二硒醚的合成研究

王晴雨等

摘 要： 二硒醚是一种重要的有机合成试剂，具有抗氧化、抗病毒、抗癌、防癌等重要的生物活性，在有机合成和生物医药等领域具有广阔的应用前景。本文着重评述了有机合成试剂二硒醚的合成方法及特点，并对二硒醚合成的发展前景进行了展望。

关键词： 二硒醚 合成 展望

硒是人体必需的一种微量元素，具有抗氧化、抗癌、防癌、保护骨髓造血、延缓衰老等多种生物活性，同时对一些重金属元素（如汞、砷、银等）具有解毒作用[1-3]。有机硒化合物是重要的有机合成试剂和中间体，具有抗氧化、抗炎、抗衰老、抗癌、防治心血管疾病等药理作用[4-5]，同时可作为有机小分子荧光探针在生物学领域具有重要的应用价值[6，7]。有机硒化合物包括简单的硒醚、二硒醚和有机硒的氧化物等，其中二硒醚是有机合成中重要的中间体，应用非常广泛，由于二硒醚分子中含有硒硒键，大多具有重要的生物活性，如抗氧化作用、抗肿瘤、抗病菌及抗病毒性质，具有作为药物和药物中间体的潜在功能。因此，二硒醚在有机硒化学中研究最多。笔者重点阐述了二硒醚的制备方法，分析了其优缺点，并展望了其未来发展前景。

一、二硒醚的合成方法

1.格氏试剂法

格氏试剂法是合成二硒醚的经典方法，即先制备格氏试剂，再与硒反应，随后进行水解、酸化和氧化生成二硒醚。但该方法需要严格的无水无氧操作和低温环境，过程相对繁琐，产率不高，同时对于带有官能团如羰基、硝基的底物也不适用[8，9]。2004年Bhasin等[10]利用吡啶基溴与异丙基氯化镁进行溴镁交换，制得含硒的格氏试剂，然后进行水解，氧化得到具有较好生物活性的吡啶基二硒醚，反应条件温和，产率高，是合成杂环芳香二硒醚的好方法。

2.水合肼还原法

水合肼还原法能较简便地制备二硒醚，但高温条件限制了该方法仅能制备二烃基二硒醚，不适用于制备含官能团的二硒醚。由于铯离子离子半径大，电荷密度低，高度极化，等等，使其与阴离子之间的静电作用较弱，表现出较强的碱性和亲核性，而利用铯碱作缩合剂，能降低反应活化能，使许多反应在温和条件下就能进行。2010年刘文奇等[9]在氢氧化铯存在下，室温下利用水合肼还原硒形成的二硒化铯对含官能团的卤代烃或磺酸酯亲核取代合成了高产率二烷基二硒醚。

3.硒转移试剂法

芳基硒代酰胺分子中含有碳、硒双键，化学性质活泼，可作为硒转移试剂与活泼卤代烃作用在比较温和的条件下生成二烃基二硒醚和二烃基硒醚，操作简便，化学选择性好，产率高[11]。但该方法所用的硒转移试剂制备困难，应用受到限制。2003年Saravanan等[12]以乙腈为溶剂，利用硒转移试剂tetraethylammonium tetraselenotungstate（[Et4N]2WSe4）与卤代烃或醇在室温下合成功能性二硒醚，反应较快，产率较高。2007年赵华绒等[13]利用芳基硒代酰胺与氯乙酸合成了具有多功能团的二烷氧羰基甲基二硒醚，具有反应条件温和、产率高、原料易得和选择性好等优点。

4.自由基裂解合成二硒醚

含硒化合物中C-Se键较弱，不稳定，在热或光照下比较容易断裂形成自由基，可便利地合成烷基二硒醚，尤其是合成比较难合成的仲碳、季碳的二硒醚，是一种比较新颖的合成二硒醚的方法。该方法比较新颖，但需要特定的自由基引发剂引发，自由基不稳定，副产物较多。2007年Ouchi等[14]报道了光照烷基芳基单醚形成碳自由基合成二硒醚，并讨论了溶剂、光的波长和烷基的结构对二硒醚产率的影响。

5.硒醇氧化法

硒醇氧化法是制备二硒醚非常通用的方法之一，硒醇很容易被许多试剂（如吡啶、苯甲酸、三氯异氰脲酸等）氧化得到二硒醚，缺点是制备过程中要用到易挥发剧毒的硒醇，反应时间较长。2001年Zhong等[15]发现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.过渡金属催化法

过渡金属催化的有机合成反应是近年来较活跃的研究领域，已成为合成硒醚的一种新方法。2010年Singh等[16]首次报道了在N2保护下，以纳米氧化铜为催化剂，以DMSO为溶剂，KOH为碱，芳基卤与单质硒在90℃下反应1h即可得到高产率二硒醚。2012年Botteselle等[17]报道了以纳米氧化铜为催化剂，在功率为100W的微波照射下，碘代烃与单质硒在非常短时间内反应就可得到高产率二硒醚。

7.羰基化合物法

硒代羰基化合物是一类非常重要的有机合成中间体，是合成含硒杂环化合物的重要反应底物，由于分子中含有较弱的碳硒双键，其化学性质活泼，能与许多化学试剂发生反应，是合成二硒醚的一种新的简便合成方法。2004年陆世维课题组[18]首次成功地实现了在常压下，以硒作为催化剂，DMF作溶剂，不加碱，利用Se/CO/H2O体系原位产生的硒化氢与芳香醛反应，合成一系列高产率二硒醚。2005年Zhao等[19]报道了在Se/CO/H2O体系下，以THF为溶剂，在三乙胺催化下硒与亚胺反应得到一系列高产率二硒醚。

