CN102260200B

CN102260200B - 一种苯砜类化合物的合成方法

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Publication number: CN102260200B
Application number: CN 201110063338
Authority: CN
Inventors: 杨海军; 付华; 李勇; 蒋敏; 王俊美
Original assignee: Tsinghua University
Current assignee: Tsinghua University
Priority date: 2011-03-16
Filing date: 2011-03-16
Publication date: 2013-08-14
Anticipated expiration: 2031-03-16
Also published as: CN102260200A

Abstract

本发明提供了一种苯砜类化合物的合成方法。所述方法包括如下步骤：在亚铜催化剂和氨水的存在下，芳基硼酸化合物和亚磺酸盐进行取代反应即得所述苯砜类化合物。所述苯砜类化合物的结构通式如式(I)所示；所述芳基硼酸化合物的结构通式如式(II)所示，所述亚磺酸盐的结构通式如式(III)所示。本发明的方法具有从易得的芳基硼酸化合物出发，以最便宜的水作为溶剂，采用廉价的氧化亚铜作为催化剂，反应条件温和，环境污染小，生成产物化合物产率高，具有对芳环上的多种官能团有高的容忍性，分离纯化方便等明显优势，同时将产物萃取后，反应体系在加入定量的碱盐后能循环催化反应的进行，能广泛应用于工业界和学术界的药物、聚合物、天然产物等领域的合成中。

Description

一种苯砜类化合物的合成方法

技术领域

本发明涉及一种苯砜类化合物的合成方法，属于芳香化合物合成领域。

背景技术

芳基化合物是重要的化工原料和中间体。苯砜类化合物是天然产物和药物化合物的基本组成单元，其衍生物具有潜在的对酶和病毒(比如HIV-1)的抑制作用。因此，其合成方法长期以来不断受到人们的重视。

合成苯砜最常用的途径是采用氧化的方法，将苯亚砜类化合物或者苯硫醚类化合物氧化为苯砜。其中，采用双氧水为氧化剂，硒的化合物I(如式1)为配体，或者铊的化合物TaCl5，在乙腈溶剂中，室温条件下，合成出苯砜。然而，这些方法中使用了硒、铊和镍等多种金属化合物作为配体，使得该方法优势不明显。

式1

随后，发展到采用卤代芳烃和带取代基的亚磺酸钠反应，在CuI作为催化剂，L-脯氨酸作为配体，DMSO为溶剂，高效的合成了苯砜类化合物(式2)。

式2

近几年来，芳基硼酸被用来合成苯砜，在乙腈的水溶液中，采用PdCl₂为催化剂，K₂CO₃为碱性条件，在氮气保护下，芳基硼酸和芳基磺酰氯反应，得到不对称的苯砜，式3，但是，该体系采用了典型的贵金属钯作为催化剂。

式3

上述这些方法，在催化体系中存在明显不足，贵金属以及配体的不易得，使得这些方法并没有得到较大的推广及应用。因此目前仍需要一种反应原料简单易得、反应条件温和且对环境友好、产率高、对取代基团容忍度高的取代芳基类化合物的通用合成方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种苯砜类化合物的合成方法。

本发明提供的苯砜类化合物的合成方法，包括如下步骤：在亚铜催化剂和氨水的存在下，芳基硼酸化合物和亚磺酸盐进行取代反应即得所述苯砜类化合物。

在本发明中，“苯砜类化合物”具有本领域技术人员所通常理解的含义，即含有与磺基直接连接的芳环结构的化合物。

在本发明中，“芳基硼酸化合物”具有本领域技术人员所通常理解的含义，即含有与硼酸上的硼原子直接连接的芳环结构的化合物，例如苯硼酸、邻溴苯硼酸等或其被取代后的各种衍生物。

本发明的合成方法是一种通用方法，适合于合成各种苯砜类化合物和其衍生物，对芳环上的多种官能团具有高的容忍度，因此事实上对苯砜类化合物和其衍生物中的取代基的个数和种类并无特别限制。相应地，对芳基硼酸化合物中的取代基的个数和种类也并无特别限制。

