CN109134320A - 一种含β-羟基取代的磺酰类化合物的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含β‑羟基取代的磺酰类化合物的合成方法，通过在有机溶剂中，在室温下，铜盐在空气中催化苯肼与DABCO.(SO2)2反应生成磺酰基自由基进而对烯烃进行自由基加成，随后结合空气中的氧分子形成过氧中间体再被催化还原，制得β‑羟基取代的磺酰类化合物。本发明方法在非常温和的条件下，利用烯烃双官能团化策略，一步构建了β‑羟基取代的磺酰类化合物，丰富了磺酰类化合物的官能团多样性；该反应原料简单易得，成本较低，操作简单，可适用于较大规模的制备，具有很好的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于有机化学技术领域，具体涉及一种含β-羟基取代的磺酰类化合物的合成方法。
背景技术
磺酰基是一种非常重要的结构片段，其广泛存在于许多具有生物活性的天然产物和药物分子中[(a)M.Bartholow,Top 200Drug of 2011.Pharmacy Times.http://www.pharmacytimes.com/publications/is sue/2012/July2012/Top-200-Drugs-of-2011,accessed on Jan 9,2013；(b)P.S.Santos,M.T.S.Mello,J.Mol.Struc.1988,178,121]。目前，在分子中引入磺酰基片段主要都是利用已有的含磺酰基结构的底物，如磺酰氯、亚磺酸、亚磺酸盐、磺酸等，而这些化合物的合成一般都较为繁琐，且底物存在较大的局限性。所以，近几年来化学家不断努力去开发更高效绿色的新方法。其中，通过二氧化硫的直接插入来构建磺酰类化合物无疑是一个非常好的策略，基于这样的一个策略已经成功用于构建多样的磺酰类化合物，reviews:Org.Chem.Front.2018,5,691；Org.Biomol.Chem.2015,13,1592；electronic Encycl opedia of Reagents for OrganicSynthesis,2018；“Sulfur Dioxide Ins ertion Reactions for Organic Synthesis”,Nature Springer:Berlin,2017。
β-羟基取代的磺酰基片段是一些具有生物活性的药物分子中的重要结构骨架，也是一种十分有用的有机合成中间体，可实现多样转化。烯烃双官能团化策略是一个非常高效的手段，能同时将两个官能团引入到分子中，从而实现复杂分子的构建。近年来，利用烯烃双官能团化策略构建β-羟基取代的磺酰类化合物已经发展了很多工作，如：Angew.Chem.Int.Ed.2013,52,7156；J.Org.Chem.2015,80,7797；Org.Lett.2016,18,2106；Adv.Synth.Catal.2017,359,3566；Org.Biomol.Chem.2011,9,3151；Synthesis 2017,49,4469-4477；J.Org.Chem.2017,82,10628；RSC Adv.2014,4,13191。在2015年，中国发明专利(CN 1560033)也公布了一种利用烯烃双官能团化策略合成β-羟基取代的磺酰类衍生物的方法，该方法是以四氢呋喃为溶剂，利用磺酰氯、烯烃、水或醇三组分在酸的催化下反应，制得一系列β-羟基取代的磺酰类衍生物。
以上工作都是基于含磺酰基结构的底物，如磺酰氯、磺酸或者磺酸钠；而直接利用二氧化硫插入策略通过一步反应高效构建β-羟基取代的磺酰类化合物的反应还未见报道。基于此，本发明以易得的苯肼作为芳基的来源，利用二氧化硫插入策略对烯烃进行双功能团化，从而提供一种一步简单快速得到β-羟基取代的磺酰类化合物的新技术。
发明内容
本发明目的在于提供一种简便、高效的β-羟基取代的磺酰类化合物的制备方法。
本发明提供的β-羟基取代的磺酰类化合物的制备方法，是利用空气中的氧气氧化苯肼产生苯基自由基，随即与DABCO.(SO2)2作用生成磺酰基自由基，该磺酰自由基启动对烯烃双键的加成反应形成碳自由基中间体，然后分子氧结合碳自由基，再经催化还原，制得β-羟基取代的磺酰类化合物。
