硫基烯烴的合成新方法

第35卷第3期河北化工Vol.35 , No.32012年3月HEBEi HUAGONGMar.20 12基本有機化工硫基烯烴的合成新方法蔡喜田,鄧佩佩,鄭占偉(華北制藥集團新藥研究開(kāi)發(fā)有限責任公司,微生物藥物國家工程研究中心,河北石家莊050015)摘要:硫基烯烴是具有一定活性的烯類(lèi)化合物,介紹了硫基烯烴的合成新方法一金屬絡(luò )合物催化法和堿催化法。金屬絡(luò )合物催化和堿催化的含硫化合物與炔烴反應可生成立體選擇性、高效性產(chǎn)物,是近年來(lái)研究催化法的熱點(diǎn),為碳-硫的構建提供了有效途徑。關(guān)鍵詞:金屬絡(luò )合物;催化;堿催化;硫基烯烴;炔烴;催化;合成中圖分類(lèi)號:0 622.7文獻標識碼:A文章編號: 1003- 5095(2012)03-0033-03New Synthetic Methods of Sulfur- olefinCAI Xi-tian,DENG Pei-pei,ZHENG Zhan-wei(NCPC New Drug R & D Co,Ltd, National Engineering Reasearch Center of Microbial Medicine, Shijiazhuang050015, China)Abstract:Sulfur-olefin is a certain activity of vinyI compound.To introduce its new synthetic methods which are metalcomplexes-mediated catalysis and base-mediated catalysis.Metal complexes-mediated catalysis and basc-mediated cataly-sis were used to prepared stereo selectivity,high efficiency sulfur based olefins by sulfur cormpounds and alkynes,andwhich provided an effective way for the formimg ofCS.Key words:metal complexes mediated catalysis;basc-mediateel catalysis;sulfur-olefin; alkyne; catalysis; synthesis在自然界中有機硫化合物種類(lèi)繁多,并且具有脂肪族和芳香族炔烴反應,得到高區域、高立體選多種生物活性,在醫藥、農藥、化工等方面得到了廣擇性的2-硫基烯烴,產(chǎn)率高達63%~94%。泛的應用。硫基烯烴可以作為先導化合物開(kāi)發(fā)利3 mol% 1SRDCE: PhCH(1:1).年用,進(jìn)-步合成多樣的有機硫化物。特別是在區域選擇性和立體選擇性合成某些功能性烯烴化合物式中,1為T(mén)pRh(PPh)2,其結構式如下:中,硫基烯烴發(fā)揮了重要作用。近年來(lái),相繼報道了合成硫基烯烴的新方法。本文介紹了單取代的硫基烯烴的合成新方法一-金屬絡(luò )合物催化法和H7百▼PPhs堿催化法。金屬絡(luò )合物催化在此基礎上該課題組又研究了CIRh(PPha)s的催(1)金屬催化劑只局限于芳基硫酚和炔烴的反化效果”。CIRh(PPhz)s也是- 一個(gè)極好的催化劑,可以應,不能催化烷基硫醇。高常勝等"經(jīng)過(guò)研究發(fā)現促進(jìn)硫醇和炔烴反應生成高立體選擇性、區域選擇高富電子的金屬絡(luò )合物如TpRhPPh)z是高活性催性的(E)-1 -硫基烯烴?？赡艿姆磻獧C理是由于空間位阻,炔烴插人到Rh-H鍵中比Rh-S更容易化劑,可以將S-H活化,進(jìn)而促進(jìn)多種烷基硫醇與些,具體的Rh催化機理還要進(jìn)--步研究。收稿日期:2012-02-20作者簡(jiǎn)介:蔡喜田(1984-),女,助理工程師,從事生物技術(shù)科研工作,E-mail:caixitian2003@gmail.com?！?4●河北化工Hebei Chemical Industry第35卷如果是二硫醇,兩邊都發(fā)生反式加成反應:.HS.3 mol%CIRh(PPhg)s(^SH◆MesSh=一DCEn24h MeySr(2)Malyshev研究了-種新型的均相催化體系OCH2SO2H"CpNi(IMes)Cl,可以催化單個(gè)的ArSH與端炔的反應,主要生成符合馬氏規則的產(chǎn)物2-硫基烯烴，D避免了1,2-二硫基烯烴的生成。此反應副產(chǎn)物少,區域選擇性較高,加入6mol%的EtN后產(chǎn)率明Cs* +H2Q .顯提高,產(chǎn)率高達61%~87%。中間體CpNi(NHC)(SAr)已經(jīng)通過(guò)X射線(xiàn)分析確認,所以可以推測出(2)Silva等"研究了-種綠色催化體系Al2Os/該反應主要經(jīng)過(guò)3個(gè)步驟完成:(1)LnNi-SAr鍵的KF，無(wú)溶劑條件下,Al2OJKF催化芳香族和脂肪族硫生成;(2)炔烴插人到Ni-S鍵中;(3Ni--C鍵的質(zhì)醇對端炔的加成反應得到硫基烯烴。這是一個(gè)環(huán)子分解。反應式如下:保型的催化劑,避免了使用有毒試劑，且反應產(chǎn)物為無(wú)機鹽,易分離。