CN106045952A - 一种含砜基的苯并呋喃酮化合物的合成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于有机合成技术领域，公开了一种含砜基的苯并呋喃酮化合物的合成方法。所述合成方法为：在反应器中，加入式1结构的底物、亚磺酸钠盐、银盐催化剂、氧化剂和溶剂，在80～90℃下搅拌反应，反应产物经分离纯化，得到含砜基的苯并呋喃酮化合物。本发明的方法以简单易得的亚磺酸钠盐作为砜基源，并且以廉价的银盐作为催化剂，氧化剂温和对环境无污染，构建了具有功能性的含砜基的苯并呋喃酮类化合物，该方法具有创新性以及原子经济性，条件温和，操作安全，因而具有潜在的实用价值。

Description

一种含砜基的苯并呋喃酮化合物的合成方法
技术领域
本发明属于有机合成技术领域，具体涉及一种含砜基的苯并呋喃酮化合物的合成方法。
背景技术
有机砜化合物是农业化学以及药物化学中重要的中间体，其独特的结构性质在近年来受到高度的关注，尤其是具有药物及生物活性的砜基有机分子合成更是有机药物合成领域的研究热点，如anti-HIV-1，SR 33805oxalate。根据文献报道，在有机骨架中引入砜基基团，往往是通过过渡金属(如Pd，Cu，Fe等)催化偶联构建C(sp2)-S或者C(sp3)-S来实现。(C.Chen,J.Su,X.Tong,Chem.Eur.J.,2013,19,5014-5018；X.Zeng,E,Nakamura,Org.Lett.,2012,14,954-956.)但其中砜基源往往是磺酰肼或者磺酰氯，其环境污染性较高，而以绿色易得的亚磺酸钠盐作为砜基源的例子较少。(C.C.Chen,J.Waser,Org.Lett.,2015,17,736-739；E.J.Emmett,B.R.Hayter,M.C.Willis,Angew.Chem.Int.Ed.,2014,53,10204-10208)。
另一方面，苯并呋喃酮化合物及其衍生物是一类重要的具有生物活性的分子骨架，存在于天然产物与人工合成分子当中(P.Cagniant,D.Cagniant,Adv.Heterocycl.Chem.1975,18,337；R.Liu,J.Liu,G.Tawa,andA.Wallqvist,J.Chem.Inf.Model.2012,52,1698-1712)。其中，合成苯并呋喃酮化合物的方法大部分是通过分子间的多组分反应来实现的，可以通过过渡金属催化(如铜，金，钯，铁等)来实现(Y.Liu,J.Qian,S.Lou,andZ.Xu,J.Org.Chem.2010,75,6300–6303,J.-P.Wan,H.Wang,Y.Liu,and H.Ding,Org.Lett.2014,16,5160-5163)，还有通过无金属催化来实现的(X.-C.Huang,Y.-L.Liu,Y.Liang,S.-F.Pi,F.Wang,and J.-H.Li,Org.Lett.2008,10,1525-1528)，最近有报道，通过自由基对苯基连接的1，6-烯炔烃加成环化的方法来实现(M.Hu,R.-J.Song,and J.-H.Li,Angew.Chem.Int.Ed.2015,54,608–612)，而以银作为催化剂通过自由基对苯基链接的1，6-烯炔烃加成环化的串连反应构建苯并呋喃酮的方法，还尚未有文献报道。
发明内容
为了解决以上现有技术的缺点和不足之处，本发明的目的在于提供一种含砜基的苯并呋喃酮化合物的合成方法。
本发明目的通过以下技术方案实现：
一种含砜基的苯并呋喃酮化合物的合成方法，包括如下步骤：
在反应器中，加入式1结构的底物、亚磺酸钠盐、银盐催化剂、氧化剂和溶剂，在80～90℃下搅拌反应，反应产物经分离纯化，得到含砜基的苯并呋喃酮化合物；
上述合成反应式如下式所示：