本发明具体通过以下技术方案实现：
一种含β-羟基取代的磺酰类化合物的合成方法，在有机溶剂中，在室温下，铜盐在空气中催化苯肼与DABCO.(SO2)2反应生成磺酰基自由基进而对烯烃进行自由基加成，随后结合空气中的氧分子形成过氧中间体再被催化还原，制得β-羟基取代的磺酰类化合物。
所述的合成方法的化学反应式为：
其中，R1为供电子或吸电子基团；所述供电子基团是甲基或甲氧基；所述吸电子基团是氯、氟、溴、硝基或者氰基；
R2为烷基；所述烷基为甲基或氢；
R3含有供电子或吸电子基团取代的苯环及其它杂环。所述供电子基团是甲基或甲氧基；所述吸电子基团是氯、氰基或者苯基；所述杂环为苯并呋喃或甲撑二氧基苯。
上述含β-羟基取代的磺酰类化合物的合成方法具体包括以下步骤：
1)在反应管中依次加入铜盐、配体、DABCO.(SO2)2、烯烃、苯肼，以及有机溶剂，在空气环境中，于室温搅拌24小时，至TLC检测完全反应；
2)反应液蒸干并柱层析分离，得到相应的β-羟基取代的磺酰类化合物。
进一步的，反应体系中所使用的有机溶剂选自1,4-二氧六环、甲苯、1,2-二氯乙烷或乙腈中之一种，优选的，所述的有机溶剂为乙腈。
进一步的，反应体系中所使用的铜盐优选为溴化铜(CuBr2)。
进一步的，反应体系中所使用的配体优选为1,10-菲罗啉。
进一步的，反应体系中以烯烃为1.0当量计，DABCO.(SO2)2的用量为2.0当量，苯肼的用量为2.0当量，铜盐和配体的用量为0.2当量。
本发明的有益效果为：
本发明合成方法反应操作简单，反应高效；原料简单易得，反应条件温和，成本较低，利用空气中氧气作为氧化剂，对环境友好，具有非常好的应用前景。
具体实施方式
下面将结合本发明具体的实施例，对本发明技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
在反应管中依次加入CuBr2(0.04mmol,0.2当量)，1,10-菲罗啉(0.04mmol,0.2当量)，DABCO.(SO2)2(0.4mmol,2.0当量)、烯烃(0.2mmol,1.0当量)、对硝基苯肼(0.04mmol,0.2当量)和溶剂乙腈(2mL)，在空气中，室温搅拌24小时，至TLC检测完全反应，反应液减压浓缩并柱层析分离，以47％的收率得到相应的β-羟基取代的磺酰类化合物3a。
制备得到的β-羟基取代的磺酰类化合物3a结构式如下：
经核磁共振氢谱和碳谱检测，结果如下：
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)8.11(d,J＝8.7Hz,2H),7.69(d,J＝8.7Hz,2H),7.44(d,J＝4.2Hz,4H),7.40-7.32(m,3H),7.30-7.22(m,2H),4.37(s,1H),3.90(d,J＝15.0Hz,1H),3.75(d,J＝15.0Hz,1H),1.71(s,3H)。
13C NMR(100MHz,CDCl3):δ(ppm)150.3,145.4,142.6,140.7,139.8,129.1,128.9,127.7,126.9,126.8,125.3,124.0,72.9,67.0,31.0。
实施例2
在反应管中依次加入CuBr2(0.04mmol,0.2当量)，1,10-菲罗啉(0.04mmol,0.2当量)，DABCO.(SO2)2(0.4mmol,2.0当量)、烯烃(0.2mmol,1.0当量)、对氟苯肼(0.04mmol,0.2当量)和溶剂乙腈(2mL)，在空气中，室温搅拌24小时，至TLC检测完全反应，反应液减压浓缩并柱层析分离，以61％的收率得到相应的β-羟基取代的磺酰类化合物3b。
制备得到的β-羟基取代的磺酰类化合物3b如下：
经核磁共振氢谱和氟谱检测，结果如下：
1H NMR(400MHz,CDCl3)：δ(ppm)7.57-7.50(m,4H),7.46(t,J＝7.3Hz,2H),7.37(t,J＝7.3Hz,3H),7.33-7.24(m,2H),6.98(t,J＝8.1Hz,2H),4.64(s,1H),3.84(d,J＝14.8Hz,1H),3.69(d,J＝14.9Hz,1H),1.71(s,3H)。