在一个具体的实施方式中，本发明提供了一种制备如下式(I)的苯砜类化合物的方法：

其中，R表示连接在苯环上的1、2、3、4或5个取代基，所述R各自独立地表示选自H、C₁-C₂₀烷基(优选C₁-C₁₀烷基，更优选C₁-C₆烷基)、C₂-C₂₀烯基(优选C₂-C₁₀烯基，更优选C₂-C₆烯基)、C₂-C₂₀炔基(优选C₂-C₁₀炔基，更优选C₂-C₆炔基)、C₆-C₂₀芳基(优选C₆-C₁₀芳基)、卤原子、-OH、-NO₂、-NH₂、-NHR”、-C(＝O)OR”、-NHC(＝O)R”、-OR”或-C(＝O)R”的取代基，其中R”为H、C₁-C₆烷基、C₂-C₆烯基、C₂-C₆炔基、苯基或苄基；或者两个或多个R一起与苯环形成稠合环系；R’表示选自C₁-C₂₀烷基(优选C₁-C₁₀烷基，更优选C₁-C₆烷基)、C₂-C₂₀烯基(优选C₂-C₁₀烯基，更优选C₂-C₆烯基)、C₂-C₂₀炔基(优选C₂-C₁₀炔基，更优选C₂-C₆炔基)、C₆-C₂₀芳基(优选C₆-C₁₀芳基)、卤原子、-OH、-NO₂、-NH₂、-NHR”、-C(＝O)OR”、-NHC(＝O)R”、-OR”或-C(＝O)R”的取代基，其中R”为H、C₁-C₆烷基、C₂-C₆烯基、C₂-C₆炔基、苯基或苄基；

合成式(I)的苯砜类化合物的方法包括如下步骤：在亚铜催化剂和氨水的存在下，式(II)所示的芳基硼酸化合物和式(III)所示的亚磺酸盐进行取代反应即得式(I)所示苯砜类化合物；

式(II)中的取代基R的定义同式(I)；

R’-SO₂M

(III)

式(III)中的取代基R’的定义同式(I)；M表示选自Li、Na、K、Rb或Cs的碱金属。

本领域技术人员理解：上面提到的取代基R的定义是广义的，其本身可以是未被取代的或者是被选自诸如C₁-C₁₀烷基(优选C₁-C₆烷基)、C₂-C₁₀烯基(优选C₂-C₆烯基)、C₂-C₁₀炔基(优选C₂-C₆炔基)、C₆-C₁₀芳基、卤原子、-OH、-NO₂、-NH₂、-NHR”、-C(＝O)OR”、-NHC(＝O)R”、-OR”或-C(＝O)R”的至少一个取代基取代(R”的定义同上)；本说明书在有机基团前用碳原子数加以限定时表示：该基团的碳原子数可以是在其上限、下限范围内的任意整数。例如“C₁-C₂₀”表示碳原子数可以为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、或20；“C₂-C₂₀”表示碳原子数可以为2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、或20；“C₆-C₂₀”表示碳原子数可以为6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、或20。其它C₁-C₁₀、C₁-C₆、C₂-C₆等具有类似的含义。

上面提到的取代基R的个数可以为1、2、3、4、5个，优选为1、2或3个，更优选为1个或2个。

在含有2个以上(含2个)取代基的情况下，两个取代基可以连接在一起成环从而与苯环稠合。

显然，上面列举的取代基R并非是限制性的，本发明也涵盖了其它未明确示出的取代基R的情况。

适用于本发明的亚铜催化剂包括各种亚铜盐、亚铜氧化物、亚铜碱、亚铜有机金属化合物，优选亚铜盐或氧化亚铜，例如碘化亚铜、溴化亚铜或者氯化亚铜，最优选氧化亚铜。

本领域技术人员理解，式(III)所示亚磺酸盐中的金属M也可以用Be、Mg、Ca、Sr、Ba等碱土金属代替。

氨水(NH₃-H₂O)在本发明的方法中作为配体(L)，辅助亚铜催化剂发挥催化作用，从而有效提高产率。

本发明的方法的反应温度可以由技术人员按照实际需要自行确定，但一般为10-30℃之间，优选约15-25℃之间，更优选约18-22℃之间。

本发明的方法的压强并不关键，通常在常压下即可。

本发明的方法的反应时间可以根据反应物性质由技术人员按照需要自行确定，通常数小时至数天，例如约3小时-48小时。

本发明的合成方法，所述亚铜催化剂、氨水、芳基硼酸化合物和亚磺酸盐的摩尔比可为0.1∶2.5∶1∶5。

显然，本发明的方法还可以包括必要的前处理、后处理等额外步骤。

各种物料的添加顺序以及具体反应步骤可以由本领域技术人员按照实际需要进行调整。例如，在实验室中小规模进行反应时，可以按如下步骤进行：

(1)在装有磁搅拌子的Schlenk(施兰克)试管中加入亚铜催化剂(氧化亚铜、碘化亚铜、溴化亚铜或者氯化亚铜)、配体氨水、式(II)的芳基硼酸化合物、亚磺酸盐，常温，在空气存在的条件下反应适当的时间，几个小时或几天，如(3-48h)；

