含氟α－羰基烯酮二硫代缩醛类化合物及其制备和应用

摘要

本发明涉及一种含氟α－羰基烯酮二硫代缩醛类化合物及其制备和应用，该化合物的结构式为：(见图)其中，R

说明书

技术领域

本发明属α-羰基烯酮二硫代缩醛类化合物及其制备和应用领域，特别是涉及一种含氟α-羰基烯酮二硫代缩醛类化合物及其制备和应用。

背景技术

α-羰基烯酮二硫代缩醛是一类多官能团的有机化合物，其官能团的多样性这一结构特征赋予了这类化合物化学反应的多样性。自1910年首次被Kelber合成以来，特别是近二、三十年里，对该类化合物的合成、结构及其在有机合成中的应用研究取得了巨大的发展，其化学反应的多样性已使其成为有机合成中的一个研究热点。

由于三氟甲基的强亲酯性和强吸电子性，含三氟甲基的有机化合物具有特别重要的作用，大量含三氟甲基的有机化合物表现出重要的生理活性、显著的光学性能或优异的热、光、化学稳定性，可用于从药物到材料等各个不同的科学领域。通过三氟甲基合成砌块进行化学转化是制备含三氟甲基生物活性物质最主要的方法。

目前把三氟甲基合成砌块应用到α-羰基烯酮二硫代缩醛类化合物中的研究并不多见，所以无论从基础研究本身，还是从社会及经济效益方面来说，研制出把两者结合起来的一类化合物有着重大的意义。(有关参考文献见：[1].Junjappa，H.；Ha，H.；Asokan，C.V.Tetrahedron，1990，46，5423；[2].卿凤翎，邱小龙著.有机氟化学.科学出版社，2007)。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种含氟α-羰基烯酮二硫代缩醛类化合物及其制备和应用，该α-羰基烯酮二硫代缩醛类化合物可以作为有机合成砌块在有机合成中有着广泛的应用；且制备方法简便，具有很大的结构可调性，成本低，对环境友好，具有良好的经济效益。

本发明的一种含氟α-羰基烯酮二硫代缩醛类化合物，其结构式(I)如下所示：

其中，R₁为全氟链C₁-C₄烷基；R₂为氢原子、卤原子、硝基、氰基、磺酸基、羧基、氯甲酰基、烷基、取代乙烯基、氨基羰基、芳基、芳氧基、芳氧羰基、芳硫基、磺酰基、芳偶氮基或芳氧羰基；R₃为C₁-C₆烃基、苄基或芳基；R₄为C₁-C₆烃基、苄基或芳基；R₃和R₄间的虚线代表(CH₂)n结构，n＝1～4，其中碳原子上连有氢原子、卤原子、硝基、氰基、磺酸基、羟基、氨基、巯基、羧基、C₁-C₆烃基的烷氧羰基、C₁-C₆烃基、C₁-C₆烃基的烷氧基、C₁-C₆烃基的烷硫基、苄基或芳基取代基；

性状：浅黄色或白色针状固体；熔点：25～79℃。

所述的卤原子为氯、溴或碘；

所述的烷基为C₁-C₄烃基的烷氧基或C₁-C₄烃基的烷氧羰基；

所述的氨基羰基中氨基上连有氢原子、C₁-C₄烃基或苯环，其中苯环上连有氟、氯、溴、碘、硝基、氰基、磺酸基、羧基、C₁-C₄烃基、C₁-C₄烃基的烷氧羰基或C₁-C₄烃基的烷氧基；

所述的取代乙烯基为乙烯基上连有氯、溴、碘、硝基、氰基、磺酸基、C₁-C₄烃基、C₁-C₄烃基的烷氧基、烷氧羰基或芳氧羰基(芳氧羰基中的芳基为苯基，苯环上连有氟、氯、溴、碘、硝基、氰基、磺酸基、羧基、C₁-C₄烃基、C₁-C₄烃基的烷氧羰基、C₁-C₄烃基的烷氧基、乙烯基、乙炔基、对作为聚合物各链段如聚苯乙烯各苯基上通过碳碳键、碳氧键、碳硫键、碳氮键相连的取代基)；

