异香豆素骨架是一类广泛存在于天然产物、功能材料及药物分子中的重要结构单元[1]. 与此同时, 有机硫化合物因其含硫基团, 不仅能够改变有机分子的物理、化学及生物学性质, 还能通过碳-硫键转化引入新官能团而备受关注[2]. 在此背景下, 发展多样化的硫代异香豆素合成方法具有重要意义. 然而, 目前已报道的构建硫代异香豆素的方法非常有限, 尤其是关于4-硫代异香豆素的合成研究更为少见[3-4]. 现有方法主要涉及使用化学计量的路易斯酸或布朗斯特酸(如MsOH)、金属盐(如FeCl3)或氧化剂(如PhICl2, NCS)作为引发剂, 促进邻炔基苯甲酸酯与硫化试剂如芳基硫氯(ArSCl)、二芳基二硫化物(ArSSAr)及N-硫代丁二酰亚胺类试剂发生分子内6-endo-dig环化/去甲基化反应(Scheme 1, A)[4]. 直到最近, Satyanarayana课题组[5]开发了一种绿色的电化学方法, 无需使用引发剂即可以邻炔基苯甲酸酯和二芳基二硫化物(ArSSAr)构建4-硫代异香豆素(Scheme 1, A). 然而, 这些方法往往依赖于化学计量的引发剂或者对水分敏感、需预官能团化的硫化试剂, 而且反应后还会产生等物质的量的废弃物, 原子经济性较差. 这些固有的局限性促使化学家开发更可持续的合成新策略.
硫酚作为一类储量丰富、性质稳定且价格低廉的商品化试剂, 可通过阳极单电子转移(SET)氧化S—H键生成硫基自由基, 被广泛应用于电化学驱动的有机合成[6]. 然而据我们所知, 在电化学条件下直接使用硫酚作为硫化试剂构建4-硫代异香豆素尚未见报道. 我们注意到, 既然传统使用的硫化试剂如二芳基二硫化物和N-硫代丁二酰亚胺等都可以来源于硫酚, 如果发展一种直接从硫酚出发制备4-硫代异香豆素的方法, 不仅无需对硫化试剂进行预处理, 还可以极大地丰富硫化试剂的种类. 因此, 我们设想通过电化学促进邻炔基苯甲酸酯与芳基硫酚的串联环化反应(Scheme 1, B), 为4-硫代异香豆素的合成提供一种拓展性方案. 但该设想仍面临着一些挑战, 如硫醇(ArSH)在电化学条件下很容易转化为硫代亚磺酸酯(ArS-SO2Ar) (Scheme 1, B)[7]. 基于我们前期在功能化多环及杂环化合物合成方面的研究基础[8], 本研究开发一种拓展性电化学合成方法, 即通过邻炔基苯甲酸酯与硫酚的自由基串联环化反应合成4-硫代异香豆素. 含吸电子和给电子基团的芳基硫酚均可与邻炔基苯甲酸酯反应, 以中等到较好的产率得到相应4-硫代异香豆素衍生物(Scheme 1, C). 与之前已报道的方法相比, 该方案避免了使用对水分敏感的预官能团化硫化试剂, 显著拓宽了底物的普适性范围.
1 结果与讨论
为验证该设想, 首先选择2-(苯乙炔基)苯甲酸甲酯(1a)与4-甲基苯硫酚(2a)为模板底物, 二者以1∶4的物质的量比进行反应条件优化(表1). 反应在未分隔的三颈瓶中, 室温条件氮气氛围中进行. 当使用10 mm×10 mm×1 mm铂电极作为阴极和阳极, Bu4NBF4 (0.067 mol/L)作为电解质, 乙腈作为溶剂时, 反应物在10 mA恒定电流下反应10 h, 仅能获得痕量目标产物3-苯基- 4-(对甲苯硫基)-1H-异色满-1-酮(3a), 并伴随着痕量的二酮类副产物[9], 相反, 几乎以定量产率获得二芳基二硫化物及其氧化物S-(对甲苯基)-4-甲基苯硫代亚磺酸酯(表1, Entry 1). 该实验现象与Guan和Wu等[7]共同报道的通过电化学氧化硫醇获得硫代亚磺酸酯型产物的结果一致. 随后, 通过改变阴阳电极材料系统考察了不同电极组合对反应的影响, 当使用10 mm×12 mm×6.5 mm C200作为阳极和10 mm×10 mm×1 mm铂片作为阴极时, 目标化合物3a的产率显著提升至70%(表1, Entries 2~8), 这可能与C200电极具有较高的比表面积和丰富的表面活性位点有关, 这些特性可能对底物的吸附和活化有促进作用, 有助于降低反应的过电位, 使得氧化反应更容易发生. 考虑到反应介质是影响电有机合成反应效率的一大关键因素, 进一步筛选了不同溶剂体系. 研究发现, 当采用四氢呋喃(THF)、六氟异丙醇(HFIP)、乙醇(EtOH)、丙酮(actone)、二甲亚砜(DMSO)、乙腈/丙酮及乙腈/水等溶剂体系时, 反应效果均较差(表1, Entries 9~15), 而当采用乙腈/六氟异丙醇(V∶V=10∶1)混合溶剂时, 产物3a的产率可提升至82%(表1, Entry 16), 这可能与HFIP的强分子间氢键所产生的稳定化效应有关, HFIP可通过其强氢键网络形成的“溶剂笼”, 有效稳定阳极电解硫酚过程中产生的硫自由基 (Ar—S•)[10], 从而抑制硫自由基之间的偶联副反应, 减少二硫化物及其过度氧化产物的生成. 进一步, 考察了Bu4NClO4、Bu4NPF6、Bu4NBr、CF3SO3Li和LiClO4等常见电解质对反应的影响, 结果显示, 这些电解质与Bu4NBF4相比, 均不利于目标产物3a的生成(表1, Entries 17~21), 说明电解质对该反应的效率具有较大的影响. 此外, 将电流降至5 mA或升至15 mA, 均未能提高3a的产率(表1, Entries 22, 23). 最后发现空气氛围会导致S-(对甲苯基)-4-甲基苯硫代磺酸酯和2-(2-氧代-2-苯基乙酰基)苯甲酸甲酯两种副产物的产率增加, 从而促使3a的产率急剧下降(表1, Entry 24).
