CN106278970A - 一种二芳基亚砜胺类化合物的合成方法 - Google Patents

一种二芳基亚砜胺类化合物的合成方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及下式(III)所示二芳基亚砜胺类化合物的合成方法，所述方法包括：在氮气氛围和室温下，向有机溶剂中加入式(I)化合物、式(II)化合物、催化剂、氧化剂和助剂，于70‑90℃搅拌反应7‑10小时，反应完毕后加入饱和食盐水稀释，用乙酸乙酯萃取2‑3次，分离出有机相并用无水硫酸钠干燥，减压蒸馏，残余物经快速硅胶柱色谱分离，即得式(III)化合物，其中，R1、R2各自独立地选自H、C1‑C6烷基、C1‑C6烷氧基或卤素。所述方法通过特定反应物，以及催化剂、氧化剂、助剂和有机溶剂等成分的优化选择，实现了亚砜亚胺类化合物的快速N‑甲基化反应，并取得了高收率的技术效果，表现出广泛的市场应用前景。

Description

一种二芳基亚砜胺类化合物的合成方法
技术领域
本发明涉及一种含硫化合物的合成方法，更特别地涉及一种二芳基亚砜胺类化合物的合成方法，属于有机化学合成领域。
背景技术
亚砜胺类结构广泛地存在于杀虫剂领域，并且是多种药物化合物的母核结构。此外，亚砜胺类化合物还是用于不对称合成的重要配体类型。
在亚砜胺类化合物中，将N进行甲基化通常是用于改善药物的生物学活性和理化性质的重要方法。因此，亚砜胺类化合物的N-甲基功能化反应受到了人们的普遍关注，并成为研究人员所面临的重要课题之一。
到目前为止，现有技术中已经报道了有关亚砜胺类化合物的多种N甲基化方法方法，例如：
Fabien Lemasson等(“Synthesis of Phosphanyl Sulfoximines Thro ughPhospha-Michael Reaction of Alkenyl Sulfoximines and Their E valuation asChiral Bidentate 1,5-N,P Ligands for Palladium in Asy mmetric AllylicAlkylation”,Eur.J.Org.Chem.,2010,2157-275)报道了一种酸催化的亚砜胺类化合物的N-甲基化反应方法，其反应式如下：
Shun Noritake等(“Fluorinated Johnson Reagent for Transfer-Trifluoromethylation to Carbon Nucleophiles”,Eur.J.Org.Chem.,2008,3465-3468)报道了一种碱催化的亚砜亚胺化合物的N-甲基化反应方法，其反应式如下：
然而，现有的上述方法仍然不能满足诸多药物化合物的巨大合成需求，且底物来源不够广、产物收率不够高等问题也凸显。
基于这些问题的考虑，本发明创造性地提供了一种二芳基亚砜胺类化合物的合成方法，该方法通过特定的反应物，以及催化剂、氧化剂、助剂和有机溶剂等成分的优化选择，实现了亚砜亚胺类化合物的快速N-甲基化反应，并取得了高收率的技术效果，表现出了广泛的市场应用前景。
发明内容
为了克服上述所指出的诸多缺陷，本发明人进行了深入的研究和探索，在付出了足够的创造性劳动后，从而完成了本发明。
具体而言，本发明的技术方案和内容涉及一种下式(III)所示二芳基亚砜胺类化合物的合成方法，
所述方法包括：在氮气氛围和室温下，向有机溶剂中加入下式(I)化合物、下式(II)化合物、催化剂、氧化剂和助剂，于70-90℃搅拌反应7-10小时，反应完毕后加入饱和食盐水稀释，用乙酸乙酯萃取2-3次，分离出有机相、合并，并用无水硫酸钠干燥，减压蒸馏，残余物经快速硅胶柱色谱分离，即得式(III)化合物，
其中，R1、R2各自独立地选自H、C1-C6烷基、C1-C6烷氧基或卤素。
在本发明的所述合成方法中，所述C1-C6烷基的含义是指具有1-6个碳原子的直链或支链烷基，非限定性地例如可为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基或正己基等。
在本发明的所述合成方法中，所述C1-C6烷氧基是指上述定义的所述C1-C6烷基与O原子直接连接的基团。
在本发明的所述合成方法中，所述卤素为氟、氯、溴或碘原子。
