[发明专利]含C-S键的化合物及其制备方法和应用

说明书

本发明属于有机化学技术领域，提供了含C‑S键的化合物及其制备方法和应用。使醌双亚胺与各类硫酚或者各类硫醇在超声波共振条件下，通过1,4‑加成的反应机理进行C‑S偶联反应，生成一系列含C‑S键的化合物。所述含C‑S键的化合物可以用作偶氮染料、高分子聚合物、染发剂、橡胶防老剂和照片显影剂等多种化工产品研发或生产中的中间体。

技术领域

本发明属于有机化学技术领域，具体涉及硫酚、硫醇系列化合物作为硫源构建C-S骨架的方法。

背景技术

C-S键的构筑是有机合成领域的重要基础之一，它对于天然产物的合成和生物分子的修饰以及功能性材料的开发等相关领域具有极为重要的作用，因此在化学领域广受关注。然而，早期的C-S键构建反应局限于有机卤化物与硫代化物的直接偶合，或者硫醇与不饱和键的直接加成反应；传统的Ullmann偶联反应条件十分苛刻，需要强碱、高温、过量铜试剂等条件的参与才能促进反应的发生，虽然此类方法得到不断改良，更加具有广泛的适用性，但都涉及卤原子的消除，产生不可避免的废弃物，原子经济性问题尚未解决。近十几年来，C-H键活化成为有机方法学的研究热门，由于其具有操作高效、反应步骤简便等特点，受到了化学研究者们高度关注，C-H键活化的方法策略也逐渐运用在C-S骨架合成方面，但其方法特点大多是以钯、铜和镍等过渡金属作为催化剂，由于大量金属催化剂的参与，其成本、可操作性和毒性废物的产生等方面的问题有待解决。随着绿色化学的概念逐渐掀起和引发的科研热潮，越来越多的化学工作者们期望设计出具有合成步骤少、毒性废物排放量小、反应条件温和且反应选择性高、反应兼容性好且底物适用范围广范等各项优点的反应方案，许多研究人员也逐渐将多相催化、非金属催化或无催化剂等绿色合成的方法策略应用在C-S成键方面。在现有的C-S偶联策略的开发报道中，这些方法因其反应条件剧烈、反应时间长、产物结果不佳或底物的局限性等问题而无法满足药物合成及工业制造的需求，因此通过方法学开发高效便捷构建C-S键的新方法是化学工作者们充满挑战性的任务，也是十分必要的，同时在推动C-S键的构建研究领域也具有重要且深远的研究意义。

发明内容

本发明目的在于提供一种无需催化剂、仅在超声波振动的条件下以硫酚或硫醇作为硫源高效便捷地进行苯环巯基化的方法，合成一系列含C-S键的化合物。

本发明提供的含C-S键的化合物，具有如式d或式e所示的结构：

其中，R¹和R²独立地选自氢、C1～C8烷基、C1～C8烷氧基、卤素、芳基、杂环基，R³为取代的磺酰基。

进一步地，所述R¹和R²独立地选自氢、甲基、乙基、甲氧基、乙氧基、叔丁基、氟、氯、溴、碘、苯基、噻吩基，所述R³选自对甲苯磺酰基、对硝基苯磺酰基、对苯基苯磺酰基、甲基磺酰基、对甲氧基苯磺酰基。

进一步地，所述含C-S键的化合物具体为以下式d1～d7、式e1～e3之一所示化合物：

所述含C-S键的化合物的制备方法，包括以下步骤：使式a所示醌双亚胺与式b所示硫酚或者式c所示硫醇在超声波共振条件下反应，得到式d或式e所示含C-S键的化合物；

其中，R¹和R²独立地选自氢、C1～C8烷基、C1～C8烷氧基、卤素、芳基、杂环基，R³为取代的磺酰基。

进一步地，所述R¹和R²独立地选自氢、甲基、乙基、甲氧基、乙氧基、叔丁基、氟、氯、溴、碘、苯基、噻吩基，所述R³选自对甲苯磺酰基、对硝基苯磺酰基、对苯基苯磺酰基、甲基磺酰基、对甲氧基苯磺酰基。