表1 反应条件优化aTable 1 Optimization of reaction conditions |
| Entry | Electrode (＋/－) | Electrolyte | Solvent | Yieldb/% |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Pt/Pt | Bu4NBF4 | CH3CN | Trace |
| 2 | GF/Pt | Bu4NBF4 | CH3CN | 24 |
| 3 | RVC/Pt | Bu4NBF4 | CH3CN | 12 |
| 4 | Carbon rod/Pt | Bu4NBF4 | CH3CN | 25 |
| 5 | C100/Pt | Bu4NBF4 | CH3CN | 45 |
| 6 | C200/Pt | Bu4NBF4 | CH3CN | 70 |
| 7 | C200/C100 | Bu4NBF4 | CH3CN | 46 |
| 8 | C100/C100 | Bu4NBF4 | CH3CN | 14 |
| 9 | C200/Pt | Bu4NBF4 | THF | Trace |
| 10 | C200/Pt | Bu4NBF4 | HFIP | 20 |
| 11 | C200/Pt | Bu4NBF4 | EtOH | 0 |
| 12 | C200/Pt | Bu4NBF4 | Acetone | 25 |
| 13 | C200/Pt | Bu4NBF4 | DMSO | 0 |
| 14 | C200/Pt | Bu4NBF4 | CH3CN/acetone (V∶V=10∶1) | 45 |
| 15 | C200/Pt | Bu4NBF4 | CH3CN/H2O (V∶V=10∶1) | 38 |
| 16 | C200/Pt | Bu4NBF4 | CH3CN/HFIP (V∶V=10∶1) | 82 |
| 17 | C200/Pt | Bu4NClO4 | CH3CN/HFIP (V∶V=10∶1) | 24 |
| 18 | C200/Pt | Bu4NPF6 | CH3CN/HFIP (V∶V=10∶1) | 15 |
| 19 | C200/Pt | Bu4NBr | CH3CN/HFIP (V∶V=10∶1) | Trace |
| 20 | C200/Pt | CF3SO3Li | CH3CN/HFIP (V∶V=10∶1) | 30 |
| 21 | C200/Pt | LiClO4 | CH3CN/HFIP (V∶V=10∶1) | 66 |
| 22c | C200/Pt | Bu4NBF4 | CH3CN/HFIP (V∶V=10∶1) | 70 |
| 23d | C200/Pt | Bu4NBF4 | CH3CN/HFIP (V∶V=10∶1) | 80 |
| 24e | C200/Pt | Bu4NBF4 | CH3CN/HFIP (V∶V=10∶1) | 48 |
a Reaction conditions: Pt plate (10 mm×10 mm×1 mm), reticulated vitreous carbon (RVC) (100 PPI, 1 cm×1 cm×1 cm), carbon rod (Ф=6 mm), C200 plate (10 mm×12 mm×6.5 mm), C100 plate (10 mm×12 mm×3.2 mm), undivided cell, constant current=10 mA. 1a (0.2 mmol), 2a (0.8 mmol), electrolyte (0.4 mmol), and solvent (6 mL), stirred at room temperature under an N2 atmosphere in a 25 mL three-necked flask for 10 h (18.6 F•mol－1). b Isolated yield. c Constant current=5 mA. d Constant current=15 mA. e Under an air atmosphere. |
在获得最优反应条件后, 系统考察了该电化学方案的底物普适性, 结果如表2所示. 在优化条件下, 首先考察了炔烃末端连接不同芳基取代基的底物适用范围. 研究发现, 苯环上无论是带有供电子取代基(如Me、Et、OMe)还是吸电子取代基(如F、Cl、Br), 且无论这些取代基位于苯环的哪个取代位置, 该反应均表现出良好的兼容性, 并以中等至良好的产率得到目标产物4-硫代异香豆素类化合物3b~3j, 这表明取代基的电子效应和空间位阻对反应影响较小. 上述结果与Satyanarayana采用二芳基二硫化物(ArSSAr)作为硫化试剂的方法具有一定的可比性——该文献报道的对应4-硫代异香豆素3a、3c和3e产率分别为80%、79%和74%[5]. 值得注意的是, 炔烃末端连接杂芳环如2-噻吩基的底物也能顺利转化为相应产物3k, 产率达50%. 为验证该方案的普适性, 进一步选用4-甲氧基苯硫酚替代4-甲基苯硫酚作为硫化试剂参与反应. 正如预期, 在不同苯环的不同位置引入多种取代基(如Me、Ph、CF₃、F、Cl和OMe), 均能获得较好的结果, 以65%~84%的产率生成目标产物3l~3t. 值得注意的是, 炔烃末端带有三甲基硅基(TMS)的底物也表现出良好的兼容性, 以75%的产率得到相应产物3u. 随后, 重点考察了一些常见芳基硫酚在该电化学方案中的普适性. 结果表明, 无论带有供电子基团(如tBu、iPr、OMe)还是吸电子基团(如F、Cl、Br)的芳基硫酚, 不管这些取代基位于邻位还是对位, 反应都能以中等至良好的产率(58%~84%)得到目标产物3v~3aa, 这展现出比Satyanarayana方法更宽的底物适用范围——其方法中二芳基二硫化物的范围仅限于(PhS)2、(4-MeC6H4S)2和(4-MeOC6H4S)2[5]. 遗憾的是, 当考察C≡C键上连接H或烷基(如正丁基或环丙基)的底物时, 未能获得目标产物. 当使用烷基硫醇(如苄硫醇)作为硫化试剂时, 反应体系中仅检测到痕量目标产物, 而苄硫醇的二聚物二苄基二硫化物为主要检测产物.