反應式如下:>-sH+ = RI CMMColCCOElsN, 80 c, 5hR1R-=-H + R'S-HA_OyKF(402)80.N sR:_sR'2堿催化R=CH2OH, C(CH)CzHgOH, CH2CH2OH, C(CH3)2OH, CeHs. CgH11(1)在有機合成中,一些反應需要在堿性條件下R! =CHs, p -CICgHa. C1zH25才能快速有效進(jìn)行,但是如果底物含有對強堿比較3結論敏感的官能團,就會(huì )限制此底物在該體系中的反硫基烯烴是具有一定活性的烯類(lèi)化合物。硫應。碳酸銫作為堿可解決這--矛盾,其優(yōu)點(diǎn)主要表現在:碳酸銫堿性較弱,不會(huì )對那些對堿非常敏感基烯烴及其氧化衍生物是有機化學(xué)合成轉化中的的底物造成明顯的影響;碳酸銫引入到體系中能明重要中間體,如Diels-Alder反應、交叉偶聯(lián)反應、顯增強底物的親核性。碳酸銫促進(jìn)的有機反應類(lèi)型Heck反應、單鍵重排反應、Pauson-Khand反應及主要包括碳碳鍵"以及碳雜鍵”的形成、不對稱(chēng)合成Michael加成反應。除了其在有機合成中的應用之反應間、開(kāi)環(huán)和成環(huán)反應”保護和脫保護反應凹等。外,最近報道了有機硫化物在藥物化學(xué)和毒理學(xué)中Kondoh!報道了在催化量的Cs2CO.和自由基抑的重要應用,如一些酶轉化的抑制劑烴基(E)-乙烯制劑TEMPO(2,2,6,6-四甲基-1一哌啶酮)的催化基砜可由烴基(E)-乙烯基硫化物氧化得到?；谙?芳基端炔和硫酚的反應,獲得了良好的收益和硫基烯烴是重要的合成中間體,而且是具有生物活性的重要結構單元,總結硫基烯烴的合成研究進(jìn)較高的選擇性。反應式如下:展,可為探索一條高立體選擇性、高產(chǎn)率的合成硫CEC-H+ R?sH. 20mo%TEMPO_sR2基烯烴的方法及應用提供理論依據和思路。DMSO,4n參考文獻2008年,王張林報道了在碳酸銫和碘化銅的催化下,硫醚、硒醚和端炔反應生成具有立體選擇性[1] CaoCS, Fraser L R, LoveJ A, et al. Rhodium-Catalyzed AlkyneHyrothiolation with Aromaic and Aliphatic ThiolsJ]. Journal of the的(Z)-1-硫基烯烴,反應中使用了甲醛化次硫酸American Chemical Society, 2005, 127(50): 17 614- 17615.鈉來(lái)引發(fā)反應""。反應式如下:[2] Shoai s, Bichler P, Kang B, et al. Catalytic Alkyne HydrothiolationOCH2SOzHNa_with Alkanethiols using Wilkinson' s CatalytUJ.Organomaeallis,DMFAH2O.8ocRi YR2007, 26(24): 5778 - 5781.Y=S, Se[3] Malyshev D A, Scott N M, Marion N, et al. Homogeneous Nickel Cat-該反應機理如下:首先甲醛化次硫酸鈉分解生alysts for the Selective Transfer of a SingleArylthic Group in the Cal-成甲醛和陰離子A,A和硫醚或硒醚反應生成自由alytic Hydrothiolation of AlkysU,]0ngnomellcis.006,25(19;:基B和D及陰離子C,自由基B和D繼續反應生成陰4462 - 4 470.離子C,最終陰離子C和端炔反應生成目標產(chǎn)物。[41 Caruso T, Spinella A.Cs.CO3 promoted coupling reactions for the(下轉第51頁(yè))反應式如下:第3期張善營(yíng),等:芳烴異構化反應系統采用熱高分工藝可行性分析.51●2采用熱高分工藝可行性分析氣液分離,氣相再進(jìn)空冷器冷卻,冷、熱高分罐罐底2.1異構化單元能 源介質(zhì)消耗情況組分混合后經(jīng)泵升壓進(jìn)后續換熱和精餾系統";(2)異構化單元能源介質(zhì)消耗主要是電、3.5 MPa蒸取消反應進(jìn)料換熱器,即反應進(jìn)料混合循環(huán)氫后直汽、燃料氣和少量的循環(huán)水(忽略不計)的消耗。正接進(jìn)入進(jìn)出料換熱器換熱網(wǎng)。常生產(chǎn)時(shí)電耗主要用于空冷器,包括反應產(chǎn)物空冷2. 3采用熱高 分工藝的經(jīng)濟效益和投資估算器和脫庚烷塔塔頂氣相空冷器(共14臺,功率均為經(jīng)初步流程模擬計算可知,通過(guò)撤除進(jìn)料換熱22 kW)、脫庚烷塔塔頂和塔底泵(各1臺,功率分別器,可使反應進(jìn)料進(jìn)人加熱爐時(shí)溫度提高約35 C,為110 kW和273 kW)、冷高分罐罐底泵(1臺,功率反應爐熱負荷減少約3.9 MW ;進(jìn)熱高分罐液相反應為37 kW),以及反應進(jìn)料泵(1臺,功率為110 kW),產(chǎn)物按進(jìn)料量的85%計算,約88th的液相反應產(chǎn)共計838kW;3.5MPa蒸汽全部消耗在循環(huán)氫壓縮機物不需經(jīng)空冷器,直接進(jìn)人后續換熱和精餾系統，及其油站透平泵,合計14 th;燃料氣全部消耗在異空冷器冷卻負荷減少約3.1 MW。