K2CO3促进苯并呋喃单元3-位硫酚构建C-S键

范钰新 姚瑶瑶 陈瑞 赵平 汤磊 王颖 王聪

引用本文: 范钰新, 姚瑶瑶, 陈瑞, 赵平, 汤磊, 王颖, 王聪. K2CO3促进苯并呋喃单元3-位硫酚构建C-S键[J]. 化学通报, 2018, 81(7): 610-615, 609. shu
Citation:  Fan Yuxin, Yao Yaoyao, Chen Rui, Zhao Ping, Tang Lei, Wang Cong, Wang Ying. K2CO3-Promoted C-S bonds Construction via Direct Coupling of Benzofuran Units with Thiols at 3-Position[J]. Chemistry, 2018, 81(7): 610-615, 609. shu

K2CO3促进苯并呋喃单元3-位硫酚构建C-S键

    通讯作者: 王颖 女, 副教授, 主要从事药物化学及天然药物化学研究, E-mail:619624244@qq.com王聪 男, 副教授, 主要从事芳香杂环类反应研究, E-mail:280622267@qq.com
  • 基金项目:

    国家自然科学基金项目(81560559)、贵州省普通高等学校药物化学工程研究中心项目(黔教合KY字[2014]219号)、贵州省化学药物开发利用工程实验室项目、贵州省科技厅社发公关项目(黔科合SY[2015]3030)、贵州省科技厅中药现代化研究开发专项项目(黔科合SY字[2013]3059)、贵州省科技计划社会攻关计划项目(黔科合[2018]支撑2819)和贵阳市科技局创新团队项目(筑科合[2017]30-28)资助

摘要: 本文在前期工作基础上进一步考察了2-位支链酮苯并呋喃单元在3位与硫酚构建C-S键的反应。研究发现,以K2CO3作碱,苯并呋喃单元2-位官能团为不同链长的脂肪酮时能高效地合成各种不同取代基的3-芳硫基苯并呋喃衍生物,所得产物经核磁共振、HRMS等方法进行了表征。该反应具有条件温和、底物适用范围广、操作简单、产率高、环境友好等优点,可为含有芳香烃硫基取代的天然产物及复杂药物分子的合成提供潜在的合成途径。

English

  • 芳香杂环硫醚是一类有机含硫化合物,广泛存在于各种天然产物中[1],该类物质也是一类重要的有机合成中间体和药物分子[2],在医药、农业、染料工业和材料等领域都有着广泛的应用价值[3]。鉴于芳香硫醚类化合物的重要用途和使用价值,近年来吸引了众多研究者的关注,特别是在其合成方法上聚焦了广泛的研究[4]。通过硫醚化反应构筑C-S键来合成各类芳香杂环硫醚是其中重要的途径之一。因此,如何有效建立C-S键已经吸引了越来越多的化学家和药物学家的关注[5]。除此以外,作为重要芳香杂环硫醚类之一的苯并呋喃骨架具有多种生物活性,如抗癌[6]、抗病毒[7]、抗真菌[8]、抗氧化[9]、抗心律失常[10]和抗结核[11]。尽管其具有广泛的生物活性和潜在的开发价值,然而其高效、简单、绿色、经济的合成方法却鲜有报道。近几年来仅有少量文献报道了合成3-芳族硫基苯并呋喃的方法,主要包括:(1) 2-(取代乙炔基)芳基醚与二硫醚等硫化试剂的亲电环合反应(图式 1)[12];(2) Pd、I2或KI催化的取代苯并呋喃与二硫醚、磺酰肼、磺酰氯等硫化试剂的直接芳基硫醇化反应(图式 1)[13]。但上述反应存在反应时间较长、条件苛刻以及金属参与催化、收率不佳等缺点。笔者课题组开展了对苯并呋喃3-位芳基硫醚化的反应研究,发现具有β-氯代丙烯醛结构的苯并呋喃在三乙胺、室温条件下能够高效获得3-芳香硫基苯并呋喃[14](图式 2)。前期主要对2-位官能团是醛基的苯并呋喃在3-位进行了芳基硫醚化反应,对苯并呋喃2-位支链的反应研究较少,本文拟对2-位支链酮苯并呋喃芳硫醚化展开扩展,同时将具有强吸电子基的硝基和具有氮杂环的芳族硫酚纳入了反应,以考察反应的适用性。此外,前期反应用到的三乙胺和二氯甲烷,具有刺激性,不利用工业化放大生产,为顺应绿色化学的发展方向,降低潜在的社会化工业生产成本,我们对反应条件和2-位反应的关键控制基团进行了优化和扩展,以2-位酮基取代的3-氯苯并呋喃与取代苯硫酚为反应物,进而开发了较为绿色、高效的合成方法。