表2 硫酚邻炔基苯甲酸酯的底物适用范围Table 2 Substrate scope of o-alkynylbenzoates and thiophenols |
 |
a Reaction conditions: Pt plate (10 mm×10 mm×1 mm), C200 plate (10 mm×12 mm×6.5 mm), undivided cell, constant current=10 mA, isolated yield. 1 (0.2 mmol), 2 (0.8 mmol), Bu4NBF4 (0.4 mmol, 0.067 mol/L), and CH3CN/HFIP (6 mL, V∶V=10∶1), stirred at room temperature under an N2 atmosphere in a 25 mL three-necked flask for 10 h. |
进一步研究发现该方法获得的产物3-苯基-4-(对甲苯硫基)-1H-异色满-1-酮(3a)在1.0 equiv. 间氯过氧苯甲酸(m-CPBA)存在下, 可顺利转化为(S)-3-苯基-4-(对甲苯亚磺酰基)-1H-异色满-1-酮(4) (Scheme 2, a)[4b]. 为探究反应的机理, 进行了系列控制实验(Scheme 2, b~d). 首先, 在优化条件下, 当使用二芳基二硫化物型底物1,2-二(4-甲氧基苯基)二硫烷替代4-甲氧基苯硫酚(2b)与2-(苯乙炔基)苯甲酸甲酯(1a)反应时, 能以60%分离产率得到目标产物3l (Scheme 2, b), 表明由4-甲氧基苯硫酚在阳极形成的二聚物(二芳基二硫化物)中间体参与了该转化过程. 接下来通过自由基捕获实验验证了最初设计的自由基环化过程. 当向反应体系中加入2.0 equiv. 2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基(TEMPO)时, 反应被完全抑制, 并通过GC-MS检测到中间体5 (Scheme 2, c), 表明该反应可能涉及自由基途径[5]. 进一步进行了自由基竞争实验, 即在优化条件下, 加入2.0 equiv. 1,1-二苯乙烯(DPE)作为添加剂, 3l的产率降至零, 且HRMS分析检测到DPE捕获产物6 (Scheme 2, d), 进一步证明该电化学促进的串联环化过程可能通过自由基途径进行. 最后, 为了验证该反应是否途经硫鎓正离子中间体, 向反应体系中加入2.0 equiv.五甲基苯作为捕获剂, 3l的产率略微有所下降, 且GC-MS分析检测到相应的捕获产物7 (Scheme 2, e), 表明反应尽管可能涉及硫鎓正离子中间体机理, 但不是主要的反应路径.
最后, 通过循环伏安(CV)实验研究了底物的氧化还原电位. 如图1所示, 2-(苯乙炔基)苯甲酸甲酯(1a)(曲线3, 红线)和4-甲氧基苯硫酚(2b)(曲线1, 蓝线)的氧化峰分别出现在2.05和1.26 V处, 表明4-甲氧基苯硫酚在阳极比2-(苯乙炔基)苯甲酸甲酯更易被氧化. 此外, 混合物(1a＋2b)在CV实验中(曲线2, 绿线)于1.37和1.92 V处出现两个氧化峰, 说明4-甲氧基苯硫酚可能先被氧化生成4-甲氧基苯硫基自由基及其相应二聚物[6]. 基于上述初步机理实验和文献报道[5-7], 以底物1a和2b为例, 提出了该电化学转化的可能机理(Scheme 3): 起初, 4-甲氧基苯硫酚(2b)在阳极被氧化生成4-甲氧基苯硫基自由基, 该自由基很快区域选择性地进攻1a中C≡C键的α位, 形成乙烯基自由基中间体I, 随后经分子内6-endo- dig环化/去甲基化反应得到目标产物4-硫代异香豆素3l(路径a). 另一种可能: 初始, 生成的4-甲氧基苯硫基自由基发生二聚形成二硫化物中间体, 该中间体进一步氧化生成相应自由基和芳基硫鎓盐中间体[6], 前者与1a反应得到最终产物, 后者作为亲电试剂活化1a中的C≡C键形成乙烯基正离子中间体II, 通过芳基硫鎓盐中间体路径(路径b)生成目标化合物3l.
2 结论
硫酚作为一类来源广泛、性质稳定且价格低廉的商品化试剂, 直接作为硫化试剂来构建4-硫代异香豆素尚未见报道. 成功开发了一种电化学合成方法, 通过邻炔基苯甲酸酯与硫酚的自由基级联环化反应, 高效构建了具有重要价值的4-硫代异香豆素类化合物. 在优化后的反应条件下, 各种带吸电子基和给电子基的芳基硫酚均能与邻炔基苯甲酸酯顺利反应, 以中等到良好的收率得到相应的4-硫代异香豆素衍生物. 与已报道的方法相比, 该策略无需使用化学计量的引发剂和对水分敏感且需预官能团化的硫化试剂, 不仅操作简便, 原子经济性好, 还极大地丰富了硫化试剂的种类.
3 实验部分
3.1 仪器与试剂
1H NMR、19F NMR和13C NMR谱图在布鲁克AVⅢ 400M和500M核磁共振谱仪上测得, 溶剂为CDCl₃, 内标为四甲基硅烷(TMS). HRMS由傅立叶变换离子回旋共振质谱仪(FT-ICR MS). 柱色谱采用300~400目硅胶进行. 熔点用Yanaco MP-500型显微熔点仪(温度计未校正)测定, 如无特别说明, 操作温度为298 K.
除非特别说明, 所有溶剂、试剂和材料均为市售品, 且未进行进一步纯化. 起始物料邻炔基苯甲酸甲酯1a~1u按照已知方法合成[11]. 芳基硫酚购自Macklin或Sigma-Aldrich, 未经进一步纯化直接使用.
3.2 4-硫代异香豆素衍生物的合成
在25 mL三口烧瓶中依次加入了邻-炔基苯甲酸酯1 (0.2 mmol, 1.0 equiv.)、芳基硫醇2 (0.8 mmol, 4.0 equiv.)和Bu4NBF4 (0.4 mmol, 2.0 equiv.). 该未分割的电解池中使用C200 (1.2 cm×1.0 cm×6.5 mm)作为阳极, 铂片(1.0 cm×1.0 cm×0.1 mm)作为阴极. 在氮气氛围中, 加入CH3CN/HFIP混合溶剂(6 mL, V∶V=10∶1), 并在室温下以恒定电流10 mA进行电解10 h. 反应完成后, 将反应混合物浓缩, 通过300~400目硅胶柱纯化, 以石油醚/乙酸乙酯(V∶V=20∶1~10∶1)作为洗脱剂, 得到相应的产物3a~3aa.
