二硒醚的合成研究

王晴雨等

摘 要： 二硒醚是一種重要的有機合成試劑，具有抗氧化、抗病毒、抗癌、防癌等重要的生物活性，在有機合成和生物醫(yī)藥等領(lǐng)域具有廣闊的應用前景。本文著重評述了有機合成試劑二硒醚的合成方法及特點，并對二硒醚合成的發(fā)展前景進行了展望。

關(guān)鍵詞： 二硒醚 合成 展望

硒是人體必需的一種微量元素，具有抗氧化、抗癌、防癌、保護骨髓造血、延緩衰老等多種生物活性，同時對一些重金屬元素（如汞、砷、銀等）具有解毒作用[1-3]。有機硒化合物是重要的有機合成試劑和中間體，具有抗氧化、抗炎、抗衰老、抗癌、防治心血管疾病等藥理作用[4-5]，同時可作為有機小分子熒光探針在生物學領(lǐng)域具有重要的應用價值[6，7]。有機硒化合物包括簡單的硒醚、二硒醚和有機硒的氧化物等，其中二硒醚是有機合成中重要的中間體，應用非常廣泛，由于二硒醚分子中含有硒硒鍵，大多具有重要的生物活性，如抗氧化作用、抗腫瘤、抗病菌及抗病毒性質(zhì)，具有作為藥物和藥物中間體的潛在功能。因此，二硒醚在有機硒化學中研究最多。筆者重點闡述了二硒醚的制備方法，分析了其優(yōu)缺點，并展望了其未來發(fā)展前景。

一、二硒醚的合成方法

1.格氏試劑法

格氏試劑法是合成二硒醚的經(jīng)典方法，即先制備格氏試劑，再與硒反應，隨后進行水解、酸化和氧化生成二硒醚。但該方法需要嚴格的無水無氧操作和低溫環(huán)境，過程相對繁瑣，產(chǎn)率不高，同時對于帶有官能團如羰基、硝基的底物也不適用[8，9]。2004年Bhasin等[10]利用吡啶基溴與異丙基氯化鎂進行溴鎂交換，制得含硒的格氏試劑，然后進行水解，氧化得到具有較好生物活性的吡啶基二硒醚，反應條件溫和，產(chǎn)率高，是合成雜環(huán)芳香二硒醚的好方法。

2.水合肼還原法

水合肼還原法能較簡便地制備二硒醚，但高溫條件限制了該方法僅能制備二烴基二硒醚，不適用于制備含官能團的二硒醚。由于銫離子離子半徑大，電荷密度低，高度極化，等等，使其與陰離子之間的靜電作用較弱，表現(xiàn)出較強的堿性和親核性，而利用銫堿作縮合劑，能降低反應活化能，使許多反應在溫和條件下就能進行。2010年劉文奇等[9]在氫氧化銫存在下，室溫下利用水合肼還原硒形成的二硒化銫對含官能團的鹵代烴或磺酸酯親核取代合成了高產(chǎn)率二烷基二硒醚。

3.硒轉(zhuǎn)移試劑法

芳基硒代酰胺分子中含有碳、硒雙鍵，化學性質(zhì)活潑，可作為硒轉(zhuǎn)移試劑與活潑鹵代烴作用在比較溫和的條件下生成二烴基二硒醚和二烴基硒醚，操作簡便，化學選擇性好，產(chǎn)率高[11]。但該方法所用的硒轉(zhuǎn)移試劑制備困難，應用受到限制。2003年Saravanan等[12]以乙腈為溶劑，利用硒轉(zhuǎn)移試劑tetraethylammonium tetraselenotungstate（[Et4N]2WSe4）與鹵代烴或醇在室溫下合成功能性二硒醚，反應較快，產(chǎn)率較高。2007年趙華絨等[13]利用芳基硒代酰胺與氯乙酸合成了具有多功能團的二烷氧羰基甲基二硒醚，具有反應條件溫和、產(chǎn)率高、原料易得和選擇性好等優(yōu)點。