优选地，式1中R2包括苯基、4-氯苯基、3-甲基苯基、环己烯基或噻吩基；R3包括苯基、5-氯苯基、5-溴苯基或4-三氟甲基苯基。
优选地，所述的亚磺酸钠盐是指苯亚磺酸钠、对氯苯亚磺酸钠、对甲苯亚磺酸钠、对氟苯亚磺酸钠、甲基亚磺酸钠、正丁基亚磺酸钠或噻吩基亚磺酸钠。
优选地，所述的银盐催化剂是指硝酸银；银盐催化剂的加入量与底物的摩尔比为(0.1～0.2):1。
优选地，所述的氧化剂为过硫酸钾；氧化剂的加入量与底物的摩尔比为(1.0～2.0):1。
优选地，所述的溶剂是指乙腈。
优选地，所述搅拌反应的时间为4～6小时。
优选地，所述分离纯化步骤为：反应液用乙酸乙酯萃取3次，合并有机相，使用无水硫酸镁干燥，过滤，减压蒸除溶剂得粗产物，经柱层析提纯得到所述含砜基的苯并呋喃酮化合物。
优选地，所述的柱层析是指以石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂为洗脱液的柱层析，石油醚与乙酸乙酯的体积比为(5～10):1。
本发明的反应原理是以带有官能团的苯基相连的1,6-烯炔和亚磺酸钠盐为原料，在银，氧化剂的共同作用下，经历亚磺酸钠在银盐作用下产生自由基中间体，与烯烃加成后，亲核进攻被同时银盐配位活化的炔烃，环化水解，通过一系列串联反应一步合成含砜基的苯并呋喃酮化合物。
本发明的制备方法具有如下优点及有益效果：
(1)本发明的方法以简单易得的亚磺酸钠盐作为砜基源，并且以廉价的银盐作为催化剂，氧化剂温和对环境无污染，构建了具有功能性的含砜基的苯并呋喃酮类化合物，该方法具有创新性以及原子经济性，条件温和，操作安全，因而具有潜在的实用价值。
(2)本发明的合成方法具有高效、便捷、底物范围广等特点。
附图说明
图1是实施例1所得目标产物的氢谱图；
图2是实施例1所得目标产物的碳谱图；
图3是实施例2所的目标产物的氢谱图；
图4是实施例2所的目标产物的碳谱图；
图5是实施例3所的目标产物的氢谱图；
图6是实施例3所的目标产物的碳谱图
图7是实施例4所的目标产物的氢谱图；
图8是实施例4所的目标产物的碳谱图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
在反应管中加入0.3毫摩尔2-(4-甲基苯乙炔基)苯基烯基醚(M.Hu,R-J.Song andJ-H,Li,Angew.Chem.Int.Ed.2015,54,608–612)、0.6毫摩尔苯亚磺酸钠，0.06毫摩尔硝酸银、0.6毫摩尔过硫酸钾和3毫升乙腈，在80摄氏度下转速700rpm下搅拌反应4小时，停止搅拌。加入4mL水，用乙酸乙酯萃取3次，合并有机相并使用0.5g无水硫酸镁干燥，过滤，减压蒸去溶剂，再通过柱层析分离纯化，得到目标产物，所用的柱层析洗脱液为体积比为8:1的石油醚:乙酸乙酯混合溶剂，产率74％。
本实施例所得产物的氢谱图和碳谱图分别如图1和图2所示；结构表征数据如下所示：
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.72(d,J＝7.7Hz,2H),7.52(dd,J＝8.3,2.9Hz,3H),7.45(t,J＝7.4Hz,1H),7.35(t,J＝7.9Hz,3H),7.23(d,J＝8.0Hz,2H),7.19(d,J＝3.9Hz,2H),4.92(s,2H),2.45(s,3H)；
13C NMR(101MHz,CDCl3)δ190.1,154.4,149.5,144.3,138.0,135.2,133.9,129.6,129.1,129.1,128.3,125.8,125.8,123.9,121.9,121.5,111.7,54.8,21.8；
IR(KBr)νmax 3685,3114,2982,1753,1639,1526,1309,1143cm-1；