4-[(4-甲基苯基)硫基]-3-苯基-1H-异色烯-1-酮(3a): 白色固体, 产率82%. m.p. 168~170 ℃ (lit.[5] 170~172 ℃); 1H NMR (500 MHz, Chloroform-d) δ: 8.28 (dd, J=7.9, 1.4 Hz, 1H), 7.90 (dd, J=7.9, 1.4 Hz, 1H), 7.70~7.65 (m, 2H), 7.62 (ddd, J=7.9, 7.2, 1.4 Hz, 1H), 7.48~7.42 (m, 1H), 7.40~7.27 (m, 3H), 7.00~6.90 (m, 4H), 2.19 (s, 3H); 13C NMR (126 MHz, CDCl3) δ: 161.5, 159.9, 138.0, 135.7, 135.3, 132.9, 132.8, 130.3, 130.1, 129.7, 129.4, 128.7, 127.9, 126.1, 126.1, 120.9, 106.9, 20.9.
3-(3-甲基苯基)-4-[(4-甲基苯基)硫基]-1H-异色烯-1-酮(3b): 白色固体, 产率75%. m.p. 82~84 ℃; 1H NMR (500 MHz, Chloroform-d) δ: 8.28 (dd, J=7.9, 1.4 Hz, 1H), 7.99~7.84 (m, 1H), 7.63 (ddd, J=7.9, 7.3, 1.4 Hz, 1H), 7.52~7.34 (m, 3H), 7.26~7.10 (m, 2H), 7.03~6.86 (m, 4H), 2.29 (s, 3H), 2.20 (s, 3H); 13C NMR (126 MHz, CDCl3) δ: 161.6, 160.2, 138.1, 137.7, 135.6, 135.3, 133.0, 132.7, 131.1, 130.1, 130.0, 129.7, 128.6, 127.7, 126.6, 126.2, 126.1, 120.8, 106.8, 21.4, 20.9; HRMS (ESI) calcd for C23H19O2S [M＋H]＋ 359.1100, found 359.1106.
3-(4-甲基苯基)-4-[(4-甲基苯基)硫基]-1H-异色烯-1-酮(3c): 白色固体, 产率72%. m.p. 149~151 ℃ (lit.[5] 152~154 ℃); 1H NMR (500 MHz, Chloroform-d) δ: 8.28 (dd, J=7.8, 1.4 Hz, 1H), 7.94~7.82 (m, 1H), 7.73~7.53 (m, 3H), 7.51~7.35 (m, 1H), 7.13 (d, J=7.9 Hz, 2H), 7.00~6.79 (m, 4H), 2.31 (s, 3H), 2.20 (s, 3H); 13C NMR (126 MHz, CDCl3) δ: 161.6, 160.2, 140.6, 138.2, 135.6, 135.3, 133.0, 130.1, 129.9, 129.7, 129.4, 128.6, 128.5, 126.1, 126.0, 120.8, 106.3, 21.5, 20.9.
3-(4-乙基苯基)-4-[(4-甲基苯基)硫基]-1H-异色烯-1-酮(3d): 白色固体, 产率78%. m.p. 80~82 ℃; 1H NMR (500 MHz, Chloroform-d) δ: 8.28 (dd, J=8.2, 1.4 Hz, 1H), 7.89 (dd, J=8.2, 1.4 Hz, 1H), 7.73~7.55 (m, 3H), 7.44 (ddd, J=8.2, 7.4, 1.4 Hz, 1H), 7.16 (d, J=8.2 Hz, 2H), 7.03~6.82 (m, 4H), 2.61 (q, J=7.6 Hz, 2H), 2.20 (s, 3H), 1.17 (t, J=7.6 Hz, 3H); 13C NMR (126 MHz, CDCl3) δ: 161.6, 160.1, 146.8, 138.2, 135.6, 135.3, 133.1, 130.2, 130.1, 129.7, 129.5, 128.5, 127.4, 126.0, 126.0, 120.8, 106.2, 28.8, 20.9, 15.2. HRMS (ESI) calcd for C24H21O2S [M＋H]＋ 373.1257, found 373.1260.
3-(4-甲氧基苯基)-4-[(4-甲基苯基)硫基]-1H-异色 烯-1-酮(3e): 浅黄色固体, 产率85%. m.p. 130~132 ℃ (lit.[5] 136~138 ℃); 1H NMR (400 MHz, Chloroform-d) δ: 8.37 (ddd, J=7.8, 1.4, 0.6 Hz, 1H), 7.98 (ddd, J=7.8, 1.4, 0.6 Hz, 1H), 7.82~7.74 (m, 2H), 7.71 (ddd, J=8.2, 7.3, 1.5 Hz, 1H), 7.53 (ddd, J=8.2, 7.3, 1.4 Hz, 1H), 7.13~7.00 (m, 4H), 6.98~6.87 (m, 2H), 3.86 (s, 3H), 2.30 (s, 3H); 13C NMR (101 MHz, CDCl3) δ: 161.6, 161.1, 159.9, 138.4, 135.5, 135.2, 133.1, 131.1, 130.1, 129.7, 128.3, 126.0, 125.9, 125.1, 120.7, 113.3, 105.6, 55.3, 20.9.
3-(4-氟苯基)-4-[(4-甲基苯基)硫基]-1H-异色烯-1-酮(3f): 浅黄色固体, 产率68%. m.p. 96~98 ℃; 1H NMR (500 MHz, Chloroform-d) δ: 8.28 (dd, J=8.3, 1.4 Hz, 1H), 7.97~7.84 (m, 1H), 7.76~7.56 (m, 3H), 7.47 (td, J=7.6, 1.4 Hz, 1H), 7.04~6.95 (m, 4H), 6.93 (d, J=8.3 Hz, 2H), 2.20 (s, 3H); 13C NMR (126 MHz, Chloroform-d) δ: 163.7 (d, J=251.1 Hz), 161.3, 158.9, 137.9, 135.8, 135.4, 132.7, 131.6 (d, J=8.4 Hz), 130.2, 129.8, 128.9 (d, J=3.7 Hz), 128.8, 126.1, 126.0, 120.8, 115.1 (d, J=21.8 Hz), 106.9, 20.9; 19F NMR (471 MHz, CDCl3) δ: －109.23. HRMS (ESI) calcd for C22H16FO2S [M＋H]＋ 365.0850, found 365.0856.