(2)反应完成以后，按常规方法进行后处理和提纯。例如，先将反应混合物使用乙酸乙酯溶液萃取，然后将萃取液根据不同的产物进行碱洗，酸洗或进行层析柱分离，就可以得到纯净的产物。

本发明的方法不仅适用于实验室小规模制备，也适合于化工厂的工业化大规模生产。在工业化大规模生产时的具体反应参数可以由本领域技术人员通过常规实验来确定。

由此可见，本发明的方法从易得的芳基硼酸化合物出发，以最便宜的水作为溶剂，采用廉价的亚铜化合物作为催化剂，在温和的反应条件下，以高产率生成苯砜类化合物。与常规的苯砜类化合物的合成方法相比，本发明的方法具有反应原料易得、以水作为溶剂对环境污染最小、对芳环上的多种官能团具有高的容忍性、产率高、产物分离纯化简单方便等明显优势。

具体实施方式

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

还应注意到前面提到的本发明方法的各个优选的技术特征以及下面具体描述的实施例中的各个具体技术特征可以组合在一起，所有这些技术特征的各种组合、由本发明具体公开的数值作为上下限的所有数值范围等等都落在本发明的范围内。

以下具体实施例中所用的原料，CuI和CuBr购自Alfa Aesar公司，Cu₂O购自上海勤工无机盐有限公司，其它化学试剂购买于北京偶合科技有限公司。除了特别指明之外，均购自Sigma-Aldrich Inc.，必要时采用本领域公知的手段进行纯化后使用。

¹H NMR和¹³C NMR均采用日本电子ECA600仪器进行测定。测试温度为室温，内标为TMS，溶剂为氘代氯仿时，选取参考：¹H NMR：TMS为0.00ppm，CHCl₃为7.24ppm；¹³C NMR：CDCl₃为77.0ppm；溶剂为氘代DMSO时：¹H NMR：TMS at 0.00ppm，DMSO at 2.50ppm；¹³C NMR：DMSO at 40.0ppm。ESI-MS采用BrukerESQYIRE-LC质谱仪进行测定。

以下实验除特别声明外，均在空气中进行。

实施例1、1-甲基-4-(甲磺酰基)苯的制备

在装有磁搅拌子的圆底烧瓶中加入氧化亚铜0.0144g(0.1mmol)，NH₃-H₂O0.192mL(2.5mmol)，对甲基苯硼酸136mg(1mmol)，甲基亚磺酸钠0.40mg(5mmol)和2mL的水。在室温下，开放体系，反应48小时。反应完成以后，加入1.5mL浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液，用乙酸乙酯进行萃取3次，每次2mL，合并的有机相经浓缩分离提纯，得到1-甲基-4-(甲磺酰基)苯126mg，产率为74％。

产物1-甲基-4-(甲磺酰基)苯：¹H NMR(CDCl₃，600MHz)：δ7.83(d，2H，J＝8.3Hz)，7.37(d，2H，J＝8.3Hz)，3.04(s，3H)，2.46(s，3H).¹³C NMR(CDCl₃，150MHz)：δ144.6，137.7，129.9，127.3，44.6，21.6.EI-MS[M]⁺m/z 170.1.

实施例2、1-甲氧基-4-(甲磺酰基)苯的制备

在装有磁搅拌子的圆底烧瓶中加入氧化亚铜0.0144g(0.1mmol)，NH₃-H₂O0.192mL(2.5mmol)，4-甲氧基苯硼酸0.152g(1mmol)，甲基亚磺酸钠0.40g(5mmol)和2mL的水。在室温下，开放体系，反应48小时。反应完成以后，加入1.5mL浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液，用乙酸乙酯进行萃取3次，每次10mL，合并的有机相经浓缩，得到1-甲氧基-4-(甲磺酰基)苯139mg，产率为76％。

产物1-甲氧基-4-(甲磺酰基)苯：¹H NMR(CDCl₃，600MHz)：δ7.88(d，2H，J＝8.9Hz)，7.03(d，2H，J＝8.9Hz)，3.89(s，3H)，3.03(s，3H).¹³C NMR(CDCl³，150MHz)：δ163.7，132.3，129.5，114.5，55.7，44.8.EI-MS[M]⁺m/z 186.0.