4.自由基裂解合成二硒醚

含硒化合物中C-Se鍵較弱，不穩(wěn)定，在熱或光照下比較容易斷裂形成自由基，可便利地合成烷基二硒醚，尤其是合成比較難合成的仲碳、季碳的二硒醚，是一種比較新穎的合成二硒醚的方法。該方法比較新穎，但需要特定的自由基引發(fā)劑引發(fā)，自由基不穩(wěn)定，副產(chǎn)物較多。2007年Ouchi等[14]報道了光照烷基芳基單醚形成碳自由基合成二硒醚，并討論了溶劑、光的波長和烷基的結(jié)構(gòu)對二硒醚產(chǎn)率的影響。

5.硒醇氧化法

硒醇氧化法是制備二硒醚非常通用的方法之一，硒醇很容易被許多試劑（如吡啶、苯甲酸、三氯異氰脲酸等）氧化得到二硒醚，缺點是制備過程中要用到易揮發(fā)劇毒的硒醇，反應時間較長。2001年Zhong等[15]發(fā)現(xiàn)三氯氰脲酸在乙腈或二氯甲烷中很容易氧化硒醇高效得到二硒醚。

6.過渡金屬催化法

過渡金屬催化的有機合成反應是近年來較活躍的研究領(lǐng)域，已成為合成硒醚的一種新方法。2010年Singh等[16]首次報道了在N2保護下，以納米氧化銅為催化劑，以DMSO為溶劑，KOH為堿，芳基鹵與單質(zhì)硒在90℃下反應1h即可得到高產(chǎn)率二硒醚。2012年Botteselle等[17]報道了以納米氧化銅為催化劑，在功率為100W的微波照射下，碘代烴與單質(zhì)硒在非常短時間內(nèi)反應就可得到高產(chǎn)率二硒醚。

7.羰基化合物法

硒代羰基化合物是一類非常重要的有機合成中間體，是合成含硒雜環(huán)化合物的重要反應底物，由于分子中含有較弱的碳硒雙鍵，其化學性質(zhì)活潑，能與許多化學試劑發(fā)生反應，是合成二硒醚的一種新的簡便合成方法。2004年陸世維課題組[18]首次成功地實現(xiàn)了在常壓下，以硒作為催化劑，DMF作溶劑，不加堿，利用Se/CO/H2O體系原位產(chǎn)生的硒化氫與芳香醛反應，合成一系列高產(chǎn)率二硒醚。2005年Zhao等[19]報道了在Se/CO/H2O體系下，以THF為溶劑，在三乙胺催化下硒與亞胺反應得到一系列高產(chǎn)率二硒醚。

8.硒氰酸酯法

硒氰酸酯法是用KSeCN與鹵代烴反應制得烷基硒氰酸酯，然后在堿性介質(zhì)（如NaH、LiH、LiEt3BH、NaBH4等）中水解制備二硒醚的方法。該方法所需試劑昂貴，難以制備，反應條件較為苛刻。

9.芳基重氮鹽法

芳基重氮鹽法是利用芳基重氮鹽與硒氰化鉀作用形成芳基硒氰，然后在強堿中水解生成二芳基二硒醚的一種方法。該方法所需試劑制備復雜，且條件苛刻。

除上述報道的各種方法以外，還有金屬二硒醚法、（CH3OMg）2Se2烷基化法、微波輔助合成法、電化學法等方法，并且隨著實驗方法的不斷改進，其制備技術(shù)在不斷完善與發(fā)展。

二、總結(jié)與展望

二硒醚不僅是一類重要的有機合成中間體，而且是一類非常重要的潛在藥物和藥物中間體。二硒醚的合成方法有很多種，各有優(yōu)缺點，從以上報道的各種合成方法看，以羰基化合物為原料合成二硒醚的方法具有原料易得、成本低廉、條件溫和、收率高等優(yōu)點，是一種比較簡便、高效的合成二硒醚的方法。同時繼續(xù)尋找二硒醚的綠色合成及其在生物學領(lǐng)域的應用是人們今后研究的重點。相信，隨著科技的不斷進步及合成方法的不斷完善，二硒醚的合成研究將得到快速發(fā)展與提高。

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通訊作者：楊志廣