HRMS(ESI)Calcd forC23H18O4S[M+Na]+:413.0823,Found:413.0822。
经以上数据推断得到如下结构：
实施例2
在反应管中加入0.3毫摩尔2-噻吩基苯基烯基醚(M.Hu,R-J.Song and J-H,Li,Angew.Chem.Int.Ed.2015,54,608–612)、0.6毫摩尔苯亚磺酸钠，0.06毫摩尔硝酸银、0.6毫摩尔过硫酸钾和3毫升乙腈，在80摄氏度下转速700rpm下搅拌反应6小时，停止搅拌。加入4mL水，用乙酸乙酯萃取3次，合并有机相并使用0.5g无水硫酸镁干燥，过滤，减压蒸去溶剂，再通过柱层析分离纯化，得到目标产物，所用的柱层析洗脱液为体积比为5:1的石油醚:乙酸乙酯混合溶剂，产率62％。
本实施例所得产物的氢谱图和碳谱图分别如图3和图4所示；结构表征数据如下所示：
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.65-7.60(m,3H),7.47(d,J＝8.3Hz,1H),7.38(d,J＝7.9Hz,1H),7.34-7.26(m,3H),7.23-7.16(m,3H),7.02-6.97(m,1H),4.86(s,2H)；
13C NMR(101MHz,CDCl3)δ181.5,154.5,149.0,143.8,137.8,135.1,135.0,133.8,129.0,128.3 127.8,126.0,125.3,124.0,121.5,121.2,111.9,54.5；
IR(KBr)νmax 3068,2929,1659,1570,1450,1318,1156,904,749cm-1；
HRMS(ESI)Calcd forC20H14O4S2[M+Na]+:405.0231,Found:405.0231。
经以上数据推断得到如下结构：
实施例3
在反应管中加入0.3毫摩尔5-氯-2-苯乙炔基苯基烯基醚(M.Hu,R-J.Songand J-H,Li,Angew.Chem.Int.Ed.2015,54,608–612)、0.6毫摩尔苯亚磺酸钠，0.06毫摩尔硝酸银、0.6毫摩尔过硫酸钾和4毫升乙腈，在80摄氏度下转速700rpm下搅拌反应4小时，停止搅拌。加入4mL水，用乙酸乙酯萃取3次，合并有机相并使用0.5g无水硫酸镁干燥，过滤，减压蒸去溶剂，再通过柱层析分离纯化，得到目标产物，所用的柱层析洗脱液为体积比为6:1的石油醚:乙酸乙酯混合溶剂，产率62％。
本实施例所得产物的氢谱图和碳谱图分别如图5和图6所示；结构表征数据如下所示：
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.74-7.70(m,2H),7.63-7.58(m,3H),7.54(d,J＝1.7Hz,1H),7.49-7.42(m,3H),7.37(t,J＝7.7Hz,2H),7.18(dd,J＝8.5,1.8Hz,1H),7.08(d,J＝8.5Hz,1H),4.89(s,2H)；
13C NMR(101MHz,CDCl3)δ190.0,154.4),150.5,138.0,137.6,134.1,133.5,132.0,129.3,129.2,128.5,128.3,124.9,124.4,122.4,121.1,112.3,54.8；
IR(KBr)νmax3060,2930,1727,1659,1588,1461,1273,1149,911,701cm-1；
HRMS(ESI)Calcd forC22H15ClO4[M+Na]+:433.0277,Found:405.0280。
经以上数据推断得到如下结构：
实施例4