实施例3、反式甲磺酰基苯基乙烯的制备

在装有磁搅拌子的圆底烧瓶中加入氧化亚铜0.0144g(0.1mmol)，NH₃-H₂O0.192mL(2.5mmol)，反式苯乙烯基硼酸0.146g(1mmol)，甲基亚磺酸钠0.40g(5mmol)和2mL的水。在10℃下，开放体系，反应48小时。反应完成以后，加入1.5mL浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液，用乙酸乙酯进行萃取3次，每次10mL，合并的有机相经浓缩，得到反式甲磺酰基苯基乙烯176mg，产率为76％。

产物反式甲磺酰基苯基乙烯：¹H NMR(CDCl₃，600MHz)δ7.63(d，1H，J＝15.8Hz)，7.52(d，2H，J＝6.2Hz)，7.44(m，3H)，6.92(d，1H，J＝15.8Hz)，3.04(s，3H).¹³C NMR(CDCl₃，75MHz)δ144.0，131.4，129.2，128.6，126.2，43.3.EI-MS[M]⁺m/z 182.0.

实施例4、苯磺酰基苯的制备

在装有磁搅拌子的圆底烧瓶中加入氧化亚铜0.0144g(0.1mmol)，NH₃-H₂O0.192mL(2.5mmol)，苯硼酸0.122g(1mmol)，苯基亚磺酸钠0.725g(5mmol)和2mL的水。在30℃下，开放体系，反应24小时。反应完成以后，加入1.5mL浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液，用乙酸乙酯进行萃取3次，每次10mL，合并的有机相经浓缩，得到苯磺酰基苯166mg，产率为76％。

产物苯磺酰基苯：¹H NMR(CDCl₃，600MHz)δ7.95(d，4H，J＝7.6Hz)，7.56(t，2H，J＝7.6Hz)，7.50(t，4H，J＝7.6Hz).¹³C NMR(CDCl₃，150MHz)δ141.7，133.3，129.4，127.8.EI-MS[M]⁺m/z 218.0.

实施例5、4-甲基苯磺酰基苯的制备

在装有磁搅拌子的圆底烧瓶中加入氧化亚铜0.0144g(0.1mmol)，NH₃-H₂O0.192mL(2.5mmol)，对甲基苯硼酸0.136g(1mmol)，苯基亚磺酸钠0.725g(5mmol)和2mL的水。在15℃下，开放体系，反应24小时。反应完成以后，加入1.5mL浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液，用乙酸乙酯进行萃取3次，每次10mL，合并的有机相经浓缩，得到4-甲基苯磺酰基苯188mg，产率为81％。

产物4-甲基苯磺酰基苯：¹H NMR(CDCl₃，600MHz)δ7.93(d，2H，J＝8.2Hz)，7.82(d，2H，J＝8.2Hz)，7.53(t，1H，J＝7.6Hz)，7.49(t，2H，J＝7.6Hz)，7.29(d，2H，J＝8.2Hz)，2.39(s，3H).¹³C NMR(CDCl₃，150MHz)δ144.1，142.0，138.6，132.9，129.9，129.2，127.7，127.5，21.5.EI-MS[M]⁺m/z 232.0.

实施例6、4-甲氧基苯磺酰基苯的制备

在装有磁搅拌子的圆底烧瓶中加入氧化亚铜0.0144g(0.1mmol)，NH₃-H₂O0.192mL(2.5mmol)，对甲氧基苯硼酸0.152g(1mmol)，苯基亚磺酸钠0.725g(5mmol)和2mL的水。在25℃下，开放体系，反应24小时。反应完成以后，加入1.5mL浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液，用乙酸乙酯进行萃取3次，每次10mL，合并的有机相经浓缩，得到4-甲氧基苯磺酰基苯226mg，产率为82％。

产物4-甲氧基苯磺酰基苯：¹H NMR(CDCl₃，600MHz)δ8.15(d，2H，J＝7.6Hz)，8.01(d，2H，J＝7.6Hz)，7.95(d，2H，J＝7.6Hz)，7.60(d，1H，J＝6.9Hz)，7.53(m，2H)，3.94(s，3H).¹³C NMR(CDCl₃，75MHz)δ165.5，145.5，140.8，134.3，133.6，130.4，129.4，127.9，127.7，52.7.EI-MS[M]⁺m/z 276.0.

