硫醚氧化成砜的新方法*

徐 建，李學(xué)強,1b，姚新波，董 莉

(1.寧夏大學(xué) a.化學(xué)化工學(xué)院;b.寧夏天然藥物工程技術(shù)中心,寧夏 銀川 750021)

·研究簡報·

硫醚氧化成砜的新方法*

徐 建1a，李學(xué)強1a,1b，姚新波1a，董 莉1a

(1.寧夏大學(xué) a.化學(xué)化工學(xué)院;b.寧夏天然藥物工程技術(shù)中心,寧夏 銀川 750021)

以丙酮為溶劑，30%雙氧水為氧化劑，鎢酸鈉為催化劑，研究了硫醚(烴基硫醚、芐基硫醚、不飽和硫醚、含二級胺的飽和硫醚、含三級胺的飽和硫醚)被氧化成相應(yīng)砜的反應(yīng)。結(jié)果表明，飽和烴基硫醚能方便的氧化為相應(yīng)的砜類；芐基硫醚、含三級胺官能團的飽和硫醚也能氧化成相應(yīng)的砜；含芐基和氨基的硫醚不能氧化成相應(yīng)的砜?；衔锏慕Y(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR和13C NMR確證。

硫醚；雙氧水；催化劑；氧化；砜；合成

砜類化合物不僅是有機合成中的重要中間體[1-3]，而且多數(shù)具有廣譜的生物活性，在殺蟲、殺菌、除草、抗腫瘤、抗病毒、抗HIV-1、抗?jié)车人幬镏芯憩F(xiàn)出良好的作用[4-7]，已廣泛應(yīng)用于農(nóng)藥和醫(yī)藥等領(lǐng)域[8-10]。

砜一般由硫醚或者亞砜直接氧化而得[11]。在已報道的氧化體系中，所用的氧化劑有:H2O2[12],NaClO[13],H5IO6[14],PhICl2[15],CrO3[16],KMnO4[17],KHSO5[18],AcO2H[19]和CF3CO3H[20]等。雖然上述氧化劑均可以將硫醚直接氧化成砜，但從原子經(jīng)濟性、環(huán)境無公害、操作安全和簡便等角度出發(fā)，H2O2無疑是一種最受青睞的氧化劑[21]。以H2O2為氧化劑，助催化劑等氧化體系氧化硫醚已有報道，但是對于一些對酸、堿性敏感的含三級胺類的硫醚氧化的報道卻很少。在已報道的一些方法中，也或多或少存在諸如反應(yīng)條件劇烈、處理繁瑣、價格昂貴(有的需要借助稀有昂貴的有機金屬催化劑)、選擇性氧化率不高等缺陷[22-23]。因此開發(fā)一種高效、簡便的含活性基團的硫醚氧化成砜的方法不僅具有重要的經(jīng)濟效益，而且還具有良好的環(huán)境效益。

本課題組長期從事雙氫青蒿素衍生物[24]的合成。2006年,Richard K Haynes[25]以青蒿素為起始原料，經(jīng)6步反應(yīng)合成了青蒿砜(Ⅰ)。該方法不僅路線繁瑣，而且其中多步反應(yīng)須在-78℃無水無氧條件下反應(yīng)。本課題組通過對其工藝進行改進，以雙氫青蒿素為起始原料，經(jīng)兩步反應(yīng)便成功合成了雙氫青蒿素硫醚(Ⅱ)，但在Ⅱ氧化成Ⅰ的反應(yīng)中遇到瓶頸。通過研究發(fā)現(xiàn)以H2O2為氧化劑，丙酮為溶劑，鎢酸鈉催化劑的條件下，Ⅱ可以高產(chǎn)率地氧化成Ⅰ，而且反應(yīng)條件溫、副產(chǎn)物少。

為了驗證這一方法的通用性，本文以丙酮為溶劑，30%H2O2為氧化劑，鎢酸鈉為催化劑，研究了硫醚(1a～1c和3a～3e)被氧化成相應(yīng)砜(2a～2c和4a～4e)的反應(yīng)(Scheme 1)。研究結(jié)果表明，飽和烴基硫醚能方便的氧化為相應(yīng)的砜類化合物；芐基硫醚、含三級胺官能團的飽和硫醚也能氧化成砜；含芐基和氨基的硫醚不能氧化成相應(yīng)的砜?；衔锏慕Y(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR和13C NMR確證。

1 實驗部分

1．1 儀器與試劑

Bruker Avance 400MHz型核磁共振儀(CDCl3為溶劑，TMS為內(nèi)標)。

所用試劑均為分析純或化學(xué)純。

1.2 硫醚氧化成砜的通法

在反應(yīng)瓶中依次加入硫醚2mmol,丙酮30.0mL和二水合鎢酸鈉100mg,攪拌使其溶解;慢慢滴加30%雙氧水1.03mL(10mmol)，回流(55℃)反應(yīng)5h(TLC跟蹤)。減壓蒸除丙酮，加入飽和Na2S2O3溶液30.0mL，用乙酸乙酯(2×25mL)萃取，合并萃取液，用飽和食鹽水洗滌，無水MgSO4干燥，濃縮后經(jīng)硅膠柱色譜[梯度洗脫劑：V(石油醚)∶V(乙酸乙酯)=10∶1～6∶1]純化得2a～2c和4b～4d(4a和4e因副產(chǎn)物太多，未能分離純化)。

2a:白色固體,收率98.9%,m.p.86.9℃～87.5℃；1H NMRδ:2.97(s,3H),7.45～4.50(m,2H),7.54～7.58(m,1H),7.83～7.86(m,2H);13C NMRδ:44.23,127.07,129.21,133.57,140.28。

