CN109503472B - 一种杂环砜或杂环磺酰胺化合物的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于有机合成技术领域。本发明提供了一种杂环砜或杂环磺酰胺化合物的制备方法，首先在保护气氛中，在可见光照射的条件下，碘代芳香杂环化合物、二氧化硫脲和氢氧化钠发生自由基偶联反应，得到芳香杂环亚磺酸钠；所述自由基偶联反应的催化剂为荧光素；然后维持保护气氛，所述芳香杂环亚磺酸钠与基团供体化合物发生烷基化反应或酰胺化反应，得到杂环砜或杂环磺酰胺；所述基团供体化合物为卤代化合物、二芳基碘盐或胺类有机物。本发明所提供的方法仅需要两步反应即可得到杂环砜或杂环磺酰胺，且不需要使用强腐蚀性物质，副产物少，收率高。

Description

一种杂环砜或杂环磺酰胺化合物的制备方法
技术领域
本发明涉及有机合成技术领域，尤其涉及一种杂环砜或杂环磺酰胺化合物的制备方法。
背景技术
砜类和磺酰胺类化合物是一种重要的有机合成中间体，在染料等化工领域中有着广泛的运用。与此同时，这类化合物分子往往也具有很好的生物活性，比如在抗病毒、抗肿瘤、杀虫、除草方面都普遍具有良好效果，并且砜类和磺酰胺类化合物还常用作治疗糖尿病、心血管疾病等的有效药物，例如：Viagra是一种治疗男性勃起性功能障碍的特效药，在2010年其在美国市场的销售额超过10亿美元；Glimepiride是第三代口服治疗糖尿病药物，该药物具有起效快、副作用小等优点；Torasemide具有很好的利尿作用，可作为一种治疗水肿性疾病，如心力衰竭和肾脏疾病等的药物。
传统合成砜类是通过基于硫化物的氧化反应，而磺酰胺类化合物则通过磺酰氯与胺的亲核取代反应法制得。这些合成方法存在步骤繁琐、且需要用到腐蚀性强的磺酰氯化试剂和刺激性的硫化试剂的问题，并且在氧化过程中，不耐氧化的功能基团易于被氧化产生副产物。
发明内容
本发明的目的在于提供一种杂环砜或杂环磺酰胺化合物的制备方法，本发明所提供的制备方法简单，不需要强腐蚀性原料，且副产物少。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种杂环砜或杂环磺酰胺化合物的制备方法，包括如下步骤：
(1)在保护气氛中，在可见光照射的条件下，碘代芳香杂环化合物、二氧化硫脲和氢氧化钠发生自由基偶联反应，得到芳香杂环亚磺酸钠；所述自由基偶联反应的催化剂为荧光素；
(2)维持保护气氛，所述芳香杂环亚磺酸钠与基团供体化合物发生烷基化反应或酰胺化反应，得到杂环砜或杂环磺酰胺；所述基团供体化合物为卤代化合物、二芳基碘盐或胺类有机物。
优选的，所述碘代芳香杂环化合物为R1-I，其中R1为有取代基的芳香杂环基或无取代的芳香杂环基；所述芳香杂环基为吡啶基、吡嗪基、嘧啶基、噻吩基、喹啉基或嘌呤基；所述有取代基的芳香杂环基的取代基为三氟甲基、氟、氯、溴、氰基、酯基、甲基、硝基和胺基中的至少一种。
优选的，所述碘代芳香杂环化合物、二氧化硫脲、氢氧化钠和荧光素的摩尔比为1:2.0～2.2:4.0～4.2:0.01～0.03。
优选的，所述可见光的光源为荧光灯，所述荧光灯的功率为20～30W。
优选的，所述卤代化合物为卤代烷烃、卤代芳烃、卤代烯烃、卤代乙酸酯或苄基卤类化合物。
优选的，当所述基团供体化合物为卤代化合物时，所述步骤(2)的反应为烷基化反应，所述烷基化反应的催化剂为四丁基碘化铵和碘化钾，所述碘代芳香杂环化合物、卤代化合物、四丁基碘化铵和碘化钾的摩尔比为1:2～2.2:0.1～0.2:1.2～1.4。
优选的，当所述基团供体化合物为二芳基碘盐时，碘代芳香杂环化合物和二芳基碘盐的摩尔比为1:1.5～2，所述步骤(2)的反应为烷基化反应，所述烷基化反应的温度为85～95℃。
优选的，所述胺类有机物具有式Ⅰ所示结构，所述R2和R3独立的为苯基或直链烷基，或R2和R3成环，
Figure GDA0002381833940000021
优选的，当所述基团供体化合物为胺类有机物时，所述步骤(2)的反应为酰胺化反应，所述酰胺化反应的催化剂为N-氯代丁二酰亚胺；所述碘代芳香杂环化合物、胺类化合物和N-氯代丁二酰亚胺的摩尔比为1:2～2.2:2～2.2。
优选的，所述基团供体化合物为胺类有机物时，所述酰胺化反应包括第一阶段反应和第二阶段反应，所述第一阶段反应的温度为-5～5℃；所述第二阶段反应的温度为室温。