实施例7、4-氟苯磺酰基苯的制备

在装有磁搅拌子的圆底烧瓶中加入氧化亚铜0.0144g(0.1mmol)，NH₃-H₂O0.192mL(2.5mmol)，对氟苯硼酸0.141g(1mmol)，苯基亚磺酸钠0.725g(5mmol)和2mL的水。在18℃下，开放体系，反应24小时。反应完成以后，加入1.5mL浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液，用乙酸乙酯进行萃取3次，每次10mL，合并的有机相经浓缩，得到4-氟苯磺酰基苯142mg，产率为60％。

产物4-氟苯磺酰基苯：¹H NMR(CDCl₃，600MHz)δ7.95(m，4H)，7.58(t，1H，J＝7.6Hz)，7.51(t，2H，J＝7.6Hz)，7.18(m，2H).¹³C NMR(CDCl₃，75MHz)δ165.4(d，J＝258.6Hz)，141.5，137.7，133.3，130.5(d，J＝10.1Hz)，129.4，127.6，116.6(d，J＝23.1Hz).EI-MS[M]⁺m/z 236.0.

实施例8、3-氯苯磺酰基苯的制备

在装有磁搅拌子的圆底烧瓶中加入氧化亚铜0.0144g(0.1mmol)，NH₃-H₂O0.192mL(2.5mmol)，3-氯苯硼酸0.157g(1mmol)，苯基亚磺酸钠0.725g(5mmol)和2mL的水。在22℃下，开放体系，反应24小时。反应完成以后，加入1.5mL浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液，用乙酸乙酯进行萃取3次，每次10mL，合并的有机相经浓缩，得到3-氯苯磺酰基苯176mg，产率为70％。

产物3-氯苯磺酰基苯：¹H NMR(CDCl₃，600MHz)δ7.94(m，3H)，7.83(d，1H，J＝7.6Hz)，7.60(t，1H，J＝7.6Hz)，7.53(m，3H)，7.45(t，1H，J＝8.3Hz).¹³C NMR(CDCl₃，150MHz)δ143.4，140.9，135.5，133.6，133.3，130.6，129.4，127.4，127.8，127.7，125.8.EI-MS[M]⁺m/z 252.0.

实施例9、3-硝基苯磺酰基苯的制备

在装有磁搅拌子的圆底烧瓶中加入氧化亚铜0.0144g(0.1mmol)，NH₃-H₂O0.192mL(2.5mmol)，3-硝基苯硼酸0.168g(1mmol)，苯基亚磺酸钠0.725g(5mmol)和2mL的水。在室温下，开放体系，反应24小时。反应完成以后，加入1.5mL浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液，用乙酸乙酯进行萃取3次，每次10mL，合并的有机相经浓缩，得到3-硝基苯磺酰基苯163mg，产率为62％。

产物3-硝基苯磺酰基苯：¹H NMR(CDCl₃，600MHz)δ8.77(s，1H)，8.42(d，1H，J＝8.2Hz)，8.27(d，2H，J＝7.6Hz)，7.99(d，2H，J＝8.2Hz)，7.74(t，1H，J＝8.2Hz)，7.63(t，1H，J＝7.6Hz)，7.57(t，2H，J＝7.6Hz).¹³C NMR(CDCl₃，75MHz)δ148.4，144.0，140.1，134.1，133.1，130.7，129.7，128.0，127.7，122.9.EI-MS[M]⁺m/z 263.0.

实施例10、4-甲基-(4-甲基)-苯磺酰基苯的制备

在装有磁搅拌子的圆底烧瓶中加入氧化亚铜0.0144g(0.1mmol)，NH₃-H₂O0.192mL(2.5mmol)，对甲基苯硼酸0.136g(1mmol)，对甲基苯基亚磺酸钠0.80g(5mmol)和2mL的水。在室温下，开放体系，反应24小时。反应完成以后，加入1.5mL浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液，用乙酸乙酯进行萃取3次，每次10mL，合并的有机相经浓缩，得到4-甲基-(4-甲基)-苯磺酰基苯207mg，产率为84％。

产物4-甲基-(4-甲基)-苯磺酰基苯：¹H NMR(CDCl₃，300MHz)δ7.79(d，4H，J＝7.9Hz)，7.25(d，4H，J＝7.9Hz)，2.36(s，6H).¹³C NMR(CDCl₃，75MHz)δ143.9，139.0，129.8，127.5，21.4.EI-MS[M]⁺m/z 246.1.