2b:白色固體,收率99.3%,m.p.122.3℃～123.0℃；1H NMRδ:7.36～7.54(m,6H),7.85～7.97(m,4H);13C NMRδ:127.46,129.22,133.19,141.35。

2c:白色固體,收率96.9%,m.p.99.6℃～100.5℃；1H NMRδ:2.97(s,3H),7.42(dd,J=2．0Hz,6.8Hz,2H),7.77(dd,J=1.8Hz,6.6Hz,2H);13C NMRδ:44.16,128.68,129.40,138.74,139.91。

4b:白色固體,收率74.9%,m.p.137.8℃～139.2℃；1H NMRδ:3.11～3.28(s,4H),3.87(d,J=10.0Hz,4H),4.50(s,2H),7.35～7.37(m,1H),7.40～7.45(m,2H),7.60(d,J=6.0Hz,2H);13C NMRδ:48.60,58.20,61.82,127.99,29.17,130.63,132.90。

4c:黃色黏稠固體,收率72.2%；1H NMRδ:-0.14～0.04(m,6H),0.71～0.81(m,9H),1.28(s,4H),1.40(d,J=6.0Hz,2H),1.79(s,2H),2.91(d,J=12.8Hz,2H),3.28(s,2H),3.46～3.52(m,4H),3.80(t,J=7.2Hz,2H),4.17(s,2H);13C NMRδ:-5.67,10.20,22.74,25.48,25.84,26.36,32.35,46.08,62.69,62.88,71.85。

4d:白色固體,收率70.3%,m.p.123.1℃～123.4℃；1H NMRδ:0.77(d,J=7.2Hz,3H),0.93(d,J=6.0Hz,3H),0.98～1.01(m,1H),1.21～1.32(m,3H),1.34(s,3H),1.38～1.49(m,1H),1.53～1.56(m,1H),1.67～1.72(m,2H),1.72～1.85(m,1H),1.96～2.00(m,1H),2.2～2.35(m,1H),2.53～2.58(m,1H),3.18(s,4H),3.32～3.38(m,2H),3.44～3.48(m,2H),4.19(d,J=10.4Hz,1H),5.26(s,1H);13C NMRδ:13.46,20.23,21.60,24.80,25.91,29.05,34.18,36.15,37.45,45.59,46.96,51.41,51.87,80.18,91.00,92.09,104.27。

2 結(jié)果與討論

實驗結(jié)果顯示，對于飽和硫醚(1a～1c)，在雙氧水-丙酮-鎢酸鈉體系中能很好的氧化成相應(yīng)的砜(2a～2c)，且產(chǎn)物單一，柱層析純化的收率均在95%以上。對于含三級胺的飽和硫醚(3b～3d)，在相同條件下也能氧化成相應(yīng)的砜，產(chǎn)物較單一，柱層析純化收率均在70%以上。對于含二級胺的飽和硫醚(3a)，在相同條件下并未獲得相應(yīng)的砜(4a)，并且副產(chǎn)物很多，難于分離?？赡艿脑蚴嵌壈繁容^活潑，極易被氧化。另外對于含雙鍵的不飽和硫醚(3e)，也未得到相應(yīng)的砜(4e)，且副產(chǎn)物很多，難于分離?？赡艿脑蚴请p鍵很不穩(wěn)定，極易被氧化。但對于含復(fù)雜多官能團的硫醚化合物的氧化，在我們前期研究的硫代嗎啉取代的青蒿素衍生物的氧化中。實驗結(jié)果表明在該條件下，過氧橋鍵不會被破壞，氧化產(chǎn)生的青蒿砜，收率也較高，柱層析收率也在70%以上。

3 結(jié)論

本報道的氧化體系(雙氧水-丙酮-鎢酸鈉)，適用于一般的飽和硫醚或者是對強酸、強堿性敏感的含硫醚鍵化合物的氧化。該方法較其他氧化方法具如下優(yōu)點：反應(yīng)條件溫和、反應(yīng)時間較短、操作簡便、原料廉價易得、對環(huán)境友好無公害、具有很高的底物轉(zhuǎn)化率和選擇性。

本文的實驗結(jié)果表明，該方法具有一定的應(yīng)用適用性和普遍性。

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ANovelSyntheticMethodforOxidationofSulfidetoSulfone

XU Jian1a，LI Xue-qiang1a,1b，YAO Xin-bo1a，DONG Li1a

(a.College of Chemistry and Chemical Engineering;b.Ningxia Development Center of Natural Products and Medication,1.Ningxia University,Yinchuan 750021,China)

In this paper,direct oxidation of a series of sulfides to sulfones by 30% hydrogen peroxide using sodium tungstate as the catalyst and actone as the solvent is reported.It was found that saturated hydrocarbon sulfides can be oxidized to the sulfones conveniently under this condition,benzyl sulfides and containing tertiary amine functional group saturated sulfides can be oxidized to the sulfones under this condition without affecting the benzyl and amine.The structures were confirmed by1H NMR and13C NMR.

sulfide;hydrogen peroxide;catalyst;oxidation;sulfone;synthesis

2014-01-06;

2014-04-16

國家自然科學(xué)基金資助項目(21062014)；教育部科學(xué)技術(shù)研究重點項目(210237);寧夏自然科學(xué)基金資助項目(NZ0606)；211工程三期建設(shè)高校重點學(xué)科建設(shè)資助項目；

徐建(1988-),男,漢族,浙江嘉興人,碩士研究生,主要從事藥物合成及天然藥物的改性研究。

李學(xué)強，教授，E-mail：lixq@nxu.edu.cn

O623．83

A

1005-1511(2014)04-0526-03