在本发明的所述合成方法中，所述催化剂为摩尔比1:1的1,2,3,4,5-五苯基-1’-(二叔丁基膦)二茂铁与二丁基马来酸锡的混合物。
在本发明的所述合成方法中，所述氧化剂为过氧化二叔丁基(DTBP)、2,3-二氯-5,6-二氰基-1,4-苯醌(DDQ)、过氧苯甲酸叔丁酯、过硫酸钾或硝酸铈铵中的任意一种，最优选为硝酸铈铵。
在本发明的所述合成方法中，所述助剂为2,9-二甲基-1,10-菲啰啉。
在本发明的所述合成方法中，所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)、苯、乙醇、乙二醇、N-甲基吡咯烷酮(NMP)或聚乙二醇200(PEG-200)中的任意一种或任意多种的混合物，最优选为体积比2:1的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)与聚乙二醇200(PEG-200)的混合物。
其中，所述有机溶剂的用量并没有严格的限定，本领域技术人员可根据实际情况进行合适的选择与确定，这是本领域技术人员所应具备的常规技术能力和知识，在此不再进行详细描述。
在本发明的所述合成方法中，所述式(I)化合物与式(II)化合物的摩尔比为1:1.4-1.8，例如可为1:1.4、1:1.6或1:1.8。
在本发明的所述合成方法中，所述式(I)化合物的摩尔用量与催化剂两种组分的总摩尔用量的比为1:0.05-0.1，例如可为1:0.05、1:0.07、1:0.09或1:0.1。
在本发明的所述合成方法中，所述式(I)化合物与氧化剂的摩尔比为1:1.5-2.5，例如可为1:1.5、1:2或1:2.5。
在本发明的所述合成方法中，所述式(I)化合物与助剂的摩尔比为1:0.1-0.18，例如可为1:0.1、1:0.12、1:0.14、1:0.16或1:0.18。
在本发明的所述合成方法中，后处理中的快速硅胶柱色谱分离时所使用的洗脱液为体积比1:2的氯仿与乙酸乙酯的混合物。
如上所述，本发明提供了一种二芳基亚砜胺类化合物的合成方法，该方法通过特定的反应物，以及催化剂、氧化剂、助剂和有机溶剂等成分的优化选择，实现了亚砜亚胺类化合物的快速N-甲基化反应，并取得了高收率的技术效果，表现出了广泛的市场应用前景。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本发明进行详细说明，但这些例举性实施方式的用途和目的仅用来例举本发明，并非对本发明的实际保护范围构成任何形式的任何限定，更非将本发明的保护范围局限于此。
实施例1
在氮气氛围和室温下，向适量有机溶剂(为体积比2:1的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)与聚乙二醇200(PEG-200)的混合物)中，加入100mmol上式(I)化合物、140mmol上式(II)化合物、10mmol催化剂(为5mmol 1,2,3,4,5-五苯基-1’-(二叔丁基膦)二茂铁与5mmol二丁基马来酸锡的混合物)、150mmol氧化剂硝酸铈铵和18mmol助剂2,9-二甲基-1,10-菲啰啉，然后升温至70℃，并保温搅拌反应10小时；
反应完毕后加入饱和食盐水稀释，用乙酸乙酯萃取2-3次，分离出有机相、合并，并用无水硫酸钠干燥，减压蒸馏，残余物经快速硅胶柱色谱分离(洗脱液为体积比1:2的氯仿与乙酸乙酯的混合物)，即得上式(III)化合物，产率为95.1％。
1H NMR(CDCl3,400MHz):δ2.32(s,6H),2.76(s,3H),7.27(d,J＝8.1Hz,4H),7.84(d,J＝8.3Hz,4H)。
实施例2
在氮气氛围和室温下，向适量有机溶剂(为体积比2:1的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)与聚乙二醇200(PEG-200)的混合物)中，加入100mmol上式(I)化合物、180mmol上式(II)化合物、5mmol催化剂(为2.5mmol 1,2,3,4,5-五苯基-1’-(二叔丁基膦)二茂铁与2.5mmol二丁基马来酸锡的混合物)、250mmol氧化剂硝酸铈铵和10mmol助剂2,9-二甲基-1,10-菲啰啉，然后升温至90℃，并保温搅拌反应7小时；
反应完毕后加入饱和食盐水稀释，用乙酸乙酯萃取2-3次，分离出有机相、合并，并用无水硫酸钠干燥，减压蒸馏，残余物经快速硅胶柱色谱分离(洗脱液为体积比1:2的氯仿与乙酸乙酯的混合物)，即得上式(III)化合物，产率为95.4％。
