117] 实施例22
[0118]
[0119] 本实施例与实施例1相同,仅将胺改为2,6-二叔丁基苯胺,所得到的产物如结构式(2-22)所示。产率为96%。核磁共振1H NMR图谱如图22所示,产物4v:1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.23(dd,J=14.9,6.8Hz,1H),7.12(d,J=7.7Hz,2H),3.25(hept,J=6.9Hz,2H),1.27(d,J=6.9Hz,12H).
[0120] HRMS(EI)m/z calculated for C13H17NS[M]+219.1082,found 219.1081。
[0121] 实施例23
[0122]
[0123] 本实施例与实施例1相同,仅将胺改为金刚胺,所得到的产物如结构式(2-23)所示。产率为96%。本实施例与实施例7方法2相同,仅将胺改为金刚胺,产率为97%。核磁共振1H NMR图谱如图23所示,产物4w:1H NMR(500MHz,CDCl3)δ2.11(s,3H),1.98(d,J=2.8Hz,6H),1.73–1.60(m,6H).
[0124] HRMS(EI)m/z calculated for C11H15NS[M]+193.0925,found 193.0923。
[0125] 实施例24
[0126]
[0127] 本实施例与实施例7方法2相同,仅将胺改为磺胺甲氧哒嗪,所得到的产物如结构式(2-24)所示。产率为98%。核磁共振1H NMR图谱如图24所示,产物4x:1H NMR(500MHz,CDCl3)δ11.94(s,1H),8.01–7.91(m,2H),7.29(dt,J=2.6,1.9Hz,3H),7.07(d,J=9.7Hz,1H),3.91(s,3H).
[0128] HRMS(EI)m/z calculated for C12H10N403S2[M]+322.0194,found 322.0199。
[0129] 实施例25
[0130]
[0131] 本实施例与实施例7方法2相同,仅将胺改为磺胺甲噁唑,所得到的产物如结构式(2-25)所示。产率为98%。核磁共振1H NMR、13C NMR图谱如图25所示,产物4y:1H NMR(500MHz,DMSO)δ11.58(s,1H),7.96–7.84(m,2H),7.67–7.57(m,2H),6.15(d,J=0.7Hz,1H),2.31(s,3H).
[0132] HRMS(ESI)m/z calculated for C11H9N3NaO3S2[M+Na+]+317.9978,found 317.9985。
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