专利摘要

本发明涉及一种非均相锰氧八面体型分子筛掺杂铜(Cu‑OMS‑2)催化的二芳基硫醚类化合物的合成方法。其中，取代基R1为4‑甲基、2‑氯、3‑氯、4‑氯、4‑氟，R2为4‑氰基、4‑硝基、4‑甲氧基取代芳基中的任意一种。合成方法为以取代苯硫酚和芳基卤化物在锰氧八面体型分子筛(OMS‑2)掺杂铜配合物的催化下，于60～110℃下在二甲基亚砜溶剂中发生的C‑S偶联反应，经过滤、萃取和柱层析得到二芳基硫醚类化合物，该类化合物广泛存在于天然产物、药物和材料分子中，在许多领域都有着广泛的应用，是生物，医药，有机合成领域的重要合成中间体。

权利要求

1.锰氧分子筛掺杂铜催化剂合成二芳基硫醚类化合物的方法，其特征在于，合成路线如下：

所述方法包括以下步骤：

(1)向反应器中依次加取代苯硫酚1、溶剂、碱、锰氧分子筛掺杂铜催化剂Cu-OMS-2以及取代碘苯2，在室温下搅拌使反应原料溶解；

(2)将反应原料置于油浴锅中在温度为60-110℃下反应3～8h；反应过程由TLC检测，反应完成后冷却至室温并过滤；然后使用二氯甲烷对反应液进行萃取得到粗产物，最后对粗产物用柱层析纯化，得到目标化合物，即完成二芳基硫醚类化合物的制备；

其中所述的取代基R1为2-氯、3-氯、4-氯、4-氟或4-甲基；所述取代苯碘苯中，所述的取代基R2为4-氰基、4-硝基、4-甲氧基；所述的锰氧分子筛掺杂铜催化剂Cu-OMS-2的制备方法是将硫酸锰和三水硝酸铜溶液，加入到含浓硝酸和高锰酸钾的混合溶液中，在100-120℃条件下回流反应，经过滤、洗涤、干燥后在350-400℃煅烧所得。

2.根据权利要求1所述的锰氧分子筛掺杂铜催化剂合成二芳基硫醚类化合物的方法，其特征在于，所述步骤(1)中化合物1、化合物2、碱的投料摩尔比为1:0.5～2:0.5～5。

3.根据权利要求1所述的锰氧分子筛掺杂铜催化剂合成二芳基硫醚类化合物的方法，其特征在于，步骤(1)的溶剂选自二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、甲苯、四氢呋喃中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的锰氧分子筛掺杂铜催化剂合成二芳基硫醚类化合物的方法，其特征在于，步骤(1)的碱为氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂、碳酸钾、碳酸钠、碳酸铯中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的锰氧分子筛掺杂铜催化剂合成二芳基硫醚类化合物的方法，其特征在于，所述步骤(1)的溶解温度是室温；步骤(2)的反应温度是95℃，反应时间6h。

说明书

技术领域

本发明涉及一种非均相锰氧八面体型分子筛掺杂铜(Cu-OMS-2)催化的二芳基硫醚类化合物的合成方法。

背景技术

锰氧八面体型分子筛(OMS-2)是一种新型分子筛材料，具有很好的氧化还原性能，主要是因为存在变价的Mn2+、Mn3+、Mn4+离子。当OMS-2被金属铜离子修饰或者改进后，OMS-2会表现出更优的催化性能。二芳基硫醚广泛存在于天然产物、生物活性分子和有机材料中，是新药研发中尤为重要的合成中间体，是一类重要的含硫有机化合物。但是，合成二芳基硫醚中间体的传统方法操作复杂，成本高。因而提出一种更为新型高效的合成方法是很有必要的。

本发明专利提出了一种条件温和，高效的，通过OMS-2掺杂的铜配合物(Cu-OMS-2)非均相催化取代苯硫酚和芳基卤化物之间的C-S偶联反应，制备二芳基硫醚类化合物的方法。

发明内容

本发明的主要目的在于通过锰氧八面体型分子筛掺杂铜(Cu-OMS-2)的非均相催化取代苯硫酚和芳基卤化物的C-S偶联反应，提供一种合成二芳基硫醚类化合物的新方法。

本发明的技术方案如下：

一种二芳基硫醚类化合物，所述化合物的化学结构式表示为：

其中，取代基R1为2-氯、3-氯、4-氯、4-氟、4-甲基，R2为4-氰基、4-硝基、4-甲氧基。

所述的二芳基硫醚类化合物的制备方法，其特征在于，合成方法如下：

所述方法包括以下步骤：

(1)向反应器中依次加取代苯硫酚1、溶剂、碱、锰氧分子筛掺杂铜催化剂Cu-OMS-2以及取代碘苯2,在室温下搅拌使反应原料溶解；

(2)将反应原料置于油浴锅中在温度为60-110℃下反应3～8h；反应过程由TLC检测，反应完成后冷却至室温并过滤；然后使用二氯甲烷对反应液进行萃取得到粗产物，最后对粗产物用柱层析纯化，得到目标化合物，即完成二芳基硫醚类化合物的制备。