实施例11、4-甲基-(4-甲氧基)-苯磺酰基苯的制备

在装有磁搅拌子的圆底烧瓶中加入氧化亚铜0.0144g(0.1mmol)，NH₃-H₂O0.192mL(2.5mmol)，对甲氧基苯硼酸0.152g(1mmol)，对甲基苯基亚磺酸钠0.80g(5mmol)和2mL的水。在室温下，开放体系，反应24小时。反应完成以后，加入1.5mL浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液，用乙酸乙酯进行萃取3次，每次10mL，合并的有机相经浓缩，得到4-甲基-(4-甲氧基)-苯磺酰基苯209mg，产率为80％。

产物4-甲基-(4-甲氧基)-苯磺酰基苯：¹H NMR(CDCl₃，600MHz)δ7.85(d，2H，J＝7.6Hz)，7.79(d，2H，J＝8.2Hz)，7.26(d，2H，J＝7.6Hz)，6.94(d，2H，J＝8.2Hz)，3.82(s，3H)，2.37(s，3H).¹³C NMR(CDCl₃，150MHz)δ163.2，143.7，139.3，133.4，129.8，129.6，127.3，114.4，55.6，21.4.EI-MS[M]⁺m/z 262.0.

实施例12、4-氟-(4-甲基)-苯磺酰基苯的制备

在装有磁搅拌子的圆底烧瓶中加入氧化亚铜0.0144g(0.1mmol)，NH₃-H₂O0.192mL(2.5mmol)，对氟苯硼酸0.141g(1mmol)，对甲基苯基亚磺酸钠0.80g(5mmol)和2mL的水。在室温下，开放体系，反应24小时。反应完成以后，加入1.5mL浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液，用乙酸乙酯进行萃取3次，每次10mL，合并的有机相经浓缩，得到4-氟-(4-甲基)-苯磺酰基苯175mg，产率为70％。

产物4-氟-(4-甲基)-苯磺酰基苯：¹H NMR(CDCl₃，600MHz)δ7.94(m，2H)，7.81(d，2H，J＝8.3Hz)，7.30(d，2H，J＝7.6Hz)，7.16(dd，2H，J＝8.3，8.9Hz)，2.40(s，3H).¹³CNMR(CDCl₃，150MHz)δ165.3(d，J＝249.3Hz)，144.3，138.5，138.1，130.3(d，J＝9.4Hz)，130.2，130.0，127.6，116.5(d，J＝22.4Hz)，21.5.EI-MS[M]⁺m/z 250.0.

实施例13、4-三氟甲基-(4-甲基)-苯磺酰基苯的制备

在装有磁搅拌子的圆底烧瓶中加入氧化亚铜0.0144g(0.1mmol)，NH₃-H₂O0.192mL(2.5mmol)，对三氟甲基苯硼酸0.19g(1mmol)，对甲基苯基亚磺酸钠0.80g(5mmol)和2mL的水。在室温下，开放体系，反应24小时。反应完成以后，加入1.5mL浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液，用乙酸乙酯进行萃取3次，每次10mL，合并的有机相经浓缩，得到4-三氟甲基-(4-甲基)-苯磺酰基苯210mg，产率为70％。

产物4-三氟甲基-(4-甲基)-苯磺酰基苯：¹H NMR(CDCl₃，600MHz)δ8.05(d，2H，J＝8.2Hz)，7.84(d，2H，J＝8.2Hz)，7.75(d，2H，J＝8.2Hz)，7.33(d，2H，J＝8.2Hz)，2.41(s，3H).¹³C NMR(CDCl₃，150MHz)δ145.6，144.9，137.6，134.6(q，J＝30.3Hz)，130.2，128.0，127.9，126.4(q，J＝2.9Hz)，123.1(q，J＝273.1Hz)，21.6.EI-MS[M]⁺m/z 300.0.

实施例14、4-醛基-(4-甲基)-苯磺酰基苯的制备

在装有磁搅拌子的圆底烧瓶中加入氧化亚铜0.0144g(0.1mmol)，NH₃-H₂O0.192mL(2.5mmol)，对醛基苯硼酸0.149g(1mmol)，对甲基苯基亚磺酸钠0.80g(5mmol)和2mL的水。在室温下，开放体系，反应24小时。反应完成以后，加入1.5mL浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液，用乙酸乙酯进行萃取3次，每次10mL，合并的有机相经浓缩，得到4-醛基-(4-甲基)-苯磺酰基苯182mg，产率为70％。

产物4-醛基-(4-甲基)-苯磺酰基苯：¹H NMR(CDCl₃，300MHz)δ10.1(s，1H)，8.09(d，2H，J＝8.6Hz)，7.98(d，2H，J＝7.9Hz)，7.85(d，2H，J＝8.3Hz)，7.33(d，2H，J＝7.9Hz)，2.41(s，3H).¹³C NMR(CDCl₃，75MHz)δ190.7，147.1，144.9，139.0，137.5，130.2，130.1，128.1，128.0，21.6.EI-MS[M]⁺m/z 260.1.