1H NMR(CDCl3,500MHz):δ2.77(s,3H),7.43(d,J＝8.6Hz,4H),7.89(d,J＝8.6Hz,4H)。
实施例3
在氮气氛围和室温下，向适量有机溶剂(为体积比2:1的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)与聚乙二醇200(PEG-200)的混合物)中，加入100mmol上式(I)化合物、160mmol上式(II)化合物、8mmol催化剂(为4mmol 1,2,3,4,5-五苯基-1’-(二叔丁基膦)二茂铁与4mmol二丁基马来酸锡的混合物)、200mmol氧化剂硝酸铈铵和14mmol助剂2,9-二甲基-1,10-菲啰啉，然后升温至80℃，并保温搅拌反应8小时；
反应完毕后加入饱和食盐水稀释，用乙酸乙酯萃取2-3次，分离出有机相、合并，并用无水硫酸钠干燥，减压蒸馏，残余物经快速硅胶柱色谱分离(洗脱液为体积比1:2的氯仿与乙酸乙酯的混合物)，即得上式(III)化合物，产率为94.9％。
1H NMR(CDCl3,400MHz):δ2.83(s,3H),3.82(s,3H),6.92-6.95(m,2H),7.42-7.47(m,3H),7.87-7.92(m,4H)。
实施例4
在氮气氛围和室温下，向适量有机溶剂(为体积比2:1的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)与聚乙二醇200(PEG-200)的混合物)中，加入100mmol上式(I)化合物、150mmol上式(II)化合物、6mmol催化剂(为3mmol 1,2,3,4,5-五苯基-1’-(二叔丁基膦)二茂铁与3mmol二丁基马来酸锡的混合物)、175mmol氧化剂硝酸铈铵和16mmol助剂2,9-二甲基-1,10-菲啰啉，然后升温至85℃，并保温搅拌反应9小时；
反应完毕后加入饱和食盐水稀释，用乙酸乙酯萃取2-3次，分离出有机相、合并，并用无水硫酸钠干燥，减压蒸馏，残余物经快速硅胶柱色谱分离(洗脱液为体积比1:2的氯仿与乙酸乙酯的混合物)，即得上式(III)化合物，产率为95.6％。
1H NMR(CDCl3,400MHz):δ2.42(s,3H),2.77(s,3H),7.20-7.22(m,1H),7.36-7.39(m,1H),7.42-7.46(m,1H),7.58-7.63(m,2H),7.75-7.78(m,2H),8.21-8.25(m,1H)。
在下面的实施例中，为了考察各个技术特征对于最终反应效果的影响，而分别重复进行了实施例1-4，从而清晰地印证了这些技术特征所产生的协同效果和作用。
实施例5-12
将催化剂替换为用量为原来总用量的单一组分1,2,3,4,5-五苯基-1’-(二叔丁基膦)二茂铁，且其它操作均完全相同，重复进行了实施例1-4，顺次得到实施例5-8。
将催化剂替换为用量为原来总用量的单一组分二丁基马来酸锡，且其它操作均完全相同，重复进行了实施例1-4，顺次得到实施例9-12。
结果见下表1。
表1
由此可见，当使用任何一种单一组分催化剂时，产物产率均有显著的大幅度降低，尤其是二丁基马来酸锡时急剧降低至20％左右。这证明当使用两者的混合物时，两者能够发挥独特的协同催化促进效果。
实施例13-28
将硝酸铈铵替换为过氧化二叔丁基(DTBP)，且其它操作均完全相同，重复进行了实施例1-4，顺次得到实施例13-16。
将硝酸铈铵替换为2,3-二氯-5,6-二氰基-1,4-苯醌(DDQ)，且其它操作均完全相同，重复进行了实施例1-4，顺次得到实施例17-20。
将硝酸铈铵替换为过氧苯甲酸叔丁酯，且其它操作均完全相同，重复进行了实施例1-4，顺次得到实施例21-24。
将硝酸铈铵替换为过硫酸钾，且其它操作均完全相同，重复进行了实施例1-4，顺次得到实施例25-28。
结果见下表2。
表2
由此可见，在所有的氧化剂中，硝酸铈铵具有最好的反应效果，其它氧化剂均导致产率有明显的降低。
实施例29-32
除将其中的助剂2,9-二甲基-1,10-菲啰啉省略掉外，且其它操作均完全相同，重复进行了实施例1-4，顺次得到实施例29-32。结果发现实施例29-32的产物产率为72.8-73.7％，相对于实施例1-4而言有着显著的降低。