本发明提供了一种杂环砜或杂环磺酰胺化合物的制备方法，包括如下步骤：(1)在保护气氛中，在可见光照射的条件下，碘代芳香杂环化合物、二氧化硫脲和氢氧化钠发生自由基偶联反应，得到芳香杂环亚磺酸钠；所述自由基偶联反应的催化剂为荧光素；(2)维持保护气氛，所述芳香杂环亚磺酸钠与基团供体化合物发生烷基化反应或酰胺化反应，得到杂环砜或杂环磺酰胺；所述基团供体化合物为卤代化合物、二芳基碘盐或胺类有机物。本发明以荧光素为催化剂，在可见光照射条件下，碘代芳香杂环化合物、二氧化硫脲和氢氧化钠即可发生自由基偶联反应，生成芳香杂环亚磺酸钠；当所述基团供体化合物为卤代化合物或二芳基碘盐时，芳香杂环亚磺酸钠与基团供体化合物发生烷基化反应得到杂环砜；当所述基团供体化合物为胺类有机物时，芳香杂环亚磺酸钠与基团供体化合物发生酰胺化反应，得到杂环磺酰胺。本发明所提供的方法仅需要两步反应即可得到杂环砜或杂环磺酰胺，且不需要使用强腐蚀性物质，副产物少，收率高，实验结果表明本发明所提供的方法所得杂环砜或杂环磺酰胺的收率可达83％。
具体实施方式
本发明提供了一种杂环砜或杂环磺酰胺化合物的制备方法，包括如下步骤：
(1)在保护气氛中，在可见光照射的条件下，碘代芳香杂环化合物、二氧化硫脲和氢氧化钠发生自由基偶联反应，得到芳香杂环亚磺酸钠；所述自由基偶联反应的催化剂为荧光素；
(2)维持保护气氛，所述芳香杂环亚磺酸钠与基团供体化合物发生烷基化反应或酰胺化反应，得到杂环砜或杂环磺酰胺；所述基团供体化合物为卤代化合物、二芳基碘盐或胺类有机物。
本发明在保护气氛中，在可见光照射的条件下，碘代芳香杂环化合物、二氧化硫脲和氢氧化钠发生自由基偶联反应，得到芳香杂环亚磺酸钠；所述自由基偶联反应的催化剂为荧光素。
在本发明中，在可见光照射下，荧光素被激发为激发态，二氧化硫脲和氢氧化钠反应会生成还原性的二氧化硫负离子，随后二氧化硫负离子与激发态的荧光素发生单电子转移，生成还原态的荧光素与二氧化硫负电荷自由基，然后碘代芳香杂环化合物与还原态的荧光素间发生单电子转移生成杂环碳自由基，最后杂环碳自由基再与二氧化硫负电荷自由基进行自由基偶联反应，从而得到中间体，即芳香杂环亚磺酸钠。
在本发明中，所述保护气氛优选为氮气或惰性气体氛围。
在本发明中，所述碘代芳香杂环化合物为R1-I，其中R1优选为有取代基的芳香杂环基或无取代的芳香杂环基；所述芳香杂环基优选为吡啶基、吡嗪基、嘧啶基、噻吩基、喹啉基或嘌呤基；所述碘代芳香杂环化合物更优选为2-碘-5-三氟甲基吡啶、2-碘嘧啶、2-碘噻吩、2-碘腺苷、2-碘吡啶。
在本发明中，所述有取代基的杂环基上的取代基优选为三氟甲基基、氟、氯、溴、氰基、酯基、甲基、硝基和胺基中的至少一种。
在本发明中，所述碘代芳香杂环化合物、二氧化硫脲、氢氧化钠和荧光素的摩尔比优选为1:2.0～2.2:4.0～4.2:0.01～0.03，更优选为1:2:4:0.01。
在本发明中，所述可见光的光源优选为荧光灯，所述荧光灯的功率优选为20～30W，更优选为25W。
在本发明中，所述自由基偶联反应所用的溶剂优选为二甲基亚砜。本发明对所述溶剂的用量没有特殊限定，能够溶解原料即可。
本发明对所述自由基偶联反应所需原料和溶剂的加料顺序没有特殊限定，可以为任意混合顺序。
在本发明实施例中，优选将碘代芳香杂环化合物、二氧化硫脲、氢氧化钠和荧光素在反应器中混合后，将反应器中的气体置换为氮气或惰性气体，然后加入二甲基亚砜，在可见光下进行自由基偶联反应。
在本发明中，所述自由基偶联反应的反应温度优选为室温；所述自由基偶联反应的反应时间优选为15～20h，更优选为16～18h。在本发明中，所述自由基偶联反应在室温即可反应，具有反应条件温和的优势。
自由基偶联反应完成后，本发明优选将自由基偶联反应所得混合溶液直接用于后续步骤，所述混合溶液中含有芳香杂环亚磺酸钠。
得到芳香杂环亚磺酸钠后，本发明维持保护气氛，所述芳香杂环亚磺酸钠与基团供体化合物发生烷基化反应或酰胺化反应，得到杂环砜或杂环磺酰胺；所述基团供体化合物为卤代化合物、二芳基碘盐或胺类有机物。在本发明中，当所述基团供体化合物为卤代化合物或二芳基碘盐时，所述芳香杂环亚磺酸钠与基团供体化合物之间的反应为烷基化反应；当所述基团供体化合物为胺类有机物时，所述芳香杂环亚磺酸钠与基团供体化合物之间的反应为酰胺化反应。
在本发明中，所述卤代化合物优选为卤代烷烃、卤代芳烃、卤代烯烃、卤代乙酸酯或苄基卤类化合物；所述卤代烷烃优选为溴代烷烃或碘代烷烃，更优选为1-碘丁烷；所述卤代芳烃(所述卤代芳烃为含有取代基或不含有取代基的卤代芳烃)优选为溴代芳烃或碘代芳烃，更优选为(E)-(3-溴丙烯基)苯；所述苄基卤类化合物优选为苄溴和含有取代基的苄溴；所述含有取代基的苄溴的取代基优选为甲氧基、叔丁基、甲基、氟基、氯基、溴基、三氟甲基、乙氧基羰基、氰基和酯基中的至少一种，更优选为4-甲基苄溴或4-甲酸乙酯苄溴；所述卤代乙酸酯优选为溴乙酸叔丁酯。
