砜类化合物是一类具有广泛应用的有机化合物,其所含有的磺酰基广泛存在于药品、农用化学品和功能材料等各种化学物质中。使用硫醚选择性氧化是合成砜类化合物Zui常用的方法之一。甲基对甲苯砜广泛用于合成医用抗生素甲砜毒素、兽用抗菌药氟洛芬、农用除草剂磺草酮以及有机合成的重要中间体,具有重大的价值。根据起始原料,其合成方法有3种:
1)以4-甲苯磺酰氯为原料,经亚硫酸钠还原得到4-甲基苯亚磺酸钠,再经氯甲烷甲基化反应,制得4-甲砜基甲苯,收率为78%-82%,该方法虽然所用试剂比较廉价,但操作步骤多,反应时间也较长;
2)以4-甲基硫甲苯为原料,双氧水为氧化剂,在催化剂作用下氧化得到4-甲砜基甲苯,如文献采用咪唑类酸性离子液体作为催化剂,文献采用酸性氧化石墨烯为催化剂,此外还有以金属或者沸石等催化剂的报道。该方法步骤短,收率接近定量,但原料和催化剂价格昂贵,成本高。
3)以甲苯为原料,在催化剂作用下直接进行甲磺化反应,文献用甲磺酰氯和甲磺酸酐为磺化试剂,铋盐为催化剂,但是4-位甲磺化产物比例只有65%,选择性差。另一个团队改用沸石作为催化剂,甲磺酸酐为磺化试剂来合成4-甲砜基甲苯,4-位甲磺化产物比例高于90%,但反应转化率低,Zui终收率不到60%。
制备方法1:100mLSchlenk反应管中依次加入TEMPO(3.9mg,0.025mmol),甲醇(1mL),CuSO(4.0mg,0.025mmol),3,5-二甲基吡啶(28.2μL,0.25mmol),4-甲基苯甲硫醚(67.1μL,0.5mmol),充入1atm的氧气,密封反应管加热到65℃反应24h。反应结束后冷却至室温,加入适量乙酸乙酯,反应液中有蓝色固体析出,过滤,滤液减压浓缩,通过柱色谱分离提纯,得到产品,收率为90%。反应式为:
产品表征为:HNMR(500MHz,CDCl)δ7.83(d,J=8.0Hz,2H),7.37(d,J=8.0Hz,2H),3.04(s,3H),2.46(s,3H).CNMR(125MHz,CDCl)δ144.7,137.8,130.0,127.4,44.6,21.6。
方法2:一种合成4-甲砜基甲苯的方法,其特征在于包括如下步骤:将物料甲磺化试剂和五氧化二磷混合后储存于储罐中,甲苯储存于第二储罐中,分别通过输液泵将两个储罐中的物料同时送到混合器中混合,混合均匀后进入管式反应器中,通过调节管式反应器末端的背压调节器控制反应器内压力,在一定温度压力下进行甲磺化反应,反应停留时间为10min~4h,反应液直接通入到水中,过滤,水洗,即得到目标产物4-甲砜基甲苯。
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