所述步骤(1)中化合物1、化合物2、碱的投料摩尔比为1:0.5～2:0.5～5。

所述的取代苯硫酚1中，所述的取代基R1为2-氯、3-氯、4-氯、4-氟、或4-甲基；所述的取代碘苯2所述的取代基R2为4-氰基、4-硝基、4-甲氧基。

所述的溶剂包括二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、甲苯、四氢呋喃中的任意一种，优选二甲基亚砜。

所述的碱为氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂、碳酸钾、碳酸钠、碳酸铯中的任意一种，优选为碳酸铯。

所述的锰氧分子筛掺杂铜催化剂Cu-OMS-2的制备方法是将硫酸锰和三水硝酸铜溶液，加入到含浓硝酸和高锰酸钾的混合溶液中，在100-120℃条件下回流反应，经过滤、洗涤、干燥后在350-400℃煅烧所得。参考文献为Catalytic removal of gaseous HCBz onCu doped OMS:Effect of Cu location on catalytic performance.Applied CatalysisB:Environmental 150–151(2014)167-178.

本发明的技术方案中，反应中起催化效果的是分子筛中所掺杂的铜，即为所掺杂的铜催化的芳基硫酚和芳基碘化物发生的C-S偶联反应。

所制备的锰氧分子筛掺杂铜催化剂中，依据前体溶液中Cu/Mn的摩尔比来进行计算，Cu-OMS-2中铜的掺杂量是0.0276。且铜的价态为正二价的铜，即氧化铜。并且，二价铜掺杂量的变化对反应的催化效果有一定影响，铜掺杂量的提高，可以促进反应进行，增加产物的产率，但是当掺杂量过大时，反应效果会降低，其中，当掺杂量Cu/Mn＝0.6即Cu (0.6)-OMS-2也就是高Cu掺杂水平，反应效果、稳定性、催化活性相对来说最佳。

本发明有益效果如下：

1、本发明首次公开了一种非均相锰氧八面体型分子筛掺杂铜配合物(Cu-OMS-2)催化的 C-S偶联反应，利用Cu-OMS-2催化材料非均相催化取代苯硫酚和芳基卤化物，合成二芳基硫醚类化合物的新型合成方法。该方法成本低，操作简单、反应条件温和。

2、该催化材料Cu-OMS-2能多次催化重复循环利用。

3、反应官能团耐受性好，能合成多种不同二芳基硫醚化合物。

具体实施方式

下面结合实施例来进一步说明本发明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。

仪器及试剂：

EB2005A电子天平；DE-102J集热式恒温加热磁力搅拌器(巩义市华发化学仪器厂)；ZF-I 型三用紫外分析仪；DFX-5L/30低温恒温反应浴(无锡市百川仪器厂)；SHZ-E型循环水式真空泵(上海荣亚生化学仪器厂)；DZE-6120型真空干燥箱(上海恒天科学仪器制造公司)；2YZ-4A型旋片式真空油泵(临海市永昊真空设备厂)。取代苯酚类(AR)，二甲基亚砜(AR)，取代芳基卤类(AR)，石油醚(AR)，乙酸乙酯(AR)，N,N-二甲基甲酰胺 (AR)，浓硝酸，硫酸锰，高锰酸钾，三水硝酸铜。

下面结合实施例来进一步说明本发明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。

仪器及试剂：

1H NMR和13C NMR用Varian Mercury 400型400MHz核磁共振仪或者Varian Mercury600 型600MHz核磁共振仪测定，氘代氯仿(CDCl3)或者氘代二甲亚砜(DMSO-d6)为溶剂， TMS为内标；所用试剂为国产(或进口)化学纯或分析纯。

实施例1

Cu-OMS-2的合成，包括以下实验步骤：

取8.8g的硫酸锰和0.6375g的三水硝酸铜，溶于100ml的纯净水中，并将其加入到含3ml浓硝酸和5.89g高锰酸钾的30ml纯净水溶液中。混合液在100℃条件下回流反应1天，然后产物再过滤、洗涤以及在120℃条件下干燥8小时。最后将干燥的Cu-OMS-2以350℃煅烧2 小时，并得到最终黑色的Cu-OMS-2，其中制备的Cu-OMS-2中铜的掺杂量是0.0276。且铜的价态为正二价的铜，即氧化铜。