    图示 1

    图示 1.  3-芳硫基苯并呋喃的主要合成方法
    Scheme 1.  The main synthesis routes of 3-arylthiobenzofuran

    图示 2

    图示 2.  3-芳硫基苯并呋喃的合成方法
    Scheme 2.  The synthesis method of 3-arylthiobenzofuran

    JEOL ECX 400型核磁共振谱仪,CDCl3为溶剂,四甲基硅烷(TMS)为内标;高分辨率质谱在Waters G2-XS QTof质谱仪上进行;熔点在Tektronix X-4熔点仪上测定;所有试剂均为分析纯,未经纯化,直接使用。

    2-酮基-3-芳硫基苯并呋喃的制备:在10mL圆底烧瓶加入化合物1(0.50mmoL),用3.0mL乙醇溶解,依次加入K2CO3(0.75mmoL)、芳族硫酚(0.75mmoL),90℃下反应,TCL检测反应完全后,减压蒸发除去溶剂,残余物通过柱层析纯化,得到2-酮基-3-芳硫基苯并呋喃产物3a~3s

    2-乙酰基-3-对甲苯硫基苯并呋喃(3a):黄色固体,产率98%,熔点134~136 ℃。1H NMR (400MHz,CDCl3)δ:7.52(dt,J=8.4、0.8Hz,1H),7.43~7.40(m,1H),7.40~7.35(m,2H),7.16~7.10(m,2H),7.06 (ddd,J=8.1、7.2、1.0Hz,1H),6.82(ddd,J=8.1、1.2、0.7Hz,1H),2.70(s,3H),2.36(s,3H);13C NMR (101MHz,CDCl3)δ:189.27,154.57,148.87,138.35,131.96,130.12,128.84,128.48,127.97,123.53,123.07,122.10,112.61,27.96,21.32;HRMS:C17H14O2S,理论值283.0793[M+H]+,实测值283.0794。

    2-乙酰基-3-对甲氧基苯硫基苯并呋喃(3b):橙黄色固体,产率98%,熔点127~129 ℃。1H NMR (400MHz,CDCl3)δ:7.56~7.46(m,3H),7.39(ddd,J=8.4、7.2、1.3Hz,1H),7.02(ddd,J=8.2、7.2、1.0Hz,1H),6.93~6.84(m,2H),6.70~6.62(m,1H),3.84(s,3H),2.69(s,3H);13C NMR (101MHz,CDCl3)δ:189.39,160.22,154.58,147.79,134.86,128.38,127.72,123.72,123.42,123.04,122.35,114.93,112.60,55.51,27.71;HRMS:C17H14O3S,理论值299.0742 [M+H]+,实测值299.0744。

    2-乙酰基-3-(2-甲基)苯硫基苯并呋喃(3c):淡黄色固体,产率96%,熔点88~90 ℃。1H NMR (400MHz,CDCl3)δ:7.52(d,J=8.4Hz,1H),7.43~7.37(m,2H),7.30~7.27(m,2H),7.17~7.10(m,1H),7.01(ddd,J=8.1、7.2、1.0Hz,1H),6.65~6.56(m,1H),2.70(s,3H),2.45(s,3H);13C NMR (101MHz,CDCl3)δ:189.23,154.41,148.49,140.31,133.07,131.10,130.63,128.67,128.44,127.84,126.74,123.51,122.44,122.08,112.54,27.70,20.81;HRMS:C17H14O2S,理论值283.0793 [M+H]+,实测值283.0795。