在反应管中加入0.3毫摩尔5-溴-2-苯乙炔基苯基烯基醚(M.Hu,R-J.Song and J-H,Li,Angew.Chem.Int.Ed.2015,54,608–612)、0.6毫摩尔苯亚磺酸钠，0.06毫摩尔硝酸银、0.6毫摩尔过硫酸钾和4毫升乙腈，在80摄氏度下转速700rpm下搅拌反应5小时，停止搅拌。加入4mL水，用乙酸乙酯萃取3次，合并有机相并使用0.5g无水硫酸镁干燥，过滤，减压蒸去溶剂，再通过柱层析分离纯化，得到目标产物，所用的柱层析洗脱液为体积比为7:1的石油醚:乙酸乙酯混合溶剂，产率62％。
本实施例所得产物的氢谱图和碳谱图分别如图7和图8所示；结构表征数据如下所示：
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.72-7.70(m,3H),7.60-7.58(m,3H),7.49-7.41(m,3H),7.37(t,J＝7.7Hz,2H),7.32(dd,J＝8.5,1.7Hz,1H),7.03(d,J＝8.5Hz,1H),4.89(s,2H)；
13C NMR(101MHz,CDCl3)δ189.9,154.5,150.4,138.0,137.6,134.1,133.5,129.3,129.2,128.5,128.3,127.6,124.8,122.8,121.1,119.4,115.2,54.7；
IR(KBr)νmax3065,2926,1732,1654,1587,1459,1320,1257,1037,901,699cm-1；
HRMS(ESI)Calcd forC22H15BrO4[M+Na]+:476.9772,Found:476.9771。
经以上数据推断得到如下结构：
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种含砜基的苯并呋喃酮化合物的合成方法，其特征在于包括如下步骤：
在反应器中，加入式1结构的底物、亚磺酸钠盐、银盐催化剂、氧化剂和溶剂，在80～90℃下搅拌反应，反应产物经分离纯化，得到含砜基的苯并呋喃酮化合物；
2.根据权利要求1所述的一种含砜基的苯并呋喃酮化合物的合成方法，其特征在于：式1中R2包括苯基、4-氯苯基、3-甲基苯基、环己烯基或噻吩基；R3包括苯基、5-氯苯基、5-溴苯基或4-三氟甲基苯基。
3.根据权利要求1所述的一种含砜基的苯并呋喃酮化合物的合成方法，其特征在于：所述的亚磺酸钠盐是指苯亚磺酸钠、对氯苯亚磺酸钠、对甲苯亚磺酸钠、对氟苯亚磺酸钠、甲基亚磺酸钠、正丁基亚磺酸钠或噻吩基亚磺酸钠。
4.根据权利要求1所述的一种含砜基的苯并呋喃酮化合物的合成方法，其特征在于：所述的银盐催化剂是指硝酸银；银盐催化剂的加入量与底物的摩尔比为(0.1～0.2):1。
5.根据权利要求1所述的一种含砜基的苯并呋喃酮化合物的合成方法，其特征在于：所述的氧化剂为过硫酸钾；氧化剂的加入量与底物的摩尔比为(1.0～2.0):1。
6.根据权利要求1所述的一种含砜基的苯并呋喃酮化合物的合成方法，其特征在于：所述的溶剂是指乙腈。
7.根据权利要求1所述的一种含砜基的苯并呋喃酮化合物的合成方法，其特征在于：所述搅拌反应的时间为4～6小时。
8.根据权利要求1所述的一种含砜基的苯并呋喃酮化合物的合成方法，其特征在于所述分离纯化步骤为：反应液用乙酸乙酯萃取3次，合并有机相，使用无水硫酸镁干燥，过滤，减压蒸除溶剂得粗产物，经柱层析提纯得到所述含砜基的苯并呋喃酮化合物。
9.根据权利要求8所述的一种含砜基的苯并呋喃酮化合物的合成方法，其特征在于：所述的柱层析是指以石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂为洗脱液的柱层析，石油醚与乙酸乙酯的体积比为(5～10):1。
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