实施例2

Cu-oms-2催化对甲苯硫酚和对氰基碘苯反应条件优化表a

a：反应条件:4-甲基苯硫酚1mmol，4-氰基碘苯1mmol，碱2mmol，10mg Cu-OMS-2，溶剂2.5ml，反应温度：95℃，反应时间为6h。b：反应温度：60℃，c：反应温度： 110℃，d：5mg Cu-OMS-2，e16 mg Cu-OMS-2，f：室温下不添加Cu-OMS-2反应，g：95℃下不添加Cu-OMS-2反应。

对Cu-OMS-2催化的该C-S偶联反应体系而言，碳酸铯相对其他无机碱的反应效果更好；二甲基亚砜和N,N-二甲基甲酰胺作为溶剂都能参与反应，但前者的反应效果更优于后者；95℃是相对来说更适合该反应体系的反应温度；当在室温或95℃条件下，不添加Cu-OMS-2催化材料，发现反应不能或者只能得到很少的二芳基硫醚产物，因而，适合该反应体系的最优反应条件是：4-甲基苯硫酚1mmol,4-氰基碘苯1mmol,碳酸铯2mmol， Cu-OMS-2催化材料10mg，二甲基亚砜2.5ml，反应温度：95℃。

实施例3

二芳基硫醚类化合物的合成方法，包括以下实验步骤：

室温下，向反应器中依次加入化合物4-甲基苯硫酚1(0.13g，1.0mmol,1.0eqv.)，DMSO(2.5ml),Cs2CO3(0.65g，2.0mmol,2.0eqv.),Cu-OMS-2(10mg),4-氰基碘苯2(0.23g，1.0mmol,1.0eqv.),室温下搅拌使其溶解。溶解后置于95℃油浴锅中，冷凝回流反应6h，TLC 检测反应完成后，待反应液冷却至室温后，使用二氯甲烷对反应液进行萃取得到粗产物，然后对粗产物用柱层析纯化，得到目标产物，收率84％。

1H NMR(CDCl3,400MHz,)δ(ppm)7.40-7.32(m,4H,Ar-H),7.18(d,J＝8.4Hz,2H,Ar-H),7.04(d,J＝8.4Hz,2H,Ar-H),2.3(s,3H,CH3)；

13C NMR(CDCl3,101MHz)δ(ppm)146.66,140.01,135.01,132.33,130.80,126.29,118.97, 108.28,21.37.

实施例4

二芳基硫醚类化合物的合成方法，包括以下实验步骤：

室温下，向反应器中依次加入化合物2-氯苯硫酚1(0.15g，1.0mmol,1.0eqv.)，DMSO(2.5 ml),Cs2CO3(0.65g，2.0mmol,2.0eqv.),Cu-OMS-2(10mg),4-硝基碘苯2(0.25g，1.0mmol, 1.0eqv.),室温下搅拌使其溶解。溶解后置于95℃油浴锅中，冷凝回流反应6h，TLC检测反应完成后，待反应液冷却至室温后，使用二氯甲烷对反应液进行萃取得到粗产物，然后对粗产物用柱层析纯化，得到目标产物，收率81％。

1H NMR(CDCl3,400MHz,)δ(ppm)8.10(d,J＝7.2Hz,2H,Ar-H),7.57(t,J＝6.4Hz,2H,Ar-H), 7.41(t,J＝6.0Hz,1H,Ar-H),7.33(t,J＝6.0Hz,1H,Ar-H),7.20(d,J＝6.8Hz,2H,Ar-H)；

13C NMR(CDCl3,101MHz)δ(ppm)145.92,145.85,138.54,136.32,131.06,130.84,130.11, 128.01,127.45,124.21.

实施例5

二芳基硫醚类化合物的合成方法，包括以下实验步骤：

室温下，向反应器中依次加入化合物3-氯苯硫酚1(0.15g，1.0mmol,1.0eqv.)，DMSO(2.5 ml)，Cs2CO3(0.65g，2.0mmol,2.0eqv.),Cu-OMS-2(10mg),4-氰基碘苯2(0.23g，1.0mmol, 1.0eqv.),室温下搅拌使其溶解。溶解后置于95℃油浴锅中，冷凝回流反应6h，TLC检测反应完成后，待反应液冷却至室温后，使用二氯甲烷对反应液进行萃取得到粗产物，然后对粗产物用柱层析纯化，得到目标产物，收率83％。

1H NMR(CDCl3,400MHz,)δ(ppm)7.45(d,J＝8.8Hz,2H,Ar-H),7.40(s,1H,Ar-H),7.34-7.25(m,3H,Ar-H),7.16(d,J＝8.8Hz,2H,Ar-H)；

13C NMR(CDCl3,101MHz)δ(ppm)144.11,135.49,133.45,132.64,131.88,130.91,130.64, 129.38,128.29,118.63,109.58.