    2-乙酰基-3-(4-氯)苯硫基苯并呋喃(3d):淡黄色固体,产率95%,熔点93~95 ℃。1H NMR (400MHz,CDCl3) δ:7.56(dt,J=8.4、0.8Hz,1H),7.45(ddd,J=8.4、7.2、1.3Hz,1H),7.38~7.33(m,2H),7.30~7.25(m,2H),7.14(ddd,J=8.1、7.2、1.0Hz,1H),6.95(ddd,J=8.1、1.2、0.7Hz,1H),2.71(s,3H);13C NMR (101MHz,CDCl3)δ:189.16,154.42,149.60,133.77,132.08,131.49,129.38,128.61,127.66,123.80,122.65,119.79,112.68,27.90;HRMS:C16H11ClO2S,理论值303.0247 [M+H]+,实测值303.0245。

    2-乙酰基-3-(4-溴)苯硫基苯并呋喃(3e):黄色固体,产率92%,熔点99~101 ℃。1H NMR (400MHz,CDCl3)δ:7.56 (d,J=8.4Hz,1H),7.46(ddd,J=8.4、7.2、1.3Hz,1H),7.43~7.40(m,2H),7.30~7.25(m,2H),7.15(ddd,J=8.1、7.1、1.0Hz,1H),7.00~6.96(m,1H),2.71(s,3H);13C NMR (101MHz,CDCl3)δ:189.23,154.53,149.87,132.40,132.38,132.25,128.74,127.79,123.96,122.76,121.78,119.55,112.80,28.03;HRMS:C16H11BrO2S,理论值346.9741 [M+H]+,实测值346.9737。

    2-乙酰基-3-(4-氟)苯硫基苯并呋喃(3f):淡黄色固体,产率88%,熔点114~116 ℃。1H NMR (400MHz,CDCl3) δ:7.54(dt,J=8.4、0.9Hz,1H),7.51~7.45 (m,2H),7.43 (ddd,J=8.4、7.2、1.2Hz,1H),7.09(ddd,J=8.1、7.2、1.0Hz,1H),7.06~7.00(m,2H),6.83~6.77(m,1H),2.70(s,3H);13C NMR (101MHz,CDCl3)δ:189.25,162.66(d,J=248.9Hz),154.47,148.78,133.90(d,J=8.3Hz),128.50,127.66(d,J=3.5Hz),127.61,123.62,122.65,121.35,116.47(d,J=22.1Hz),112.66,27.74;HRMS:C16H11FO2S,理论值287.0542 [M+H]+,实测值287.0544。

    2-乙酰基-3-(3-氯)苯硫基苯并呋喃(3g):黄色固体,产率96%,熔点66~68 ℃。1H NMR (400MHz,CDCl3) δ:7.58(dt,J=8.4、0.8Hz,1H),7.47(ddd,J=8.4、7.1、1.3Hz,1H),7.37(td,J=1.9、0.6Hz,1H),7.28~7.26(m,1H),7.25~7.20(m,2H),7.16 (ddd,J=8.1、7.1、1.0Hz,1H),7.04(ddd,J=8.1、1.3、0.7Hz,1H),2.72(s,3H);13C NMR (101MHz,CDCl3)δ:189.10,154.43,150.11,135.25,134.93,130.19,129.85,128.70,128.35,127.79,127.66,123.95,122.60,118.78,112.72,28.01;HRMS:C16H11ClO2S,理论值303.0247 [M+H]+,实测值303.0249。

    2-乙酰基-3-(3-溴)苯硫基苯并呋喃(3h):黄色固体,产率94%,熔点57~59 ℃。1H NMR (400MHz,CDCl3) δ:7.60~7.56(m,1H),7.54(t,J=1.8Hz,1H),7.50~7.44(m,1H),7.41(ddd,J=8.0、1.8、0.9Hz,1H),7.30(ddd,J=7.8、1.6、0.9Hz,1H),7.20~7.12 (m,2H),7.06~7.01(m,1H),2.72(s,3H);13C NMR (101MHz,CDCl3)δ:189.08,154.43,150.09,135.51,132.66,130.55,130.46,128.82,128.70,127.77,123.95,122.96,122.61,118.78,112.72,28.00;HRMS:C16H11BrO2S,理论值346.9741 [M+H]+,实测值346.9739。