这证明2,9-二甲基-1,10-菲啰啉的使用，可以显著地改善反应效果，取得优异的产物产率。
实施例33-39
除将有机溶剂替换为如下的溶剂外，且其它操作均完全相同，从而按照实施例1-4的相同方法进行了实施例33-39，所使用的溶剂、参照的实施例和产物产率见下表3所示。
表3
由此可见，当使用单一组分溶剂时，其产物产率均要显著低于使用DMF与PEG-200的混合溶剂。
在下面的实施例中，发明人对其它的提供甲基的化合物(相当于本发明中的式(II)化合物)进行了考察，先后考察了下面的化合物：
(1)：硫酸二甲酯；(2)：碳酸二甲酯；(3)：碘甲烷(CH3I)；
(4)：
实施例40-55
将式(II)化合物替换为硫酸二甲酯，且其它操作均完全相同，重复进行了实施例1-4，顺次得到实施例40-43。
将式(II)化合物替换为碳酸二甲酯，且其它操作均完全相同，重复进行了实施例1-4，顺次得到实施例44-47。
将式(II)化合物替换为碘甲烷，且其它操作均完全相同，重复进行了实施例1-4，顺次得到实施例48-51。
将式(II)化合物替换为上式(4)化合物，且其它操作均完全相同，重复进行了实施例1-4，顺次得到实施例52-55。
结果见下表4。
表4
由此可见，只有使用本发明的式(II)化合物时，才能取得最好的产物产率，而其它甲基化化合物均导致产物产率有显著的降低。
如上所述，本发明提供了一种二芳基亚砜胺类化合物的合成方法，该方法通过特定的反应物，以及催化剂、氧化剂、助剂和有机溶剂等成分的优化选择，实现了亚砜亚胺类化合物的快速N-甲基化反应，并取得了高收率的技术效果，表现出了广泛的市场应用前景。
应当理解，这些实施例的用途仅用于说明本发明而非意欲限制本发明的保护范围。此外，也应理解，在阅读了本发明的技术内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动、修改和/或变型，所有的这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种下式(III)所示二芳基亚砜胺类化合物的合成方法，
所述方法包括：在氮气氛围和室温下，向有机溶剂中加入下式(I)化合物、下式(II)化合物、催化剂、氧化剂和助剂，于70-90℃搅拌反应7-10小时，反应完毕后加入饱和食盐水稀释，用乙酸乙酯萃取2-3次，分离出有机相并用无水硫酸钠干燥，减压蒸馏，残余物经快速硅胶柱色谱分离，即得式(III)化合物，
其中，R1、R2各自独立地选自H、C1-C6烷基、C1-C6烷氧基或卤素。
2.如权利要求1所述的合成方法，其特征在于：所述催化剂为摩尔比1:1的1,2,3,4,5-五苯基-1’-(二叔丁基膦)二茂铁与二丁基马来酸锡的混合物。
3.如权利要求1或2所述的合成方法，其特征在于：所述氧化剂为过氧化二叔丁基(DTBP)、2,3-二氯-5,6-二氰基-1,4-苯醌(DDQ)、过氧苯甲酸叔丁酯、过硫酸钾或硝酸铈铵中的任意一种，最优选为硝酸铈铵。
4.如权利要求1-3任一项所述的合成方法，其特征在于：所述助剂为2,9-二甲基-1,10-菲啰啉。
5.如权利要求1-4任一项所述的合成方法，其特征在于：所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)、苯、乙醇、乙二醇、N-甲基吡咯烷酮(NMP)或聚乙二醇200(PEG-200)中的任意一种或任意多种的混合物，最优选为体积比2:1的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)与聚乙二醇200(PEG-200)的混合物。
6.如权利要求1-5任一项所述的合成方法，其特征在于：所述式(I)化合物与式(II)化合物的摩尔比为1:1.4-1.8。
7.如权利要求1-6任一项所述的合成方法，其特征在于：所述式(I)化合物的摩尔用量与催化剂两种组分的总摩尔用量的比为1:0.05-0.1。
8.如权利要求1-7任一项所述的合成方法，其特征在于：所述式(I)化合物与氧化剂的摩尔比为1:1.5-2.5。
9.如权利要求1-8任一项所述的合成方法，其特征在于：所述式(I)化合物与助剂的摩尔比为1:0.1-0.18。
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