3-(2-氟苯基)-4-[(4-甲基苯基)硫基]-1H-异色烯-1-酮(3g): 浅黄色固体, 产率70%. m.p. 94~96 ℃; 70% yield, 1H NMR (500 MHz, Chloroform-d) δ: 8.37 (dd, J=7.9, 1.4 Hz, 1H), 7.94 (dd, J=7.9, 1.4 Hz, 1H), 7.71 (ddd, J=7.9, 7.3, 1.4 Hz, 1H), 7.56 (td, J=7.3, 1.4 Hz, 1H), 7.54~7.36 (m, 2H), 7.24~7.06 (m, 2H), 7.00 (s, 4H), 2.25 (s, 3H); 13C NMR (126 MHz, Chloroform-d) δ: 161.4, 160.0 (d, J=251.0 Hz), 154.9, 137.2, 135.9, 135.3, 132.1, 132.0 (d, J=8.3 Hz), 131.2 (d, J=8.3 Hz), 129.9, 129.0, 126.9, 126.0, 123.8 (d, J=3.6 Hz), 121.5 (d, J=14.6 Hz), 121.2, 116.0, 115.9, 110.6, 20.9; 19F NMR (376 MHz, CDCl3) δ: －111.12. HRMS (ESI) calcd for C22H16FO2S [M＋H]＋ 365.0850, found 365.0858.
3-(3-氟苯基)-4-[(4-甲基苯基)硫基]-1H-异色烯-1-酮(3h): 白色固体, 产率72%. m.p. 96~98 ℃; 1H NMR (500 MHz, Chloroform-d) δ: 8.37 (dd, J=8.3, 1.4 Hz, 1H), 8.08~7.92 (m, 1H), 7.73 (td, J=8.3, 7.8, 1.4 Hz, 1H), 7.62~7.51 (m, 2H), 7.48 (dt, J=8.4, 2.1 Hz, 1H), 7.37 (td, J=8.4, 5.8 Hz, 1H), 7.15 (td, J=8.4, 2.1 Hz, 1H), 7.07~6.98 (m, 4H), 2.28 (s, 3H); 13C NMR (126 MHz, Chloroform-d) δ: 162.1 (d, J=246.4 Hz), 161.2, 158.3, 137.8, 135.9, 135.4, 134.7 (d, J=8.3 Hz), 132.5, 130.2, 129.8, 129.5 (d, J=8.3 Hz), 129.0, 126.3, 126.2, 125.3 (d, J=3.4 Hz), 120.9, 117.3 (d, J=21.1 Hz), 116.6 (d, J=23.7 Hz), 107.7, 20.9; 19F NMR (471 MHz, CDCl3) δ: －111.60; HRMS (ESI) calcd for C22H16FO2S [M＋H]＋ 365.0850, found 365.0856.
3-(4-氯苯基)-4-[(4-甲基苯基)硫基]-1H-异色烯-1-酮(3i): 白色固体, 产率65%. m.p. 134~136 ℃ (lit.[4e] 134.8~136.4 ℃); 1H NMR (500 MHz, Chloroform-d) δ: 8.36 (dd, J=7.9, 1.4 Hz, 1H), 7.98 (dd, J=7.9, 1.4 Hz, 1H), 7.80~7.65 (m, 3H), 7.55 (td, J=7.9, 1.4 Hz, 1H), 7.43~7.34 (m, 2H), 7.14~6.90 (m, 4H), 2.28 (s, 3H); 13C NMR (126 MHz, CDCl3) δ: 161.3, 158.7, 137.8, 136.4, 135.9, 135.4, 132.6, 131.2, 130.8, 130.2, 129.8, 128.9, 128.3, 126.1, 126.0, 120.8, 107.2, 20.9.
3-(4-溴苯基)-4-[(4-甲基苯基)硫基]-1H-异色烯-1-酮(3j): 白色固体, 产率68%. b.p. 94~96 ℃; 1H NMR (500 MHz, Chloroform-d) δ: 8.36 (dd, J=8.2, 1.1 Hz, 1H), 7.98 (dd, J=8.2, 1.1 Hz, 1H), 7.77~7.67 (m, 1H), 7.66~7.60 (m, 2H), 7.59~7.50 (m, 3H), 7.11~6.92 (m, 4H), 2.28 (s, 3H); 13C NMR (126 MHz, CDCl3) δ: 161.2, 158.7, 137.8, 135.9, 135.4, 132.5, 131.6, 131.2, 131.0, 130.2, 129.8, 128.9, 126.1, 126.0, 124.8, 120.8, 107.3, 20.9. HRMS (ESI) calcd for C22H16BrO2S [M＋H]＋ 423.0049, found 423.0055.
4-[(4-甲基苯基)硫基]-3-(噻吩-3-基)-1H-异色烯-1-酮(3k): 白色固体, 产率50%. m.p. 76~80 ℃; 1H NMR (400 MHz, Chloroform-d) δ: 8.36 (dd, J=7.9, 1.4 Hz, 1H), 8.20 (dd, J=7.9, 1.4 Hz, 1H), 8.08~8.01 (m, 1H), 7.81 (dd, J=5.2, 1.4 Hz, 1H), 7.72 (ddd, J=8.3, 7.3, 1.4 Hz, 1H), 7.54 (ddd, J=8.3, 7.3, 1.4 Hz, 1H), 7.34 (dd, J=5.2, 3.1 Hz, 1H), 7.08 (s, 4H), 2.30 (s, 3H); 13C NMR (101 MHz, CDCl3) δ: 161.2, 155.3, 141.9, 138.6, 135.8, 135.3, 133.4, 132.3, 130.2, 129.7, 129.6, 128.4, 126.1, 126.0, 125.1, 120.6, 105.6, 20.9; HRMS (ESI) calcd for C20H15- O2S2 [M＋H]＋ 351.0508, found 351.0512.