    2-乙酰基-3-(3-氟)苯硫基苯并呋喃(3i):黄色固体,产率91%,熔点75~77 ℃。1H NMR (400MHz,CDCl3)δ:7.58(dt,J=8.5、0.8Hz,1H),7.47(ddd,J=8.4、7.1、1.3Hz,1H),7.27(td,J=8.0、5.9Hz,1H),7.19~7.14(m,2H),7.09~7.06(m,1H),7.04(ddd,J=8.0、1.2、0.6Hz,1H),6.97(tdd,J=8.4、2.5、1.0Hz,1H),2.72(s,3H);13CNMR (101MHz,CDCl3) δ:189.10,162.76(d,J=249.5Hz),154.43,150.16,135.49(d,J=7.8Hz),130.49(d,J=8.5Hz),128.70,127.84,125.84(d,J=3.3Hz),123.94,122.62,118.81,117.08(d,J=23.3Hz),114.54(d,J=21.2Hz),112.71,28.03;HRMS:C16H11FO2S,理论值287.0542 [M+H]+,实测值287.0544。

    2-乙酰基-3-(4-三氟甲基)苯硫基苯并呋喃(3j):黄色固体,产率80%,熔点112~114 ℃。1H NMR (400MHz,CDCl3) δ:7.64~7.58(m,1H),7.54~7.47(m,3H),7.40(d,J=8.1Hz,2H),7.21(ddd,J=8.0、7.1、0.9Hz,1H),7.14(ddd,J=8.0、1.3、0.7Hz,1H),2.73(s,3H);13C NMR (101MHz,CDCl3) δ:189.06,154.43,150.99,138.89 (q,J=1.6Hz),128.96,128.92(q,J=33.2Hz),128.87,127.86,125.98(q,J=3.8Hz),125.24,124.19,122.50,117.17,112.81,28.14;HRMS:C17H11F3O2S,理论值337.0510 [M+H]+,实测值337.0512。

    2-乙酰基-3-对硝基苯硫基苯并呋喃(3k):黄色固体,产率73%,熔点139~141 ℃。1H NMR (400MHz,CDCl3) δ:8.14~8.06(m,2H),7.65(d,J=8.5Hz,1H),7.58~7.50(m,1H),7.38~7.32(m,2H),7.26(d,J=3.7Hz,2H),2.73(s,3H);13C NMR (101MHz,CDCl3) δ:189.05,154.38,151.59,146.02,143.83,129.11,127.97,127.71,124.50,124.17,122.25,115.16,112.96,28.13;HRMS:C16H11NO4S,理论值314.0487 [M+H]+,实测值314.0483。

    2-乙酰基-3-(吡啶-2-硫基)苯并呋喃(3l):黄色液体,产率81%。1H NMR (400MHz,CDCl3)δ:8.41(dd,J=4.8、0.9Hz,1H),7.61(d,J=8.4Hz,1H),7.56~7.46(m,2H),7.32(d,J=8.0Hz,1H),7.24(dd,J=14.8、6.9Hz,1H),7.14(d,J=8.1Hz,1H),7.09(dd,J=7.4,4.9Hz,1H),2.73(s,3H);13C NMR (101MHz,CDCl3) δ:189.00,157.09,154.39,151.66,149.87,137.00,128.71,128.53,124.06,122.64,122.56,120.98,116.09,112.70,28.40;HRMS:C15H11NO2S,理论值270.0589 [M+H]+,实测值270.0584。

    2-乙酰基-3-(2, 5-二甲基)苯硫基苯并呋喃(3m):黄色固体,产率93%,熔点102~104 ℃。1H NMR (400MHz,CDCl3)δ:7.51(dd,J=8.4,0.7Hz,1H),7.40(ddd,J=8.4、7.2、1.2Hz,1H),7.26(s,1H),7.16(d,J=7.7Hz,1H),7.10(dd,J=7.8、1.2Hz,1H),7.01(ddd,J=8.1、7.2、0.9Hz,1H),6.59(dd,J=8.1,0.7Hz,1H),2.69(s,3H),2.38(s,3H),2.24(s,3H);13C NMR(101MHz,CDCl3)δ:189.21,154.41,148.13,137.49,136.43,133.91,130.47,130.40,129.72,128.38,127.86,123.45,122.67,122.51,112.50,27.65,20.80,20.33;HRMS:C18H16O2S,理论值297.0949[M+H]+,实测值297.0949。