在本发明中，当所述基团供体化合物为卤代化合物时，所述芳香杂环亚磺酸钠与基团供体化合物之间的反应为烷基化反应，所述烷基化反应的催化剂优选为四丁基碘化铵和碘化钾，所述碘代芳香杂环化合物、卤代化合物、四丁基碘化铵和碘化钾的摩尔比优选为1:2～2.2:0.1～0.2:1.2～1.4，更优选为1:2:0.1:1.2。
在本发明中，当所述基团供体化合物为卤代化合物时，所述烷基化反应的反应温度优选为室温；所述烷基化反应的时间优选为8～15h，更优选为10～12h。
在本发明中，当所述基团供体化合物为卤代化合物时，本发明优选将卤代化合物、四丁基碘化铵和碘化钾加入所述自由基偶联反应所得混合溶液中，然后将反应器中的气体置换为氮气或惰性气体，进行烷基化反应。
在本发明中，所述二芳基碘盐优选为四氟硼酸根二苯基碘盐、四氟硼酸根二(4-氟苯基)碘盐或四氟硼酸根二(4-甲氧基苯基)碘盐。
在本发明中，当所述基团供体化合物为二芳基碘盐时，所述芳香杂环亚磺酸钠与基团供体化合物之间的反应为烷基化反应，所述碘代芳香杂环化合物和二芳基碘盐的摩尔比优选为1:1.5～2；所述烷基化反应的温度优选为85～95℃；所述烷基化反应的时间优选为8～15h，更优选为10～12h。
在本发明中，当所述基团供体化合物为二芳基碘盐时，本发明优选将二芳基碘盐加入所述自由基偶联反应所得混合溶液中，然后将反应器中的气体置换为氮气或惰性气体，进行烷基化反应。
在本发明中，所述胺类有机物具有式Ⅰ所示结构，所述R2和R3独立的为苯基或直链烷基，或R2和R3成环(所述R2和R3成环指亚氨基连接在环结构中)；更优选的，所述胺类有机物为吗啉或N-甲基苯胺；
Figure GDA0002381833940000061
在本发明中，当所述基团供体化合物为胺类有机物时，所述芳香杂环亚磺酸钠与基团供体化合物之间的反应为酰胺化反应，所述酰胺化反应的催化剂优选为N-氯代丁二酰亚胺；所述碘代芳香杂环化合物、胺类化合物和N-氯代丁二酰亚胺的摩尔比优选为1:2～2.2:2～2.2，更优选为1:2:2。
在本发明中，当所述基团供体化合物为胺类有机物时，所述酰胺化反应优选包括第一阶段反应和第二阶段反应，所述第一阶段反应的温度优选为-5～5℃；所述第二阶段反应的温度优选为室温。
在本发明中，当所述基团供体化合物为胺类有机物时，本发明优选将所述自由基偶联反应所得混合溶液冷却至第一阶段反应所需温度，然后加入四氢呋喃，维持温度不变，向反应液中滴加N-氯代丁二酰亚胺的四氢呋喃溶液，滴加完成后继续恒温反应0.5～1h，然后升温至室温，继续进行第二阶段反应1.5～2.5h，完成酰胺化反应；所述第二阶段反应的时间优选从升温至室温时记起；本发明对所述升温的速率没有特殊限定。在本发明中，所述第一阶段反应过程中N-氯代丁二酰亚胺与芳香杂环亚磺酸钠反应生成芳香杂环亚磺酰氯，在第二阶段反应过程中，芳香杂环亚磺酰氯与胺类有机物反应生成杂环磺酰胺。
在本发明中，所述二甲基亚砜与四氢呋喃的体积比优选为1:1.5～2。在本发明中，以二甲基亚砜和四氢呋喃的混合液为酰胺化反应的介质，可保证反应在均相中进行。
在本发明中，所述N-氯代丁二酰亚胺的四氢呋喃溶液的滴加速度以反应体系的温度不变为准。
在本发明中，所述自由基偶联反应、烷基化反应或酰胺化反应优选在搅拌条件进行。
烷基化反应或酰胺化反应完成后，本发明优选采用饱和食盐水淬灭反应，然后将反应所得混合液进行后处理，得到杂环砜或杂环磺酰胺。在本发明中，采用饱和食盐水淬灭反应有利于加速后续的萃取步骤的分层。
在本发明中，所述后处理优选包括依次进行萃取、干燥、浓缩、柱层析和溶剂去除，得到杂环砜或杂环磺酰胺。
在本发明中，所述萃取用萃取剂优选为乙酸乙酯。本发明对所述萃取的方法没有特殊限定，采用本领域常用的萃取方法即可，如将萃取剂与反应产物混合，然后静置分层，得到有机相。
萃取完成后，本发明优选将萃取所得有机相进行干燥。
本发明对所述干燥的方式没有特殊限定，采用本领域常用的有机相干燥方式即可，如干燥剂干燥法。
完成有机相的干燥后，本发明优选将干燥后的有机相浓缩，然后进行柱层析，得到杂环砜或杂环磺酰胺的溶液。
本发明对所述有机相浓缩的程度没有特殊限定，本领域技术人员可根据经验确定有机相浓缩的程度。
本发明对所述柱层析的方式没有特殊限定，本领域技术人员可根据本领域的技术知识选择常规的展开剂进行柱层析。在本发明中，所述柱层析用展开剂优选为乙酸乙酯和石油醚的混合物，所述乙酸乙酯和石油醚的体积比优选1:3.8～4.2，更优选为1:4。