19F NMR(376MHz,CDCl3):δ-103.28-103.33(m).13C NMR(100MHz,CDCl3):δ(ppm)165.4(d,J＝256.6Hz),142.9,140.3,140.2,136.0,130.4(d,J＝9.7Hz),128.8,127.5,126.9,126.8,125.2,116.2(d,J＝22.7Hz),72.9,66.8,31.1。
实施例3
在反应管中依次加入CuBr2(0.04mmol,0.2当量)，1,10-菲罗啉(0.04mmol,0.2当量)，DABCO.(SO2)2(0.4mmol,2.0当量)、溶剂乙腈(2mL)，再用微量注射器注入烯烃(0.2mmol,1.0当量)、苯肼(0.04mmol,0.2当量)，在空气中，室温搅拌24小时，至TLC检测完全反应，反应液减压浓缩并柱层析分离，以46％的收率得到相应的β-羟基取代的磺酰类化合物3c。
制备得到的β-羟基取代的磺酰类化合物3c如下：
经核磁共振氢谱和碳谱检测，结果如下：
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)7.63(d,J＝7.4Hz,2H),7.56(t,J＝7.4Hz,1H),7.42(t,J＝7.5Hz,2H),6.77(t,J＝10.9Hz,1H),6.68(s,1H),6.61(d,J＝8.1Hz,1H),5.88(d,J＝12.9Hz,2H),4.60(s,1H),3.71(d,J＝14.7Hz,1H),3.58(d,J＝14.7Hz,1H),1.66(s,3H).
13C NMR(100MHz,CDCl3):δ(ppm)147.5,146.7,140.1,138.4,133.4,129.0,127.5,118.0,107.8,105.6,101.0,72.9,66.6,30.9.
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种含β-羟基取代的磺酰类化合物的合成方法，其特征在于，在有机溶剂中，在室温下，铜盐在空气中催化苯肼与DABCO.(SO2)2反应生成磺酰基自由基进而对烯烃进行自由基加成，随后结合空气中的氧分子形成过氧中间体再被催化还原，制得β-羟基取代的磺酰类化合物。
2.根据权利要求1所述的一种含β-羟基取代的磺酰类化合物的合成方法，其特征在于，所述的合成方法的化学反应式为：
其中，R1为供电子或吸电子基团，所述供电子基团为甲基或甲氧基，所述吸电子基团为氯、氟、溴、硝基或者氰基；
R2为烷基，所述烷基为甲基或氢；
R3含有供电子或吸电子基团取代的苯环及其它杂环，所述供电子基团为甲基或甲氧基，所述吸电子基团为氯、氰基或者苯基，所述杂环为苯并呋喃或甲撑二氧基苯。
3.根据权利要求1所述的一种含β-羟基取代的磺酰类化合物的合成方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
1)在反应管中依次加入铜盐、配体、DABCO.(SO2)2、烯烃、苯肼，以及有机溶剂，在空气环境中，于室温搅拌24小时，至TLC检测完全反应；
2)反应液蒸干并柱层析分离，得到相应的β-羟基取代的磺酰类化合物。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的一种含β-羟基取代的磺酰类化合物的合成方法，其特征在于，所述的有机溶剂选自1,4-二氧六环、甲苯、1,2-二氯乙烷或乙腈中之一种。
5.根据权利要求4所述的一种含β-羟基取代的磺酰类化合物的合成方法，其特征在于，所述的有机溶剂为乙腈。
6.根据权利要求1～3中任一项所述的一种含β-羟基取代的磺酰类化合物的合成方法，其特征在于，反应体系中所使用的铜盐优选为溴化铜。
7.根据权利要求1～3中任一项所述的一种含β-羟基取代的磺酰类化合物的合成方法，其特征在于，反应体系中所使用的配体优选为1,10-菲罗啉。
8.根据权利要求1～3中任一项所述的一种含β-羟基取代的磺酰类化合物的合成方法，其特征在于，反应体系中以烯烃为1.0当量计，DABCO.(SO2)2的用量为2.0当量，苯肼的用量为2.0当量，铜盐和配体的用量为0.2当量。
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