    2-乙酰基-3-(2, 6-二甲基)苯硫基苯并呋喃(3n):黄色固体,产率90%,熔点136~138 ℃。1H NMR (400MHz,CDCl3) δ:7.48~7.44 (m,1H),7.35 (ddd,J=8.4,7.2,1.3Hz,1H),7.32~7.27 (m,1H),7.19~7.16 (m,2H),6.88 (ddd,J=8.2,4.5,1.1Hz,1H),6.13~6.09 (m,1H),2.67 (s,3H),2.44 (s,6H);13C NMR (101MHz,CDCl3) δ:189.36,154.30,146.53,143.77,129.87,128.89,128.39,128.28,127.42,124.61,123.34,121.72,112.48,27.16,22.10;HRMS:C18H16O2S,理论值297.0949 [M+H]+,实测值297.0953。

    6-甲基-2-乙酰基-3-对甲苯硫基苯并呋喃(3o):黄色固体,产率97%,熔点84~86 ℃。1H NMR (400MHz,CDCl3) δ:7.40~7.35 (m,2H),7.31 (s,1H),7.13 (d,J=8.0Hz,2H),6.90~6.85 (m,1H),6.63 (d,J=8.3Hz,1H),2.68 (s,3H),2.43 (s,3H),2.36 (s,3H);13C NMR (101MHz,CDCl3) δ:189.02,154.97,148.39,139.34,138.22,131.95,129.97,128.81,125.42,125.18,122.38,122.29,112.40,27.74,21.90,21.21;HRMS:C18H16O2S,理论值297.0949 [M+H]+,实测值297.0945。

    6-甲基-2-乙酰基-3-对甲氧基苯硫基苯并呋喃(3p):黄色固体,产率97%,熔点119~121 ℃。1H NMR (400MHz,CDCl3) δ:7.54~7.47 (m,2H),7.29 (s,1H),6.91~6.86 (m,2H),6.85~6.82 (m,1H),6.48 (d,J=8.3Hz,1H),3.84 (s,3H),2.66 (s,3H),2.42 (s,3H);13C NMR (101MHz,CDCl3) δ:189.15,160.11,154.99,147.30,139.24,134.85,125.15,125.07,123.96,122.35,122.30,114.79,112.40,55.40,27.50,21.88。HRMS:C18H16O3S,理论值313.0898 [M+H]+,实测值313.0899。

    2-乙酰基-3-对甲苯硫基-5-氯苯并呋喃(3q):黄色固体,产率96%,熔点149~151 ℃。1H NMR (400MHz,CDCl3) δ:7.47~7.43 (m,1H),7.40~7.33 (m,3H),7.17 (dd,J=8.4,0.5Hz,2H),6.77~6.52 (m,1H),2.69 (s,3H),2.38 (s,3H);13C NMR (101MHz,CDCl3) δ:189.02,152.73,149.57,138.78,132.10,130.17,129.10,129.07,128.77,128.05,122.43,121.61,113.59,27.82,21.20;HRMS:C17H13ClO2S,理论值317.0403 [M+H]+,实测值317.0410。

    2-乙酰基-3-对甲苯硫基-5-溴苯并呋喃(3r):黄色固体,产率95%,熔点158~160 ℃。1H NMR (400MHz,CDCl3) δ:7.49 (dd,J=8.8,2.0Hz,1H),7.42~7.36 (m,3H),7.17 (d,J=7.9Hz,2H),6.81 (d,J=2.0Hz,1H),2.68 (s,3H),2.39 (s,3H);13C NMR (101MHz,CDCl3) δ:188.99,153.09,149.33,138.87,132.21,131.38,130.16,129.69,128.04,125.61,121.61,116.54,113.99,27.80,21.20;HRMS:C17H13BrO2S,理论值360.9898 [M+H]+,实测值360.9894。