得到杂环砜或杂环磺酰胺的溶液后，本发明优选将所述杂环砜或杂环磺酰胺的溶液进行溶剂去除，得到杂环砜或杂环磺酰胺。
本发明对所述溶剂去除的方式没有特殊限定，采用本领域常用的溶剂取出方式即可，如旋蒸、减压蒸馏等。
下面结合实施例对本发明提供的一种杂环砜或杂环磺酰胺化合物的制备方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
(1)在试管中加入0.5mmol 2-碘-5-三氟甲基吡啶、1.0mmol二氧化硫脲、2.0mmol氢氧化钠、0.05mmol荧光素，把试管中的空气置换成高纯度氮气，加入3mL二甲基亚砜，在25W荧光灯的照射下搅拌反应16小时；
(2)将所述步骤(1)反应得到的混合溶液往反应液中加入0.05mmol四丁基碘化铵、0.6mmol碘化钾和1.0mmol 4-甲基苄溴，然后把试管中的空气置换成高纯度氮气，室温搅拌10小时；
(3)用饱和食盐水将步骤(2)的反应淬灭，用乙酸乙酯对所得反应液进行萃取，并将萃取所得有机相依次经干燥、浓缩、柱层析分离和溶剂去除，得到杂环砜；所述柱层析分离的展开剂为乙酸乙酯和石油醚以1:4的体积比混合得到的混合液。经计算本实施例的收率为75％，经HPLC测试得到产物纯度为98％。
将本发明所得产物进行核磁检测，结果如下：
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ9.05(s,1H),8.09(d,J＝8.1Hz,1H),7.97(d,J＝8.1Hz,1H),7.08(s,4H),4.65(s,2H),2.30(s,3H)；19F NMR(376MHz,CDCl3)δ-62.60(s)；13C NMR(101MHz,CDCl3)δ159.7,147.0(q,J＝3.9Hz),139.0,135.4(q,J＝3.5Hz),130.8,130.0,129.5,123.5,122.9,122.3(d,J＝273.5Hz),57.9,21.1；HRMS calcd for C14H13F3NO2S(M+H+):316.0614,found:316.0613。
对上述核磁检测的结果进行分析，得到杂环砜的结构如式Ia所示：
Figure GDA0002381833940000081
实施例2
(1)在试管中加入0.5mmol 2-碘嘧啶、1.0mmol二氧化硫脲、2.0mmol氢氧化钠、0.05mmol荧光素，把试管中的空气置换成高纯度氮气，加入3mL二甲基亚砜，在25W荧光灯的照射下搅拌反应16小时；
(2)将所述步骤(1)反应得到的混合溶液冷却后往反应液中加入0.05mmol四丁基碘化铵、0.6mmol碘化钾和1.0mmol 4-甲基苄溴，然后把试管中的空气置换成高纯度氮气，室温搅拌10小时；
(3)用饱和食盐水将步骤(2)的反应淬灭，用乙酸乙酯对所得反应液进行萃取，并将萃取所得有机相依次经干燥、浓缩、柱层析分离和溶剂去除，得到杂环砜；所述柱层析分离的展开剂为乙酸乙酯和石油醚以1:4的体积比混合得到的混合液。经计算本实施例的收率为77％，经HPLC测试得到产物纯度为97％。
将本发明所得产物进行核磁检测，结果如下：
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.92(d,J＝4.7Hz,2H),7.53(t,J＝4.5Hz,1H),7.22(d,J＝7.6Hz,2H),7.10(d,J＝7.6Hz,2H),4.74(s,2H),2.30(s,3H)；13C NMR(101MHz,CDCl3)δ165.3,158.5,138.9,131.0,129.5,123.7,123.2,57.4,21.1；HRMS calcd for C12H13N2O2S(M+H+):249.0692,found:249.06923。
对上述核磁检测的结果进行分析，得到杂环砜的结构如式Ib所示：
Figure GDA0002381833940000091
实施例3
(1)在试管中加入0.5mmol 2-碘噻吩、1.0mmol二氧化硫脲、2.0mmol氢氧化钠、0.05mmol荧光素，把试管中的空气置换成高纯度氮气，加入3mL二甲基亚砜，在25W荧光灯的照射下搅拌反应16小时；
(2)将所述步骤(1)反应得到的混合溶液冷却后往反应液中加入0.05mmol四丁基碘化铵、0.6mmol碘化钾和1.0mmol 4-甲基苄溴，然后把试管中的空气置换成高纯度氮气，室温搅拌10小时；