所述的芳基、芳氧基、芳氧羰基、芳硫基、磺酰基、芳偶氮基、芳氧羰基或苄基中的芳基为苯基，苯环上连有氟、氯、溴、碘、硝基、氰基、磺酸基、羧基、C₁-C₄烃基、C₁-C₄烃基的烷氧羰基或C₁-C₄烃基的烷氧基取代基；

所述的含氟α-羰基烯酮二硫代缩醛类化合物，优选的R₁为三氟甲基，R₂为氢原子，R₃为乙基或C₂-C₃环烷基。

所述的含氟α-羰基烯酮二硫代缩醛类化合物名称为1，1，1-三氟-4-硫代缩丙醛-3-丁烯-2-酮，其结构式为：

性状：浅黄色针状固体；熔点：25～27℃；

所述的含氟α-羰基烯酮二硫代缩醛类化合物名称为1，1，1-三氟-4-硫代缩乙醛-3-丁烯-2-酮，其结构式为：

性状：白色针状固体；熔点：37～38℃；

所述的含氟α-羰基烯酮二硫代缩醛类化合物名称为1，1，1-三氟-4-硫代二乙基缩醛-3-丁烯-2-酮，其结构式为：

性状：淡黄色针状固体；熔点：27～28℃；

所述的含氟α-羰基烯酮二硫代缩醛类化合物名称为1，1，1-三氟-4-硫代二苄基缩醛-3-丁烯-2-酮，其结构式为：

性状：白色细针尖状固体；熔点：78～79℃。

本发明的一种含氟α-羰基烯酮二硫代缩醛类化合物的制备方法，包括：

(1)以结构式II的化合物为原料，在碱存在的条件下，于N，N-二甲基甲酰胺溶液中搅拌，随后加入二硫化碳，保持反应体系的温度在0℃下，搅拌0.2h～1h，制备得到重要的反应中间体；

(2)将上述中间体不经任何处理，在室温下，直接与卤代烷在有机溶剂介质中进行取代反应，除去溶剂，残余物经硅胶柱层析洗脱，收集产物，即可；

其中，结构式(II)的化合物为：

结构式II中的R₁和R₂所代表的原子或基团分别与结构式I中R₁和R₂所代表的原子或基团相同；

结构式II的化合物、碱、二硫化碳和卤代烷的物质的量之比为1∶3∶1.5∶1.2。

所述步骤(1)中的结构式II的化合物为三氟丙酮，结构如下：

所述步骤(1)中的碱为碳酸钾、叔丁醇钾或KF/Al₂O₃；

优选的碱为碳酸钾；

所述步骤(2)中的有机溶剂为N，N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃或乙腈；

所述步骤(2)中的卤代烷为1，2-二溴乙烷、1，3-二溴丙烷、溴乙烷或苄溴；

所述步骤(2)中的洗脱，所用的洗脱液为石油醚和乙酸乙酯，其体积比为9～200∶1。

本发明的含氟α-羰基烯酮二硫代缩醛类化合物作为合成砌块主要应用于含氟杂环化合物或含氟链状化合物的合成。

本发明的含三氟甲基的α-羰基烯酮二硫代缩醛砌块制备方法简便，具有很大的结构可调性，其结构中独有的烯酮二硫代缩醛官能团赋予其多反应活性点和高反应活性，因而可能在三氟甲基取代杂环化合物或含氟链状化合物合成中获得广泛的有效的应用，从而为三氟甲基取代杂环化合物化合物及含氟链状化合物的合成提供新的更有效的方法。

利用本发明中的含三氟甲基的α-羰基烯酮二硫代缩醛砌块，特别是带有烷基硫或芳基硫官能团的三氟甲基取代杂环化合物、与三氟甲基取代杂环相连的硫醇化合物以及含氟链状化合物的合成提供了简便而有效的方法，从而为可能具有很强的生理活性及/或优异的物理化学性能、可望用于药物、农药或功能材料的三氟甲基取代杂环化合物及含氟链状化合物的研究和开发奠定坚实的基础。

有益效果

本发明的含氟α-羰基烯酮二硫代缩醛类化合物可以作为有机合成砌块在有机合成中有着广泛的应用；该α-羰基烯酮二硫代缩醛类化合物的制备方法简便一锅法即可完成，具有很大的结构可调性，成本低，对环境友好，具有良好的经济效益。