    2-戊酰基-3-对甲苯硫基苯并呋喃(3s):白色固体,产率97%,熔点88~90 ℃。1H NMR (400MHz,CDCl3) δ:7.52 (d,J=8.4Hz,1H),7.42~7.36 (m,3H),7.13 (d,J=7.9Hz,2H),7.07~7.00 (m,1H),6.78 (d,J=8.1Hz,1H),3.07 (t,J=7.5Hz,2H),2.36 (s,3H),1.83~1.70 (m,2H),1.53~1.36 (m,2H),0.97 (t,J=7.3Hz,3H);13C NMR (101MHz,CDCl3) δ:192.16,154.39,148.56,138.22,131.98,129.98,128.76,128.18,127.82,123.32,122.92,121.71,112.47,39.67,26.01,22.46,21.22,13.95;HRMS:C20H20O2S,理论值325.1262 [M+H]+,实测值325.1257。

    首先,根据文献报道的方法制备2-乙酰基-3-氯苯并呋喃(1a)[15],将其与对甲基苯硫酚(2a)反应,筛选优化反应条件,考察了无机碱种类、碱用量、溶剂种类、温度等对反应的影响,结果如表 1所示。在无碱存在的条件下,反应不能进行(Entry 1)。在TEA/CH2Cl2体系中室温条件下反应收率仅35% (Entry 2)。随后又筛选不同强度的无机碱,发现在KOtBu和KOH的作用下,虽然反应时间较短,但收率仅为75%和83% (Entries 3,4);在K2CO3、Cs2CO3和NaHCO3为碱时,K2CO3体系中仅2.5h就反应完全,且产率较高(98%,Entry 5),NaHCO3体系虽然也具有相对高的产率,但反应时间较长(Entry 7),故确定K2CO3为该反应最适宜的碱。接着对常规溶剂进行了考察(Entries 8~12),当以H2O作溶剂时,仅有微量原料参与反应;使用其他溶剂时,或需较长的反应时间,或产率出现降低。表明溶剂在该反应中也扮演着十分重要的角色。与乙醇相比,仅有甲醇具有相当的反应时间及收率,但从绿色化学的角度出发,我们将乙醇作为最终的反应溶剂。在此基础上,进一步对K2CO3的用量进行考察(Entries 13,14),使用1倍量时,反应时间较长,收率相对较低;1.5倍量和2倍量具有相当的反应时间和收率,从成本节约角度出发,故确定碱的用量为1.5倍量。在确定反应溶剂和碱的用量后,我们对反应温度进行了考察(Entries 15~18),分别在50、70、90、110 ℃下反应。实验发现,随着反应温度的升高,反应时间明显缩短,且均具有较高收率;当反应温度为90℃时,反应时间较短且收率相对较高。因此,该反应体系的优化反应条件为:1a2a的摩尔比为1:1.5,K2CO3 (1.5倍量)作碱,乙醇为溶剂,反应温度90℃。

    表 1

    表 1  反应的条件优化a
    Table 1.  Optimization of reaction conditionsa
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    Entry Base(equiv.) Solvent T/℃ t/h Yield/%
    1 - EtOH rt - -
    2 TEA(1.5) CH2Cl2 rt 2.5 35
    3 KOtBu (1.5) EtOH rt. 1.5 75
    4 KOH (1.5) EtOH rt. 1.5 83
    5 K2CO3 (1.5) EtOH rt. 2.5 98
    6 Cs2CO3 (1.5) EtOH rt. 2.5 90
    7 NaHCO3 (1.5) EtOH rt. 5 96
    8 K2CO3 (1.5) MeOH rt 2.5 97
    9 K2CO3 (1.5) i-PrOH rt 3 96
    10 K2CO3 (1.5) H2O rt - Trace
    11 K2CO3 (1.5) THF rt 3 96
    12 K2CO3 (1.5) DMSO rt 2 93
    13 K2CO3 (1) EtOH rt 3.5 90
    14 K2CO3 (2) EtOH rt 2.5 97
    15 K2CO3 (1.5) EtOH 50 1.2 98
    16 K2CO3 (1.5) EtOH 70 0.5 98
    17 K2CO3 (1.5) EtOH 90 0.25 98
    18 K2CO3 (1.5) EtOH 110 0.25 97
    aReaction condition: 1a (1mmol), 2a (1.5 mmol), solvent (1.5mL).