(3)用饱和食盐水将步骤(2)的反应淬灭，用乙酸乙酯对所得反应液进行萃取，并将萃取所得有机相依次经干燥、浓缩、柱层析分离和溶剂去除，得到杂环砜；所述柱层析分离的展开剂为乙酸乙酯和石油醚以1:4的体积比混合得到的混合液。经计算本实施例的收率为30％，经HPLC测试得到产物纯度为97％。
将本发明所得产物进行核磁检测，结果如下：
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.66(d,J＝4.7Hz,1H),7.36(d,J＝2.9Hz,1H),7.10(d,J＝7.6Hz,2H),7.07–7.02(m,3H),4.37(s,2H),2.34(s,3H)；13C NMR(101MHz,CDCl3)δ138.9,138.7,134.8,134.2,130.6,129.4,127.6,125.0,63.8,21.2；HRMS calcd for C12H13O2S2(M+H+):253.0351,found:253.0346。
对上述核磁检测的结果进行分析，得到杂环砜的结构如式Ic所示：
Figure GDA0002381833940000101
实施例4
(1)在试管中加入0.5mmol 2-碘腺苷、1.0mmol二氧化硫脲、2.0mmol氢氧化钠、0.05mmol荧光素，把试管中的空气置换成高纯度氮气，加入3mL二甲基亚砜，在25W荧光灯的照射下搅拌反应16小时；
(2)将所述步骤(1)反应得到的混合溶液冷却后往反应液中加入0.05mmol四丁基碘化铵、0.6mmol碘化钾和1.0mmol 4-甲基苄溴，然后把试管中的空气置换成高纯度氮气，室温搅拌10小时；
(3)用饱和食盐水将步骤(2)的反应淬灭，用乙酸乙酯对所得反应液进行萃取，并将萃取所得有机相依次经干燥、浓缩、柱层析分离和溶剂去除，得到杂环砜；所述柱层析分离的展开剂为乙酸乙酯和石油醚以1:4的体积比混合得到的混合液。经计算本实施例的收率为57％，经HPLC测试得到产物纯度为96％。
将本发明所得产物进行核磁检测，结果如下：
1H NMR(400MHz,DMSO)δ8.61(s,1H),8.11(s,2H),7.26(d,J＝7.5Hz,2H),7.13(d,J＝7.5Hz,2H),5.95(d,J＝5.6Hz,1H),5.55(d,J＝5.8Hz,1H),5.28(d,J＝4.4Hz,1H),5.02(t,J＝4.9Hz,1H),4.86–4.78(m,2H),4.58(dd,J＝10.3,5.0Hz,1H),4.18(d,J＝3.3Hz,1H),3.98(s,1H),3.71–3.64(m,1H),3.61–3.54(m,1H),2.26(s,3H)；13C NMR(101MHz,DMSO)δ159.0,156.6,149.1,142.2,138.1,131.8,129.4,125.4,120.3,87.7,86.2,74.3,70.8,61.8,56.5,21.2；HRMS calcd for C18H22N5O6S(M+H+):436.1285,found:436.1289。
对上述核磁检测的结果进行分析，得到杂环砜的结构如式Id所示：
Figure GDA0002381833940000111
实施例5
(1)在试管中加入0.5mmol 2-碘吡啶、1.0mmol二氧化硫脲、2.0mmol氢氧化钠、0.05mmol荧光素，把试管中的空气置换成高纯度氮气，加入3mL二甲基亚砜，在25W荧光灯的照射下搅拌反应16小时；
(2)将所述步骤(1)反应得到的混合溶液冷却后往反应液中加入0.05mmol四丁基碘化铵、0.6mmol碘化钾和1.0mmol 4-甲酸乙酯苄溴，然后把试管中的空气置换成高纯度氮气，室温搅拌10小时；
(3)用饱和食盐水将步骤(2)的反应淬灭，用乙酸乙酯对所得反应液进行萃取，并将萃取所得有机相依次经干燥、浓缩、柱层析分离和溶剂去除，得到杂环砜；所述柱层析分离的展开剂为乙酸乙酯和石油醚以1:4的体积比混合得到的混合液。经计算本实施例的收率为81％，经HPLC测试得到产物纯度为98％。
将本发明所得产物进行核磁检测，结果如下：
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.81(d,J＝3.9Hz,1H),7.92(d,J＝7.9Hz,2H),7.87–7.79(m,2H),7.57–7.53(m,1H),7.27(d,J＝8.0Hz,2H),4.71(s,2H),4.35(q,J＝7.1Hz,2H),1.37(t,J＝7.1Hz,3H)；13C NMR(101MHz,CDCl3)δ165.9,156.0,150.1,138.0,132.3,130.9,130.7,129.7,127.5,123.0,61.1,57.9,14.2；HRMS calcd for C15H16NO4S(M+H+):306.0795,found:306.0794。