实施例6

二芳基硫醚类化合物的合成方法，包括以下实验步骤：

室温下，向反应器中依次加入化合物4-氯苯硫酚1(0.15g，1.0mmol,1.0eqv.)，DMSO(2.5 ml),Cs2CO3(0.65g，2.0mmol,2.0eqv.),Cu-OMS-2(10mg),4-氰基碘苯2(0.23g，1.0mmol, 1.0eqv.),室温下搅拌使其溶解。溶解后置于95℃油浴锅中，冷凝回流反应6h，TLC检测反应完成后，待反应液冷却至室温后，使用二氯甲烷对反应液进行萃取得到粗产物，然后对粗产物用柱层析纯化，得到目标产物，收率85％。

1H NMR(CDCl3,400MHz,)δ(ppm)7.51(d,J＝8.8Hz,2H,Ar-H),7.46-7.39(m,4H,Ar-H),7.18(d,J＝8.8Hz,2H,Ar-H)；

13C NMR(CDCl3,101MHz)δ(ppm)144.88,135.71,135.53,132.47,130.12,129.49,127.51, 118.56,109.12.

实施例7

二芳基硫醚类化合物的合成方法，包括以下实验步骤：

室温下，向反应器中依次加入化合物对氯苯硫酚1(0.15g，1.0mmol,1.0eqv.)，DMSO(2.5 ml),Cs2CO3(0.65g，2.0mmol,2.0eqv.),Cu-OMS-2(10mg),4-硝基碘苯2(0.25g，1.0mmol, 1.0eqv.),室温下搅拌使其溶解。溶解后置于95℃油浴锅中，冷凝回流反应6h，TLC检测反应完成后，待反应液冷却至室温后，使用二氯甲烷对反应液进行萃取得到粗产物，然后对粗产物用柱层析纯化，得到目标产物，收率85％。

1H NMR(CDCl3,400MHz,)δ(ppm)8.10-8.06(m,2H,Ar-H),7.50-7.41(m,4H,Ar-H),7.22-7.16(m,2H,Ar-H)；

13C NMR(CDCl3,101MHz)δ(ppm)147.66,145.64,136.10,135.90,130.32,129.16,126.97, 124.20.

实施例8

二芳基硫醚类化合物的合成方法，包括以下实验步骤：

室温下，向反应器中依次加入化合物4-氟苯硫酚1(0.13g，1.0mmol,1.0eqv.)，DMSO(2.5 ml),Cs2CO3(0.65g，2.0mmol,2.0eqv.),Cu-OMS-2(10mg),4-硝基碘苯2(0.25g，1.0mmol, 1.0eqv.),室温下搅拌使其溶解。溶解后置于95℃油浴锅中，冷凝回流反应6h，TLC检测反应完成后，待反应液冷却至室温后，使用二氯甲烷对反应液进行萃取得到粗产物，然后对粗产物用柱层析纯化，得到目标产物，收率83％。

1H NMR(CDCl3,400MHz,)δ(ppm)7.99(d,J＝7.2Hz,2H,Ar-H),7.51-7.44(m,2H,Ar-H),7.12-7.05(m,4H,Ar-H)；

13C NMR(CDCl3,101MHz)δ(ppm)163.71,148.48,145.45,137.26,126.33,125.56,124.11, 117.46.

实施例9

Cu-oms-2重复回收利用催化情况

序号重复次数产率(％)1I892II883III884IV875V866VI86

Cu-OMS-2在6次重复利用以后，仍然能以86％的产率催化合成二芳基硫醚化合物，此实验说明了Cu-OMS-2作为该反应体系的催化剂，它的稳定性、可重复使用性、催化性能都非常好，能高效催化合成二芳基硫醚化合物，适合催化取代苯硫酚和芳基卤化物之间的C-S偶联反应体系。

本发明专利提出通过铜离子修饰的OMS-2材料(Cu-OMS-2)催化取代苯硫酚和芳基卤化物之间的C-S偶联反应，高效制备二芳基硫醚类化合物的方法，该方法具有对环境友好、操作简便、产率高以及Cu-OMS-2催化材料可多次重复循环利用等优点，具有较强应用前景。

锰氧分子筛掺杂铜催化剂合成二芳基硫醚类化合物的方法专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。