硫醚氧化成砜的新方法*
徐 建1a，李学强1a,1b，姚新波1a，董 莉1a
【摘 要】the civil wars摘要：以丙酮为溶剂，30%双氧水为氧化剂，钨酸钠为催化剂，研究了硫醚(烃基硫醚、苄基硫醚、不饱和硫醚、含二级胺的饱和硫醚、含三级胺的饱和硫醚)被氧化成相应砜的反应。结果表明，饱和烃基硫醚能方便的氧化为相应的砜类；苄基硫醚、含三级胺官能团的饱和硫醚也能氧化成相应的砜；含苄基和氨基的硫醚不能氧化成相应的砜。化合物的结构经1H NMR和13C NMR确证。
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【期刊名称】合成化学
【年(卷),期】2014(022)004
【总页数】4
【关键词】roller coaster关 键 词：硫醚；双氧水；催化剂；氧化；砜；合成
·研究简报·
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砜类化合物不仅是有机合成中的重要中间体[1-3]，而且多数具有广谱的生物活性，在杀虫、杀菌、除草、抗肿瘤、抗病毒、抗HIV-1、抗涝等药物中均表现出良好的作用[4-7]，已广泛应用于农药和医药等领域[8-10]。
砜一般由硫醚或者亚砜直接氧化而得[11]。在已报道的氧化体系中，所用的氧化剂有:H2O2[12],NaClO[13],H5IO6[14],PhICl2[15],CrO3[16],KMnO4[17],KHSO5[18],AcO2H[19]和CF3CO3H[20]等。虽然上述氧化剂均可以将硫醚直接氧化成砜，但从原子经济性、环境无公害、操作安全和简便等角度出发，H2O2无疑是一种最受青睐的氧化剂[21]。以H2O2为氧化剂，助催化剂等氧化体系氧化硫醚已有报道，但是对于一些对酸、碱性敏感的含三级胺类的硫醚氧化的报道却很少。在已报道的一些方法中，也或多或少存在诸如反应条件剧烈、处理繁琐、价格昂贵(有的需要借助稀有昂贵的有机金属催化剂)、选择性氧化率不高等缺陷[22-23]。因此开发一种高效、简便的含活性基团的硫醚氧化成砜的方法不仅具有重要的经济效益，而且还具有良好的环境效益。
本课题组长期从事双氢青蒿素衍生物[24]的合成。2006年,Richard K Haynes[25]以青蒿素为起始原料，经6步反应合成了青蒿砜(Ⅰ)。该方法不仅路线繁琐，而且其中多步反应须在-7
forum是什么意思8℃无水无氧条件下反应。本课题组通过对其工艺进行改进，以双氢青蒿素为起始原料，经两步反应便成功合成了双氢青蒿素硫醚(Ⅱ)，但在Ⅱ氧化成Ⅰ的反应中遇到瓶颈。通过研究发现以H2O2为氧化剂，丙酮为溶剂，钨酸钠催化剂的条件下，Ⅱ可以高产率地氧化成Ⅰ，而且反应条件温、副产物少。
为了验证这一方法的通用性，本文以丙酮为溶剂，30%H2O2为氧化剂，钨酸钠为催化剂，研究了硫醚(1a～1c和3a～3e)被氧化成相应砜(2a～2c和4a～4e)的反应(Scheme 1)。研究结果表明，饱和烃基硫醚能方便的氧化为相应的砜类化合物；苄基硫醚、含三级胺官能团的饱和硫醚也能氧化成砜；含苄基和氨基的硫醚不能氧化成相应的砜。化合物的结构经1H NMR和13C NMR确证。
1 实验部分
1．1 仪器与试剂
Bruker Avance 400MHz型核磁共振仪(CDCl3为溶剂，TMS为内标)。
所用试剂均为分析纯或化学纯。
1.2 硫醚氧化成砜的通法
在反应瓶中依次加入硫醚2mmol,丙酮30.0mL和二水合钨酸钠100mg,搅拌使其溶解;慢慢滴加30%双氧水1.03mL(10mmol)，回流(55℃)反应5h(TLC跟踪)。减压蒸除丙酮，加入饱和Na2S2O3溶液30.0mL，用乙酸乙酯(2×25mL)萃取，合并萃取液，用饱和食盐水洗涤，无水MgSO4干燥，浓缩后经硅胶柱色谱[梯度洗脱剂：V(石油醚)∶V(乙酸乙酯)=10∶1～6∶1]纯化得2a～2c和4b～4d(4a和4e因副产物太多，未能分离纯化)。
2a:白色固体,收率98.9%,m.p.86.9℃～87.5℃；1H NMR δ:2.97(s,3H),7.45～4.50(m,2H),7.54～7.58(m,1H),7.83～7.86(m,2H);13C NMR δ:44.23,127.07,129.21,133.57,140.28。
2b:白色固体,收率99.3%,m.p.122.3℃～123.0℃；1H NMR δ:7.36～7.54(m,6H),7.85～7.97(m,4H);13C NMR δ:127.46,129.22,133.19,141.35。
2c:白色固体,收率96.9%,m.p.99.6℃～100.5℃；1H NMR δ:2.97(s,3H),7.42(dd,J=2．0Hz,6.8Hz,2H),7.77(dd,J=1.8Hz,6.6Hz,2H);13C NMR δ:44.16,128.68,129.40,138.74,139.91。
4b:白色固体,收率74.9%,m.p.137.8℃～139.2℃；1H NMR δ: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 NMR δ:48.60,58.20,61.82,127.99,29.17,130.63,132.90。
4c:黄色黏稠固体,收率72.2%；1H NMR δ:-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 NMR δ:-5.67,10.20,22.74,25.48,25.84,26.36,32.35,46.08,62.69,62.88,71.85。
4d:白色固体,收率70.3%,m.p.123.1℃～123.4℃；1H NMR δ: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 NMR δ: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 结果与讨论
实验结果显示，对于饱和硫醚(1a～1c)，在双氧水-丙酮-钨酸钠体系中能很好的氧化成相应的砜(2a～2c)，且产物单一，柱层析纯化的收率均在95%以上。对于含三级胺的饱和硫醚(3b～3d)，在相同条件下也能氧化成相应的砜，产物较单一，柱层析纯化收率均在70%以上。对于含二级胺的饱和硫醚(3a)，在相同条件下并未获得相应的砜(4a)，并且副产物很多，难于分离。可能的原因是二级胺比较活泼，极易被氧化。另外对于含双键的不饱和硫醚(3e)，也未得到相应的砜(4e)，且副产物很多，难于分离。可能的原因是双键很不稳定，极易被氧化。但对于含复杂多官能团的硫醚化合物的氧化，在我们前期研究的硫代吗啉取代的青蒿素衍生物的氧化中。实验结果表明在该条件下，过氧桥键不会被破坏，氧化产生的青蒿砜，收率也较高，柱层析收率也在70%以上。
3 结论
本报道的氧化体系(双氧水-丙酮-钨酸钠)，适用于一般的饱和硫醚或者是对强酸、强碱性敏感的含硫醚键化合物的氧化。该方法较其他氧化方法具如下优点：反应条件温和、反应时间较短、操作简便、原料廉价易得、对环境友好无公害、具有很高的底物转化率和选择性。
本文的实验结果表明，该方法具有一定的应用适用性和普遍性。
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