4-[(4-甲氧基苯基)硫基]-3-苯基-1H-异色烯-1-酮(3l): 白色固体, 产率84%. m.p. 111~113 ℃ (lit.[5] 112~114 ℃); 1H NMR (500 MHz, Chloroform-d) δ: 8.35 (dd, J=7.9, 1.4 Hz, 1H), 8.10~8.01 (m, 1H), 7.84~7.65 (m, 3H), 7.54 (ddd, J=7.9, 7.2, 1.4 Hz, 1H), 7.46~7.40 (m, 3H), 7.06 (d, J=7.9 Hz, 2H), 6.79~6.74 (m, 2H), 3.74 (s, 3H); 13C NMR (126 MHz, CDCl3) δ: 161.5, 159.7, 158.3, 138.1, 135.3, 132.9, 130.2, 129.8, 129.6, 128.6, 128.4, 127.9, 126.8, 126.1, 120.9, 115.0, 107.9, 55.3.
4-[(4-甲氧基苯基)硫基]-3-(2-甲基苯基)-1H-异色 烯-1-酮(3m): 白色固体, 产率80%. m.p. 115~117 ℃ (lit.[4e] 116.3~118.8 ℃); 1H NMR (400 MHz, Chloroform-d) δ: 8.39 (dd, J=8.0, 1.3 Hz, 1H), 8.09 (dt, J=8.1, 1.0 Hz, 1H), 7.78 (ddd, J=8.3, 7.3, 1.4 Hz, 1H), 7.59 (ddd, J=8.3, 7.4, 1.2 Hz, 1H), 7.43~7.33 (m, 2H), 7.35~7.19 (m, 2H), 7.04~6.97 (m, 2H), 6.85~6.69 (m, 2H), 3.75 (s, 3H), 2.30 (s, 3H); 13C NMR (101 MHz, CDCl3) δ: 161.6, 160.2, 158.5, 137.8, 137.1, 135.2, 132.9, 130.2, 130.0, 129.9, 129.86, 129.6, 128.7, 126.3, 125.9, 125.3, 121.0, 114.7, 110.3, 55.3, 19.8.
4-[(4-甲氧基苯基)硫基]-3-(4-苯基苯基)-1H-异色 烯-1-酮(3n): 白色固体, 产率82%. m.p. 104~106 ℃; 1H NMR (500 MHz, Chloroform-d) δ: 8.29 (dd, J=8.2, 1.2 Hz, 1H), 7.97 (dd, J=8.2, 1.2 Hz, 1H), 7.82~7.77 (m, 2H), 7.65 (ddd, J=8.2, 7.3, 1.2 Hz, 1H), 7.60~7.53 (m, 4H), 7.46 (td, J=7.6, 1.2 Hz, 1H), 7.38 (t, J=7.6 Hz, 2H), 7.33~7.27 (m, 1H), 7.05~6.99 (m, 2H), 6.74~6.68 (m, 2H), 3.66 (s, 3H); 13C NMR (126 MHz, CDCl3) δ: 161.5, 159.4, 158.3, 142.9, 140.1, 138.1, 135.3, 131.6, 130.1, 129.8, 128.9, 128.6, 128.3, 127.9, 127.2, 126.9, 126.6, 126.1, 120.9, 115.1, 107.8, 55.3. HRMS (ESI) calcd for C28H21O3S [M＋H]＋ 437.1206, found 437.1211.
4-[(4-甲氧基苯基)硫基]-3-[4-(三氟甲基)苯基]-1H-异色烯-1-酮 (3o): 白色固体, 产率65%. m.p. 86~88 ℃; 1H NMR (500 MHz, Chloroform-d) δ: 8.29 (dd, J=8.3, 1.2 Hz, 1H), 7.99 (dd, J=8.3, 1.2 Hz, 1H), 7.81 (d, J=8.3 Hz, 2H), 7.68 (ddd, J=8.3, 7.2, 1.2 Hz, 1H), 7.61 (d, J=8.3 Hz, 2H), 7.50 (td, J=7.2, 1.2 Hz, 1H), 6.99~6.93 (m, 2H), 6.73~6.67 (m, 2H), 3.67 (s, 3H); 13C NMR (126 MHz, Chloroform-d) δ: 161.0, 158.5, 157.8, 137.7, 136.2, 135.4, 132.0, 131.7, 130.0, 129.9, 129.1, 128.4, 126.3, 124.9 (q, J=3.7 Hz), 122.7, 121.0, 115.1, 109.2, 55.3; 19F NMR (471 MHz, CDCl3) δ: －62.86; HRMS (ESI) calcd for C23H16FO3S [M＋H]＋ 429.0767, found 429.0770.
4-[(4-甲氧基苯基)硫基]-6-甲基-3-苯基-1H-异色烯- 1-酮(3p): 白色固体, 产率72%. m.p. 89~91 ℃ (lit.[4e] 91.7~93.7 ℃); 1H NMR (400 MHz, Chloroform-d) δ: 8.26 (d, J=8.0 Hz, 1H), 7.87 (dt, J=1.6, 0.7 Hz, 1H), 7.80~7.73 (m, 2H), 7.51~7.40 (m, 3H), 7.37 (ddd, J=8.0, 1.6, 0.7 Hz, 1H), 7.15~7.02 (m, 2H), 6.89~6.69 (m, 2H), 3.77 (s, 3H), 2.46 (s, 3H); 13C NMR (101 MHz, CDCl3) δ: 161.5, 159.8, 158.3, 146.5, 138.2, 133.0, 130.1, 130.0, 129.8, 129.0, 128.4, 127.9, 127.1, 126.1, 118.5, 115.0, 107.9, 55.3, 22.3.