8.硒氰酸酯法

硒氰酸酯法是用KSeCN与卤代烃反应制得烷基硒氰酸酯，然后在碱性介质（如NaH、LiH、LiEt3BH、NaBH4等）中水解制备二硒醚的方法。该方法所需试剂昂贵，难以制备，反应条件较为苛刻。

9.芳基重氮盐法

芳基重氮盐法是利用芳基重氮盐与硒氰化钾作用形成芳基硒氰，然后在强碱中水解生成二芳基二硒醚的一种方法。该方法所需试剂制备复杂，且条件苛刻。

除上述报道的各种方法以外，还有金属二硒醚法、（CH3OMg）2Se2烷基化法、微波辅助合成法、电化学法等方法，并且随着实验方法的不断改进，其制备技术在不断完善与发展。

二、总结与展望

二硒醚不仅是一类重要的有机合成中间体，而且是一类非常重要的潜在药物和药物中间体。二硒醚的合成方法有很多种，各有优缺点，从以上报道的各种合成方法看，以羰基化合物为原料合成二硒醚的方法具有原料易得、成本低廉、条件温和、收率高等优点，是一种比较简便、高效的合成二硒醚的方法。同时继续寻找二硒醚的绿色合成及其在生物学领域的应用是人们今后研究的重点。相信，随着科技的不断进步及合成方法的不断完善，二硒醚的合成研究将得到快速发展与提高。

参考文献：

[1]徐碧辉编著.硒的化学、生物化学及其在生命科学中的应用[M].武汉：华中理工大学出版社，1994.

[2]陈宝泉，史艳萍，李彩文，等.基于硒元素的抗癌药物研究进展[J].化学通报，2011，74.（8）：709-714.

[3]方怡宽.硒及其化合物的研究现状与应用[J].商情，2013，（2）：216，208.

[4]徐辉碧，杨祥良，刘琼，等.硒化合物诱导细胞凋亡的信号转导机制[J].化学进展，2002，14.（4）：305-310.

[5]李升和，靳二辉，周金星，等.有机硒在人和动物应用方面的研究进展[J].安徽科技学院学报，2013，27.（1）：1-5.

[6]Tang B，Yin LL，Wang X，et al.A fast-response，highly sensitive and specific organoselenium fluorescent probe for thiols and its application in bioimaging[J].Chem.Commun.，2009，（35）：5293-5295.

[7]Lou Z R，Li P，Sun X F，et al.A fluorescent probe for rapid detection of thiols and imaging of thiols reducing repair and H2O2 oxidative stress cycles in living cells[J].Chem.Commun.，2013，49.（4）：391-393.

[8]Nogueira C W，Zeni G，Rocha J B T.Organoselenium and organotellurium compounds：toxicology and pharmacology[J].Chem. Rev.，2004，104（12）：6255-6286.

[9]刘文奇，尹显洪，蔡喜田，等.氢氧化铯促进二烷基二硒醚的合成[J].有机化学，2010，30.（7）：1066-1068.

[10]Bhasin K K，Arora V.Regioselective synthesis of symmetrical pyridyl selenium compounds by bromine-magnesium exchange of bromopyridines using isopropyl magnesium chloride：X-ray crystal structure of 2，2′，5，5′-tetrabromo-3，3′-dipyridyldiselenide[J].Appl.Organomet. Chem.，2004，18.（7）：359-362.

[11]Ruan M D，Zhao H R，Fan W Q，et a1.First example of selenium transfer reaction of primary selenoamides and selenourea.Novel synthesis of dialkyl diselenides from alkyl halides[J].J.Organomet.Chem.，1995，485.（1-2）：l9-24.

[12]Saravanan V，Porhiel E，Chandrasekaran S.Tetraethylammonium tetraselenotungstate：a new and efficient selenium transfer reagent for the chemoselective synthesis of functionalised diselenides[J].Tetrahedron Lett.，2003，44.（11）：2257-2260.

[13]赵华绒，刘曼琼，赵新建.芳基硒代酰胺与α-卤代乙酸在醇中的硒转移反应——二烷氧羰基甲基二硒醚的简便合成[J].化学学报，2007，65（19）：2155-2158.

[14]Ouchi A，Liu S Y，Li Z，et a1.Factors controlling photochemical cleavage of the energetically unfavorable Ph-Se bond of alkyl phenyl selenides[J].J.Org.Chem.，2007，72（23）：8700-8706.

[15]Zhong P，Guo M P.Preparation of deselenides by the oxidation of selenols using trichloroisocyanuric acid[J].Synth.Commun.，2001，31（10）：1507-1510.

[16]Singh D，Deobald A M，Camargo L R S，et al.An efficient one-pot synthesis of symmetrical diselenides or ditellurides from halides with CuO nanopowder/Se0 or Te0/base[J].Org.Lett.，2010，12.（15）：3288-3291.

[17]Botteselle G V，Godoi M，Galetto F Z，et al.Microwave-assisted one-pot synthesis of symmetrical diselenides，ditellurides and disulfides from organoyl iodides and elemental chalcogen catalyzed by CuO nanoparticles[J].J.Mol.Catal.A：Chem.，2012，365：186-193.

[18]Tian F S，Yu Z K，Lu S W.Efficient reductive selenation of rromatic aldehydes to symmetrical diselenides with Se/CO/H2O under atmospheric pressure[J].J.Org.Chem.，2004，69.（13）：4520-4523.

[19]Zhao X D，Yu Z K，Zeng F L，et al.Highly efficient route to diselenides from the reactions of imines and selenium in the presence of carbon monoxide and water[J].Adv.Synth.Catal.，2005，347.（6）：877-882.

通讯作者：杨志广