    在获得上述优化反应条件后,我们对底物的适应性做了进一步考察,多种取代芳香硫酚与取代的3-氯-2-酮基苯并呋喃可顺利反应,并取得较高的产率(表 2,3a~3s)。实验结果表明,苯硫酚芳基部分取代基的电子效应影响反应产率,顺序为富电子芳香族硫酚>缺电子芳香族硫酚。例如,具有供电子作用的甲基、甲氧基比具有吸电子基的氯、溴、氟有更高的收率(3a=3b>3d>3e>3f),结果显示吸电子能力越强,收率也相应降低,这种规律在芳香硫酚间位卤素取代也有发现(3g>3h>3i),因此,具有强吸电子效应的三氟甲基和硝基取代的苯硫醇产率较低,分别为80%和73%(3j~3k)。芳环上取代基的空间位阻对反应产率也有影响,具有较大位阻取代基的苯硫酚有相对较低的产率(3a>3c>3m>3n)。吡啶杂环的芳香硫酚也能良好反应,且有中高等的收率(3l,81%)。随后,考察5-和6-取代的2-乙酰基-3-氯苯并呋喃与苯硫酚对接实验,结果表明,具有供电子的甲基和吸电子的卤素取代的母体化合物均能与苯硫酚生成相应的产物3o~3r,产率在95%~97%之间。此外,还对苯并呋喃2位乙酰基进行长链的替换,结果表明当用较长支链的戊酰基替换乙酰基时,反应也可以很好地进行(3s,97%)。

    图示 3

    图示 3.  底物范围的考察

    Reaction condition: 1a (1 mmol), 2a (1.5 mmol), K2CO3 (1.5 equiv.) and EtOH (1.5mL) at 90℃ for 4h.

    Scheme 3.  Investigation of substrate range

    综上所述,我们开发了以2-位酮基取代的3-氯苯并呋喃构建3-芳硫基苯并呋喃的高效方法,该方法反应迅速,易于处理,具有较高的产率,为3-芳族硫基苯并呋喃的构建提供了一条高效、绿色、易于操作的合成路线。

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  • 图示 1  3-芳硫基苯并呋喃的主要合成方法

    Scheme 1  The main synthesis routes of 3-arylthiobenzofuran

    图示 2  3-芳硫基苯并呋喃的合成方法

    Scheme 2  The synthesis method of 3-arylthiobenzofuran

    图示 3  底物范围的考察

    Scheme 3  Investigation of substrate range

    Reaction condition: 1a (1 mmol), 2a (1.5 mmol), K2CO3 (1.5 equiv.) and EtOH (1.5mL) at 90℃ for 4h.

    表 1  反应的条件优化a

    Table 1.  Optimization of reaction conditionsa

    Entry Base(equiv.) Solvent T/℃ t/h Yield/%
    1 - EtOH rt - -
    2 TEA(1.5) CH2Cl2 rt 2.5 35
    3 KOtBu (1.5) EtOH rt. 1.5 75
    4 KOH (1.5) EtOH rt. 1.5 83
    5 K2CO3 (1.5) EtOH rt. 2.5 98
    6 Cs2CO3 (1.5) EtOH rt. 2.5 90
    7 NaHCO3 (1.5) EtOH rt. 5 96
    8 K2CO3 (1.5) MeOH rt 2.5 97
    9 K2CO3 (1.5) i-PrOH rt 3 96
    10 K2CO3 (1.5) H2O rt - Trace
    11 K2CO3 (1.5) THF rt 3 96
    12 K2CO3 (1.5) DMSO rt 2 93
    13 K2CO3 (1) EtOH rt 3.5 90
    14 K2CO3 (2) EtOH rt 2.5 97
    15 K2CO3 (1.5) EtOH 50 1.2 98
    16 K2CO3 (1.5) EtOH 70 0.5 98
    17 K2CO3 (1.5) EtOH 90 0.25 98
    18 K2CO3 (1.5) EtOH 110 0.25 97
    aReaction condition: 1a (1mmol), 2a (1.5 mmol), solvent (1.5mL).
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  • 发布日期:  2018-07-01
  • 收稿日期:  2018-02-06
  • 接受日期:  2018-05-07
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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