6-氟-4-[(4-甲氧基苯基)硫基]-3-苯基-1H-异色烯-1-酮(3q): 白色固体, 产率75%. m.p. 90~92 ℃; 1H NMR (500 MHz, Chloroform-d) δ: 8.29 (dd, J=8.3, 5.6 Hz, 1H), 7.69 (dt, J=5.6, 2.5 Hz, 2H), 7.63 (dd, J=10.1, 2.5 Hz, 1H), 7.51~7.29 (m, 3H), 7.14 (td, J=8.3, 2.5 Hz, 1H), 7.01~6.94 (m, 2H), 6.77~6.67 (m, 2H), 3.67 (s, 3H); 13C NMR (126 MHz, Chloroform-d) δ: 167.2 (d, J=256.5 Hz), 160.9, 160.5, 158.5, 141.5 (d, J=10.7 Hz), 133.1 (d, J=10.1 Hz), 132.5, 130.5, 129.6, 128.7, 128.0, 126.1, 117.3, 116.9 (d, J=23.7 Hz), 112.4, 112.2, 107.6 (d, J=2.8 Hz), 55.3; 19F NMR (471 MHz, CDCl3) δ: －99.97; HRMS (ESI) calcd for C22H16FO3S [M＋H]＋ 3779.0799, found 379.0794.
6-氯-4-[(4-甲氧基苯基)硫基]-3-苯基-1H-异色烯-1-酮(3r): 白色固体, 产率70%. m.p. 118~120 ℃ (lit.[5] 118~120 ℃); 1H NMR (400 MHz, Chloroform-d) δ: 8.29 (d, J=8.4 Hz, 1H), 8.08 (d, J=8.4 Hz, 1H), 7.81~7.74 (m, 2H), 7.54~7.39 (m, 4H), 7.12~7.03 (m, 2H), 6.84~6.76 (m, 2H), 3.77 (s, 3H); 13C NMR (101 MHz, CDCl3) δ: 160.8, 160.7, 158.6, 142.3, 139.9, 132.5, 131.4, 130.5, 129.6, 129.1, 128.86, 128.0, 126.1, 125.9, 119.2, 115.1, 107.4, 55.3.
7-甲氧基-4-[(4-甲氧基苯基)硫基]-3-苯基-1H-异色烯-1-酮(3s): 白色固体, 产率72%. m.p. 78~80 ℃; 1H NMR (500 MHz, Chloroform-d) δ: 7.87 (d, J=8.9 Hz, 1H), 7.68 (td, J=5.4, 2.7 Hz, 3H), 7.34 (tdd, J=8.9, 5.4, 2.7 Hz, 3H), 7.21 (dd, J=8.9, 2.7 Hz, 1H), 7.02~6.93 (m, 2H), 6.75~6.63 (m, 2H), 3.84 (s, 3H), 3.66 (s, 3H); 13C NMR (126 MHz, CDCl3) δ: 161.7, 159.8, 158.2, 157.5, 132.8, 131.6, 130.0, 129.6, 128.3, 128.0, 127.9, 127.0, 124.7, 122.1, 115.0, 110.2, 107.7, 55.8, 55.3. HRMS (ESI) calcd for C23H19O4S [M＋H]＋ 391.0999, found 391.0995.
7-氯-4-[(4-甲氧基苯基)硫基]-3-苯基-1H-异色烯-1-酮(3t): 白色固体, 产率75%. m.p. 102~104 ℃ (lit.[5] 102~104 ℃); 1H NMR (500 MHz, Chloroform-d) δ: 8.25~8.22 (m, 1H), 7.90 (d, J=8.3 Hz, 1H), 7.68 (d, J=8.3 Hz, 2H), 7.60~7.55 (m, 1H), 7.41~7.34 (m, 3H), 6.97 (d, J=8.3 Hz, 2H), 6.70 (d, J=8.3 Hz, 2H), 3.67 (s, 3H); 13C NMR (126 MHz, CDCl3) δ: 160.4, 159.7, 158.5, 136.6, 135.5, 134.6, 132.5, 130.4, 129.6, 129.1, 128.5, 128.0, 127.9, 126.3, 122.1, 115.1, 107.6, 55.3.
4-[(4-甲氧基苯基)硫基]-3-(三甲基甲硅基)-1H-异色烯-1-酮(3u)[5]: 浅黄色油状物, 产率75%. 1H NMR (400 MHz, Chloroform-d) δ: 8.32 (dd, J=8.0, 1.4 Hz, 1H), 7.74 (dd, J=8.0, 1.4 Hz, 1H), 7.65 (ddd, J=8.0, 7.3, 1.4 Hz, 1H), 7.52 (td, J=7.3, 1.4 Hz, 1H), 7.12~7.03 (m, 2H), 6.85~.77 (m, 2H), 3.77 (s, 3H), 0.43 (s, 9H); 13C NMR (101 MHz, CDCl3) δ: 170.1, 162.8, 158.1, 136.5, 134.8, 129.5, 129.0, 127.6, 126.7, 125.0, 121.9, 119.4, 114.9, 55.3, －0.7.
4-{[4-(叔丁基)苯基]硫基}-3-苯基-1H-异色烯-1-酮(3v): 白色固体, 产率84%. m.p. 140~142 ℃ (lit.[4b] 139~141 ℃); 1H NMR (400 MHz, Chloroform-d) δ: 8.40 (dd, J=8.0, 1.5 Hz, 1H), 8.06~8.00 (m, 1H), 7.81~7.70 (m, 3H), 7.57 (ddd, J=8.0, 7.3, 1.5 Hz, 1H), 7.53~7.39 (m, 3H), 7.31~7.24 (m, 2H), 7.12~7.04 (m, 2H), 1.29 (s, 9H); 13C NMR (101 MHz, CDCl3) δ: 161.5, 159.9, 148.9, 138.1, 135.4, 132.9, 132.8, 130.3, 129.7, 129.5, 128.7, 127.9, 126.4, 126.2, 125.8, 120.8, 106.9, 34.4, 31.2.
3-苯基-4-{[4-(异丙基)苯基]硫基}-1H-异色烯-1-酮(3w): 白色固体, 产率78%. m.p. 140~142 ℃ (lit.[4b] 140~142 ℃); 1H NMR (500 MHz, Chloroform-d) δ: 8.28 (dd, J=8.0, 1.4 Hz, 1H), 7.92 (dd, J=8.0, 1.4 Hz, 1H), 7.70~7.66 (m, 2H), 7.63 (ddd, J=8.0, 7.3, 1.4 Hz, 1H), 7.49~7.42 (m, 1H), 7.39~7.29 (m, 3H), 7.11~6.89 (m, 4H), 2.75 (p, J=6.9 Hz, 1H), 1.11 (d, J=6.9 Hz, 6H); 13C NMR (126 MHz, CDCl3) δ: 161.5, 159.9, 146.7, 138.1, 135.3, 133.1, 132.8, 130.2, 129.7, 129.5, 128.7, 127.9, 127.52, 126.2, 120.9, 107.0, 33.5, 23.8.