对上述核磁检测的结果进行分析，得到杂环砜的结构如式Ie所示：
Figure GDA0002381833940000112
实施例6
(1)在试管中加入0.5mmol 2-碘吡啶、1.0mmol二氧化硫脲、2.0mmol氢氧化钠、0.05mmol荧光素，把试管中的空气置换成高纯度氮气，加入3mL二甲基亚砜，在25W荧光灯的照射下搅拌反应16小时；
(2)将所述步骤(1)反应得到的混合溶液冷却后往反应液中加入0.05mmol四丁基碘化铵、0.6mmol碘化钾和1.0mmol溴乙酸叔丁酯，然后把试管中的空气置换成高纯度氮气，室温搅拌10小时；
(3)用饱和食盐水将步骤(2)的反应淬灭，用乙酸乙酯对所得反应液进行萃取，并将萃取所得有机相依次经干燥、浓缩、柱层析分离和溶剂去除，得到杂环砜；所述柱层析分离的展开剂为乙酸乙酯和石油醚以1:4的体积比混合得到的混合液。经计算本实施例的收率为80％，经HPLC测试得到产物纯度为98％。
将本发明所得产物进行核磁检测，结果如下：
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.77(d,J＝4.0Hz,1H),8.11(d,J＝7.8Hz,1H),8.00(t,J＝7.7Hz,1H),7.61–7.56(m,1H),4.41(s,2H),1.31(s,9H)；13C NMR(101MHz,CDCl3)δ161.2,156.8,150.1,138.0,127.5,122.2,83.6,57.1,27.6；HRMS calcd for C11H16NO4S(M+H+):258.0795,found:258.0794。
对上述核磁检测的结果进行分析，得到杂环砜的结构如式If所示：
Figure GDA0002381833940000121
实施例7
(1)在试管中加入0.5mmol 2-碘吡啶、1.0mmol二氧化硫脲、2.0mmol氢氧化钠、0.05mmol荧光素，把试管中的空气置换成高纯度氮气，加入3mL二甲基亚砜，在25W荧光灯的照射下搅拌反应16小时；
(2)将所述步骤(1)反应得到的混合溶液冷却后往反应液中加入0.05mmol四丁基碘化铵、0.6mmol碘化钾和1.0mmol 1-碘丁烷，然后把试管中的空气置换成高纯度氮气，室温搅拌10小时；
(3)用饱和食盐水将步骤(2)的反应淬灭，用乙酸乙酯对所得反应液进行萃取，并将萃取所得有机相依次经干燥、浓缩、柱层析分离和溶剂去除，得到杂环砜；所述柱层析分离的展开剂为乙酸乙酯和石油醚以1:4的体积比混合得到的混合液。经计算本实施例的收率为83％，经HPLC测试得到产物纯度为97％。
将本发明所得产物进行核磁检测，结果如下：
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.76(d,J＝4.3Hz,1H),8.10(d,J＝7.8Hz,1H),7.98(t,J＝7.7Hz,1H),7.59–7.55(m,1H),3.40(t,J＝8.0Hz,2H),1.73(dt,J＝15.5,7.7Hz,3H),1.49–1.38(m,2H),0.91(t,J＝7.3Hz,3H)；13C NMR(101MHz,CDCl3)δ157.2,150.2,138.1,127.3,122.1,51.6,24.0,21.5,13.4；HRMS calcd for C9H14NO2S(M+H+):200.0740,found:200.0738。
对上述核磁检测的结果进行分析，得到杂环砜的结构如式Ig所示：
Figure GDA0002381833940000131
实施例8
(1)在试管中加入0.5mmol 2-碘吡啶、1.0mmol二氧化硫脲、2.0mmol氢氧化钠、0.05mmol荧光素，把试管中的空气置换成高纯度氮气，加入3mL二甲基亚砜，在25W荧光灯的照射下搅拌反应16小时；
(2)将所述步骤(1)反应得到的混合溶液冷却后往反应液中加入0.05mmol四丁基碘化铵、0.6mmol碘化钾和1.0mmol(E)-(3-溴丙烯基)苯，然后把试管中的空气置换成高纯度氮气，室温搅拌10小时；