降低空冷器、加熱構化反應加熱爐,流量為0.472 th。另二甲苯塔向脫爐負荷和提高二甲苯塔再沸爐負荷3項合計,可降庚烷塔提供145 th熱物料作再沸,脫庚烷塔取走熱低芳烴聯(lián)合裝置能源消耗負荷約2.5 MW ,折合消耗量折合消耗環(huán)氧乙烷677.6kg/h。通過(guò)以上數據可環(huán)氧乙烷211.0 kg/h。按年運行8000 h、標油3600知,異構化單元能源介質(zhì)消耗折合消耗環(huán)氧乙烷元/t(2010年結算價(jià))計算,年可節約標油1 688 t,折1 486.8 kg/h, 2010年芳烴聯(lián)合裝置全年平均消耗環(huán)合608萬(wàn)元。進(jìn)行熱高分工藝技改,主要投資項目氧乙烷，13 709.6 kg/h,異構化單元耗能占10.84%。為熱高分罐、管線(xiàn)及管件,合計約110萬(wàn)元,投資效2.2采用熱高分工藝方案益明顯。異構化反應產(chǎn)物經(jīng)換熱后仍在120C左右,物3結論料為氣液混相。在進(jìn)人空冷器前,先進(jìn)人熱高分罐,進(jìn)行氣液分離后液相直接送入下游的換熱流芳烴異構化反應系統改用熱高分工藝,技術(shù)改程,氣相組分進(jìn)人冷高分罐,經(jīng)原工藝流程與熱高動(dòng)較小，節能效果明顯,項目實(shí)施投資回收期短,具分罐罐底液相反應產(chǎn)物混合后,進(jìn)入后續的換熱和有可行性。精餾系統,就可避免反應產(chǎn)物先冷卻后加熱升溫現參考文獻象。從能量利用、回收、轉化3個(gè)方面考慮,目前冷[1]劉利.加氫裂化裝置工藝流程優(yōu)化設計探討[J].石油煉制與化高分工藝存在2方面能量回收潛力,一是回收反應工208.10):.45-46.產(chǎn)物中的熱能,二是減少空冷器電耗。異構化反應[2] 辛若凱,王德會(huì ),王國旗,等加氫裂化裝置反應流出物新型換熱一系統采用熱高分工藝需對目前的冷高分工藝流程分離流程[].煉油技術(shù)與工程, 208.,(8):67-68.做小幅度改動(dòng),具體為:(1)增設熱高分罐及相關(guān)管[3] 黃志強,加氫精制裝置流程的比較與選擇[].石油化工設計.2002,(1):34-36.■線(xiàn)、閥門(mén),反應產(chǎn)物進(jìn)空冷器前先進(jìn)熱高分罐進(jìn)行(上接第34頁(yè))preparation of skipped diyneslJ.Tetrahedron.2003,59(39):7 787-doles and related structures using cesium carbonate[].Tetrahedron7 790.Letters, 2006, 47(36): 6 425- 6427.[5] Song B R, Wang S Y, Sun C Y, et al. Cesium cartbonate promoted aer-[9] Kondoh A, Takami K, Yorimitsu H, et al. Stereoselective hydrothio-obic oxidation of arylacetamides:an eficient access to N- substitutedlation of alkynes catalyzed by cesium base: Facile access toa -keto amides[J]. Tetrahedron Letters, 2007, 48(51); 8 982-8 986.(Z2)-1-alkeny! sulfides[J.The Jourmal of Organic Chemistry, 2005, 70[6] Ooi T,Fujioka S, Maruoka K.Highly enantioselective conjugate addi-(16): 6468 -6 473.tion of nitralkanes to alkytidenemalonates using eficient[10] Wang Z L, Tang R Y, Luo P s, et al. Hydrothiolation of terminal al-Phase -transfer catalysis of N-spiro chiral ammonium bromides[].kynes with diaryl disulfides and diphenyl diselenide: selective syn-Jourmal of the American Chemical Society， 2004, 126(38): 11thesis of (2)-1-alkenyl sulfides and selenides[].Tetrahedron,790-11 791.2008, 64(47): 10 670-10 675.[7] Fuchs J R, Funk R L. Indol-2- -one Intermediates: Mechanistic Evi-[11] Silva M S, Lara R G, Marczewski J M, et al. 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