4-[(2-甲氧基苯基)硫基]-3-苯基-1H-异色烯-1-酮(3x): 白色固体, 产率56%. m.p. 96~98 ℃; 1H NMR (500 MHz, Chloroform-d) δ: 8.30 (dd, J=8.0, 1.4 Hz, 1H), 7.84 (dd, J=8.0, 1.4 Hz, 1H), 7.69~7.57 (m, 3H), 7.51~7.42 (m, 1H), 7.32 (dddd, J=14.7, 8.7, 6.3, 2.1 Hz, 3H), 7.06 (ddd, J=8.7, 6.3, 2.1 Hz, 1H), 6.86~6.78 (m, 1H), 6.76~6.62 (m, 2H), 3.84 (s, 3H); 13C NMR (126 MHz, CDCl3) δ: 161.5, 160.2, 155.6, 138.0, 135.3, 132.8, 130.2, 129.7, 129.3, 128.7, 127.9, 126.4, 126.1, 125.9, 125.1, 121.5, 120.8, 110.6, 105.6, 55.9; HRMS (ESI) calcd for C22H17O3S [M＋H]＋ 361.0893, found 361.0898.
4-[(4-氟苯基)硫基]-3-苯基-1H-异色烯-1-酮(3y): 白色固体, 产率58%. m.p. 176~178 ℃ (lit.[4b] 179~180 ℃); 1H NMR (500 MHz, Chloroform-d) δ: 8.30 (dd, J=7.9, 1.4 Hz, 1H), 7.89 (dd, J=8.1, 1.1 Hz, 1H), 7.66 (ddd, J=8.4, 7.1, 1.6 Hz, 3H), 7.36 (dddd, J=14.5, 8.6, 6.1, 2.1 Hz, 3H), 7.08~6.99 (m, 2H), 6.90~6.82 (m, 2H); 13C NMR (126 MHz, Chloroform-d) δ: 161.35 (d, J=246.2 Hz), 161.33, 160.20, 137.79, 135.42, 132.71, 131.45 (d, J=3.6 Hz), 130.4, 129.9, 129.4, 128.8, 128.1 (d, J=8.2 Hz), 128., 125.91, 120.9, 116.5 (d, J=22.1 Hz), 107.1; 19F NMR (471 MHz, CDCl3) δ: －116.19.
4-[(4-氯苯基)硫基]-3-苯基-1H-异色烯-1-酮(3z): 白色固体, 产率62%. m.p. 160~162 ℃ (lit.[4b] 162~164 ℃); 1H NMR (400 MHz, Chloroform-d) δ: 8.40 (dt, J=7.8, 0.9 Hz, 1H), 7.94 (dt, J=7.8, 0.9 Hz, 1H), 7.83~7.67 (m, 3H), 7.59 (ddd, J=8.3, 7.8, 0.9 Hz, 1H), 7.55~7.32 (m, 3H), 7.26~7.18 (m, 2H), 7.11~7.03 (m, 2H)； 13C NMR (101 MHz, CDCl3) δ: 161.2, 160.4, 137.6, 135.5, 135.1, 132.6, 131.7, 130.5, 129.9, 129.5, 129.3, 128.9, 128.0, 127.2, 125.8, 120.9, 106.2.
4-[(4-溴苯基)硫基]-3-苯基-1H-异色烯-1-酮(3aa): 白色固体, 产率64%. m.p. 169~171 ℃ (lit.[4b] 170~172 ℃); 1H NMR (400 MHz, Chloroform-d) δ: 8.40 (dd, J=8.3, 1.2 Hz, 1H), 7.97~7.90 (m, 1H), 7.79~7.72 (m, 3H), 7.59 (ddd, J=8.3, 7.3, 1.2 Hz, 1H), 7.52~7.41 (m, 3H), 7.39~7.34 (m, 2H), 7.05~6.97 (m, 2H); 13C NMR (101 MHz, CDCl3) δ: 161.2, 160.5, 137.6, 135.8, 135.5, 132.6, 132.4, 130.5, 129.9, 129.3, 128.9, 128.0, 127.5, 125.8, 120.9, 119.4, 106.0.
3.3 产物转化实验
将3-苯基-4-(对甲苯硫基)-1H-异色烯-1-酮(3a, 0.5 mmol, 1.0 equiv.)和3-氯过氧苯甲酸(0.5 mmol, 1.0 equiv.)在氮气气氛下加入到25 mL干燥的Schlenk管中. 随后加入10 mL干燥的二氯甲烷, 于室温下搅拌过夜. 反应完成后, 将反应混合物浓缩并经硅胶柱色谱纯化, 以石油醚/乙醚(V∶V=5∶1至3∶1)为洗脱剂, 得到白色固体4-[(4-甲基苯基)(氧亚基)-λ4-硫基]-3-苯基-1H-异色烯-1-酮(4), 收率65%. m.p. 200~202 ℃ (lit.[4b] 203~204 ℃); 1H NMR (400 MHz, Chloroform-d) δ: 8.33 (d, J=8.0 Hz, 1H), 8.15 (d, J=8.0 Hz, 1H), 7.79 (dd, J=8.0, 1.6 Hz, 2H), 7.63~7.46 (m, 7H), 7.29 (d, J=8.0, 2H), 2.38 (s, 3H); 13C NMR (101 MHz, CDCl3) δ: 160.5, 160.1, 140.9, 139.7, 134.9, 132.9, 131.4, 130.8, 130.2, 130.0, 129.1, 128.6, 125.2, 124.7, 121.1, 117.8, 21.3.
辅助材料(Supporting Information) 化合物3a~3aa和4的1H NMR、13C NMR和19F NMR谱图. 这些材料可以免费从本刊网站(http://sioc-journal.cn/)上下载.
(Zhao, C.)