(3)用饱和食盐水将步骤(2)的反应淬灭，用乙酸乙酯对所得反应液进行萃取，并将萃取所得有机相依次经干燥、浓缩、柱层析分离和溶剂去除，得到杂环砜；所述柱层析分离的展开剂为乙酸乙酯和石油醚以1:4的体积比混合得到的混合液。经计算本实施例的收率为81％，经HPLC测试得到产物纯度为98％。
将本发明所得产物进行核磁检测，结果如下：
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.78(d,J＝3.9Hz,1H),8.04(d,J＝7.8Hz,1H),7.91(t,J＝7.7Hz,1H),7.56–7.52(m,1H),7.26(s,5H),6.48(d,J＝15.8Hz,1H),6.15–6.06(m,1H),4.29(d,J＝7.6Hz,2H)；13C NMR(101MHz,CDCl3)δ156.6,150.1,139.5,138.0,135.6,128.5,128.4,127.4,126.5,122.8,114.4,56.1；HRMS calcd for C14H14NO2S(M+H+):260.0740,found:260.0734。
对上述核磁检测的结果进行分析，得到杂环砜的结构如式Ih所示：
Figure GDA0002381833940000141
实施例9
(1)在试管中加入0.5mmol 2-碘吡啶、1.0mmol二氧化硫脲、2.0mmol氢氧化钠、0.05mmol荧光素，把试管中的空气置换成高纯度氮气，加入3mL二甲基亚砜，在25W荧光灯的照射下搅拌反应16小时；
(2)将所述步骤(1)反应得到的混合溶液冷却后往反应液中加入0.75mmol四氟硼酸根二苯基碘盐，然后把试管中的空气置换成高纯度氮气，室温搅拌10小时；
(3)用饱和食盐水将步骤(2)的反应淬灭，用乙酸乙酯对所得反应液进行萃取，并将萃取所得有机相依次经干燥、浓缩、柱层析分离和溶剂去除，得到杂环砜；所述柱层析分离的展开剂为乙酸乙酯和石油醚以1:4的体积比混合得到的混合液。经计算本实施例的收率为63％，经HPLC测试得到产物纯度为98％。
将本发明所得产物进行核磁检测，结果如下：
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.68(d,J＝4.3Hz,1H),8.21(d,J＝7.9Hz,1H),8.07(d,J＝8.1Hz,2H),7.93(t,J＝7.8Hz,1H),7.62(t,J＝7.3Hz,1H),7.54(t,J＝7.6Hz,2H),7.48–7.44(m,1H)；13C NMR(101MHz,CDCl3)δ158.9,150.5,139.0,138.1,133.8,129.1,129.0,126.9,122.2。
对上述核磁检测的结果进行分析，得到杂环砜的结构如式Ii所示：
Figure GDA0002381833940000151
实施例10
(1)在试管中加入0.5mmol 2-碘吡啶、1.0mmol二氧化硫脲、2.0mmol氢氧化钠、0.05mmol荧光素，把试管中的空气置换成高纯度氮气，加入3mL二甲基亚砜，在25W荧光灯的照射下搅拌反应16小时；
(2)将所述步骤(1)反应得到的混合溶液冷却后往反应液中加入5mL四氢呋喃，再加入1.0mmol吗啉，然后降温至0℃，逐滴滴加2mL N-氯代丁二酰亚胺的四氢呋喃溶液，所述N-氯代丁二酰亚胺的四氢呋喃溶液的浓度为0.5mmol/mL，滴加完成后，在0℃继续反应0.5h，然后升温至室温，继续反应1.5h；
(3)用饱和食盐水将步骤(2)的反应淬灭，用乙酸乙酯对所得反应液进行萃取，并将萃取所得有机相依次经干燥、浓缩、柱层析分离和溶剂去除，得到杂环砜；所述柱层析分离的展开剂为乙酸乙酯和石油醚以1:4的体积比混合得到的混合液。经计算本实施例的收率为72％，经HPLC测试得到产物纯度为97％。
将本发明所得产物进行核磁检测，结果如下：
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.74(d,J＝3.8Hz,1H),7.96–7.91(m,2H),7.57–7.51(m,1H),3.75(s,4H),3.33(s,4H)；13C NMR(101MHz,CDCl3)δ155.9,150.1,138.0,126.8,123.1,66.4,46.5；HRMS calcd for C9H13N2O3S(M+H+):229.0641,found:229.0641。
对上述核磁检测的结果进行分析，得到杂环砜的结构如式Ij所示：