附图说明

图1为实施例1化合物的质谱图；

图2为实施例2化合物的质谱图；

图3为实施例3化合物的质谱图；

图4为实施例4化合物的质谱图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

在100毫升的圆底烧瓶中，加入25毫升N，N-二甲基甲酰胺，4.14克(30mmol)无水碳酸钾，搅拌5min，然后加入1.12克(10mmol)三氟丙酮，在冰浴下搅拌10分钟，冰浴下加入1.14克(15mmol)二硫化碳后继续搅拌20min。加入2.42克(12mmol)1，3-二溴丙烷，搅拌7～48h。反应结束后加入200毫升水，用二氯甲烷萃取(30毫升×3)，合并有机相，加入无水硫酸镁干燥，抽滤，旋干溶剂。残余物通过柱层析(洗脱剂为石油醚∶乙酸乙酯＝9∶1)得到浅黄色针状固体产物，产率为66％。

该化合物的数据如下：mp：25～27℃；

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)：δ＝6.75(s，1H)，3.00～3.09(m，4H)，2.29～2.35(m，2H)。MS(EI，70eV)：m/z(％)228(45)，161(10)，159(100)，85(46)，45(11)，见图1。

反应式如下：

实施例2

在100毫升的圆底烧瓶中，加入25毫升N，N-二甲基甲酰胺，4.14克(30mmol)无水碳酸钾，搅拌5min，然后加入1.12克(10mmol)三氟丙酮，在冰浴下搅拌10min，冰浴下加入1.14克(15mmol)二硫化碳后继续搅拌20min，加入2.25克(12mmol)1，2-二溴丙烷，搅拌7～48h。反应结束后加入200毫升水，用二氯甲烷萃取(30毫升×3)，合并有机相，加入无水硫酸镁干燥，抽滤，旋干溶剂。残余物通过柱层析(洗脱剂为石油醚∶乙酸乙酯＝9∶1)得到白色针状固体产物，产率为48％。

该化合物的数据如下：mp：37～38℃；

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)：δ＝6.82(s，1H)，3.46～3.49(m，2H)，3.56～3.59(m，2H)；MS(EI，70eV)：m/z(％)214(7)，145(22)，89(6)，44(9)，40(100)，见图2。

反应式如下：

实施例3

在100毫升的圆底烧瓶中，加入25毫升N，N-二甲基甲酰胺，4.14克(30mmol)无水碳酸钾，搅拌5min，然后加入1.12克(10mmol)三氟丙酮，在冰浴下搅拌10min，冰浴下加入1.14克(15mmol)二硫化碳后继续搅拌20min，加入2.59克(24mmol)溴乙烷，搅拌7～48h。反应结束后加入200毫升水，用二氯甲烷萃取(30毫升×3)，加入无水硫酸镁干燥，抽滤，旋干溶剂。残余物通过柱层析(洗脱剂为石油醚∶乙酸乙酯＝200∶1)得到淡黄色针状固体产物，产率为50％。

该化合物的数据如下：mp：27～28℃；

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)：δ＝6.26(s，1H)，3.02～3.08(m，2H)，3.08～3.14(m，2H)，1.37～1.44(m，6H)；

MS(EI，70eV)：m/z(％)244(52)，215(70)，175(70)，155(90)，85(100)，61(29)，45(25)，见图3。

反应式如下：

实施例4

在100毫升的圆底烧瓶中，加入25毫升N，N-二甲基甲酰胺，4.14克(30mmol)无水碳酸钾，搅拌5min，然后加入1.12克(10mmol)三氟丙酮，在冰浴下搅拌10min，冰浴下加入1.14克(15mmol)二硫化碳后继续搅拌20min，加入4.1克(24mmol)苄溴，搅拌7～48h。反应结束后加入200毫升水，用二氯甲烷萃取(30毫升×3)，加入无水硫酸镁干燥，抽滤，旋干溶剂。残余物通过柱层析(洗脱剂为石油醚∶乙酸乙酯＝15∶1)得到白色细针尖状固体产物，产率为40％。

该化合物的数据如下：mp：78～79℃；

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)：δ＝7.30～7.39(m，10H)，6.39(s，1H)，4.30(s，2H)，4.26(s，2H)；MS(EI，70eV)：m/z(％)277(18)，123(13)，91(100)，65(16)，45(5)，见图4。

反应式如下：