实施例15、4-氰基-(4-甲基)-苯磺酰基苯的制备

在装有磁搅拌子的圆底烧瓶中加入氧化亚铜0.0144g(0.1mmol)，NH₃-H₂O0.192mL(2.5mmol)，对氰基苯硼酸0.147g(1mmol)，对甲基苯基亚磺酸钠0.80g(5mmol)和2mL的水。在室温下，开放体系，反应24小时。反应完成以后，加入1.5mL浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液，用乙酸乙酯进行萃取3次，每次10mL，合并的有机相经浓缩，得到4-氰基-(4-甲基)-苯磺酰基苯154mg，产率为60％。

产物4-氰基-(4-甲基)-苯磺酰基苯：¹H NMR(CDCl₃，300MHz)δ8.03(d，2H，J＝8.6Hz)，7.83(d，2H，J＝8.6Hz)，7.78(d，2H，J＝8.3Hz)，7.34(d，2H，J＝8.3Hz)，2.42(s，3H).¹³C NMR(CDCl₃，75MHz)δ146.2，145.2，137.1，133.0，130.3，128.1，128.0，117.2，116.7，21.6.EI-MS[M]⁺m/z 257.1.

实施例16、3-甲氧基-(4-甲基)-苯磺酰基苯的制备

在装有磁搅拌子的圆底烧瓶中加入氧化亚铜0.0144g(0.1mmol)，NH₃-H₂O0.192mL(2.5mmol)，3-甲氧基苯硼酸0.152g(1mmol)，对甲基苯基亚磺酸钠0.80g(5mmol)和2mL的水。在室温下，开放体系，反应24小时。反应完成以后，加入1.5mL浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液，用乙酸乙酯进行萃取3次，每次10mL，合并的有机相经浓缩，得到3-甲氧基-(4-甲基)-苯磺酰基苯183mg，产率为70％。

产物3-甲氧基-(4-甲基)-苯磺酰基苯：¹H NMR(CDCl₃，600MHz)δ7.82(d，2H，J＝8.2Hz)，7.49(d，1H，J＝7.6Hz)，7.44(s，1H)，7.38(t，1H，J＝7.6Hz)，7.29(d，2H，J＝8.2Hz)，7.05(dd，1H，J＝2.0，8.2Hz)，3.83(s，3H)，2.39(s，3H).¹³C NMR(CDCl₃，75MHz)δ160.0，144.1，143.1，138.6，130.3，129.9，127.7，119.7，119.3，112.1，55.6，21.5.EI-MS[M]⁺m/z 262.0.

实施例17、3-三氟甲基-(4-甲基)-苯磺酰基苯的制备

在装有磁搅拌子的圆底烧瓶中加入氧化亚铜0.0144g(0.1mmol)，NH₃-H₂O0.192mL(2.5mmol)，3-三氟甲基苯硼酸0.190g(1mmol)，对甲基苯基亚磺酸钠0.80g(5mmol)和2mL的水。在室温下，开放体系，反应24小时。反应完成以后，加入1.5mL浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液，用乙酸乙酯进行萃取3次，每次10mL，合并的有机相经浓缩，得到3-三氟甲基-(4-甲基)-苯磺酰基苯204mg，产率为68％。

产物3-三氟甲基-(4-甲基)-苯磺酰基苯：¹H NMR(CDCl₃，600MHz)δ8.20(s，1H)，8.11(d，2H，J＝7.6Hz)，7.84(d，2H，J＝8.2Hz)，7.80(d，1H，J＝8.2Hz)，7.64(t，1H，J＝7.6Hz)，7.33(d，2H，J＝7.6Hz)，2.41(s，3H).¹³C NMR(CDCl₃，150MHz)δ144.9，143.4，130.8，130.2，130.0，129.8，129.7，127.9，127.5，124.5，21.6.EI-MS[M]⁺m/z 300.1.