Figure GDA0002381833940000152
实施例11
(1)在试管中加入0.5mmol 2-碘吡啶、1.0mmol二氧化硫脲、2.0mmol氢氧化钠、0.05mmol荧光素，把试管中的空气置换成高纯度氮气，加入3mL二甲基亚砜，在25W荧光灯的照射下搅拌反应16小时；
(2)将所述步骤(1)反应得到的混合溶液冷却后往反应液中加入5mL四氢呋喃，再加入1.0mmolN-甲基苯胺，然后降温至0℃，逐滴滴加2mLN-氯代丁二酰亚胺的四氢呋喃溶液，所述N-氯代丁二酰亚胺的四氢呋喃溶液的浓度为0.5mmol/mL，滴加完成后，在0℃继续反应0.5h，然后升温至室温，继续反应1.5h；
(3)用饱和食盐水将步骤(2)的反应淬灭，用乙酸乙酯对所得反应液进行萃取，并将萃取所得有机相依次经干燥、浓缩、柱层析分离和溶剂去除，得到杂环砜；所述柱层析分离的展开剂为乙酸乙酯和石油醚以1:4的体积比混合得到的混合液。经计算本实施例的收率为43％，经HPLC测试得到产物纯度为97％。
将本发明所得产物进行核磁检测，结果如下：
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.75(d,J＝4.4Hz,1H),7.80(t,J＝7.7Hz,1H),7.71(d,J＝7.8Hz,1H),7.50–7.46(m,1H),7.29–7.23(m,2H),7.20(t,J＝8.6Hz,3H),3.50(s,3H)；13CNMR(101MHz,CDCl3)δ156.9,149.9,141.3,137.6,129.0,127.4,127.0,126.6,123.2,40.0；HRMS calcd for C12H13N2O2S(M+H+):249.0692,found:249.0694。
对上述核磁检测的结果进行分析，得到杂环砜的结构如式Ik所示：
Figure GDA0002381833940000161
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种杂环砜或杂环磺酰胺化合物的制备方法，包括如下步骤：
(1)在保护气氛中，在可见光照射的条件下，碘代芳香杂环化合物、二氧化硫脲和氢氧化钠发生自由基偶联反应，得到芳香杂环亚磺酸钠；所述自由基偶联反应的催化剂为荧光素；所述碘代芳香杂环化合物为2-碘-5-三氟甲基吡啶、2-碘嘧啶、2-碘噻吩、2-碘腺苷、2-碘吡啶；
(2)维持保护气氛，所述芳香杂环亚磺酸钠与基团供体化合物发生烷基化反应或酰胺化反应，得到杂环砜或杂环磺酰胺；所述基团供体化合物为卤代化合物、二芳基碘盐或胺类有机物；所述卤代化合物为1-碘丁烷、(E)-(3-溴丙烯基)苯、4-甲基苄溴、4-甲酸乙酯苄溴或溴乙酸叔丁酯，所述二芳基碘盐为四氟硼酸根二苯基碘盐，所述胺类有机物为吗啉或N-甲基苯胺；
当所述基团供体化合物为卤代化合物时，所述步骤(2)的反应为烷基化反应，所述烷基化反应的催化剂为四丁基碘化铵和碘化钾，所述碘代芳香杂环化合物、卤代化合物、四丁基碘化铵和碘化钾的摩尔比为1:2～2.2:0.1～0.2:1.2～1.4；
当所述基团供体化合物为胺类有机物时，所述步骤(2)的反应为酰胺化反应，所述酰胺化反应的催化剂为N-氯代丁二酰亚胺；所述碘代芳香杂环化合物、胺类化合物和N-氯代丁二酰亚胺的摩尔比为1:2～2.2:2～2.2。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碘代芳香杂环化合物、二氧化硫脲、氢氧化钠和荧光素的摩尔比为1:2.0～2.2:4.0～4.2:0.01～0.03。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述可见光的光源为荧光灯，所述荧光灯的功率为20～30W。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，当所述基团供体化合物为二芳基碘盐时，所述碘代芳香杂环化合物和二芳基碘盐的摩尔比为1:1.5～2，所述步骤(2)的反应为烷基化反应，所述烷基化反应的温度为85～95℃。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，当所述基团供体化合物为胺类有机物时，所述酰胺化反应包括第一阶段反应和第二阶段反应，所述第一阶段反应的温度为-5～5℃；所述第二阶段反应的温度为室温。
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