为了更清楚起见，将上面实施例1-17制备的苯砜类化合物的结果简要总结在下式(IV)中。

下面的实施例用于检验本发明的催化体系在循环反应中的效能(即催化剂的反复使用的效能)。

实施例4-1、苯磺酰基苯的制备

按实施例17所述步骤进行，用乙酸乙酯萃取后，母液中继续加入苯硼酸0.122g，0.164g苯基亚磺酸钠和99mg碳酸钾，反应24小时后产率为76％。

实施例4-2、苯磺酰基苯的制备

按实施例4-1所述步骤进行，用乙酸乙酯萃取后，母液中继续加入苯硼酸0.122g，0.164g苯基亚磺酸钠和99mg碳酸钾，反应24小时后产率为72％。

实施例4-3、苯磺酰基苯的制备

按实施例4-2所述步骤进行，用乙酸乙酯萃取后，母液中继续加入苯硼酸0.122g，0.164g苯基亚磺酸钠和99mg碳酸钾，反应24小时后产率为70％。

从以上实施例可知：本发明的方法从易得的芳基硼酸化合物出发，以最便宜的水作为溶剂，采用廉价的亚铜化合物作为催化剂，在温和的反应条件下，以高产率生成了苯砜类化合物，并且对芳环上的各种类型的官能团都具有高的容忍性，是一种新型的通用合成方法。

上面描述了本发明的优选实施方式。在阅读本发明说明书的基础上，对这些优选实施方式中进行改动、变化和替换对于本领域普通技术人员来说将是明显的。本发明可以用本文具体描述的方式之外的方式被实现。因此，本发明涵盖了所有此类等效的实施方式。例如，本领域普通技术人员可以预期本发明的方法同样会适用于羟基、硝基、氨基、叠氮基取代的芳杂环化合物(如4-羟基吡啶)。

Claims

1.一种苯砜类化合物的合成方法，包括如下步骤：在亚铜催化剂和氨水的存在下，芳基硼酸化合物和亚磺酸盐进行取代反应即得所述苯砜类化合物；所述取代反应的溶剂为水；

所述苯砜类化合物的结构通式如式（I）所示：

其中，R表示连接在苯环上的1、2、3、4或5个取代基，所述R各自独立地表示选自H、C₁-C₂₀烷基、C₂-C₂₀烯基、C₂-C₂₀炔基、C₆-C₂₀芳基、卤原子、-OH、-NO₂、-NH₂、-NHR’’、-C(=O)OR’’、-NHC(=O)R’’、-OR’’或-C(=O)R’’的取代基，或者两个或多个R一起与苯环形成稠合环系；R’表示选自C₁-C₂₀烷基、C₂-C₂₀烯基、C₂-C₂₀炔基、C₆-C₂₀芳基、卤原子、-OH、-NO₂、-NH₂、-NHR’’、-C(=O)OR’’、-NHC(=O)R’’、-OR’’或-C(=O)R’’的取代基，其中R’’为H、C₁-C₆烷基、C₂-C₆烯基、C₂-C₆炔基、苯基或苄基；

且其中所述芳基硼酸化合物的结构通式如式（II）所示：

式（II）中的取代基R的定义同式（I）；

且其中所述亚磺酸盐的结构通式如式（Ⅲ）所示：

R’-SO₂M

（Ⅲ）

式（Ⅲ）中的取代基R’的定义同式（I）；M表示选自Li、Na、K、Rb或Cs的碱金属。

2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：式（I）和式（II）中，所述取代基R选自C₁-C₁₀烷基、C₂-C₁₀烯基、C₂-C₁₀炔基、C₆-C₁₀芳基、卤原子、-OH、-NO₂、-NH₂、-NHR’’、-C(=O)OR’’、-NHC(=O)R’’、-OR’’或-C(=O)R’’的取代基，其中R’’为H、C₁-C₆烷基、C₂-C₆烯基、C₂-C₆炔基、苯基或苄基。

3.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于：所述取代基R表示F、Cl、Br、I、-OH、-NO₂、-COOH、-CHO、-OR’’’或-NHC(=O)R’’’，其中R’’’为H、C₁-C₆烷基或苯基；所述取代基R’表示-OH或-OR’’，其中R’’为H、C₁-C₆烷基、C₂-C₆烯基、C₂-C₆炔基、苯基或苄基。

4.根据权利要求1-3中任一所述的合成方法，其特征在于：所述取代基R的个数为2、3、4或5个，并且其中两个取代基连接在一起成环从而与苯环稠合。

5.根据权利要求5所述的合成方法，其特征在于：所述取代反应的温度为10℃-30℃；所述取代反应的时间为3小时-48小时。

6.根据权利要求5所述的合成方法，其特征在于：所述亚铜催化剂为氧化亚铜、碘化亚铜、溴化亚铜和氯化亚铜中至少一种。

7.根据权利要求6所述的合成方法，其特征在于：所述亚铜催化剂、氨水、芳基硼酸化合物和亚磺酸盐的摩尔比为0.1：2.5：1：5。