CN110981676B - 一种可见光介导的阿托酸脱羧酮化反应制备β-酮砜类化合物的方法 - Google Patents

一种可见光介导的阿托酸脱羧酮化反应制备β-酮砜类化合物的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110981676B
CN110981676B CN201911340529.7A CN201911340529A CN110981676B CN 110981676 B CN110981676 B CN 110981676B CN 201911340529 A CN201911340529 A CN 201911340529A CN 110981676 B CN110981676 B CN 110981676B
Authority
CN
China
Prior art keywords
reaction
compound
atropic acid
acetonitrile
water
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201911340529.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110981676A (zh
Inventor
官智
何延红
陈洁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southwest University
Original Assignee
Southwest University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southwest University filed Critical Southwest University
Priority to CN201911340529.7A priority Critical patent/CN110981676B/zh
Publication of CN110981676A publication Critical patent/CN110981676A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110981676B publication Critical patent/CN110981676B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07B—GENERAL METHODS OF ORGANIC CHEMISTRY; APPARATUS THEREFOR
    • C07B45/00—Formation or introduction of functional groups containing sulfur
    • C07B45/04—Formation or introduction of functional groups containing sulfur of sulfonyl or sulfinyl groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C315/00—Preparation of sulfones; Preparation of sulfoxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D333/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom
    • C07D333/02—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings
    • C07D333/04—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings not substituted on the ring sulphur atom
    • C07D333/26—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one sulfur atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings not substituted on the ring sulphur atom with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to ring carbon atoms
    • C07D333/30—Hetero atoms other than halogen
    • C07D333/34—Sulfur atoms
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/584—Recycling of catalysts

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heterocyclic Carbon Compounds Containing A Hetero Ring Having Oxygen Or Sulfur (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

本发明涉及一种可见光介导的阿托酸脱羧酮化反应制备β‑酮砜类化合物的方法，属于化合物制备领域。本发明的方法中采用环保的、来源广泛的阿托酸和稳定无气味的磺酰肼作为反应物，同时加入荧光素、无机碱和碘化钾后充分溶解在乙腈和水的混合溶剂中，在氧气氛围中进行(连通氧气球)，在可见光照射下进行反应即可得到β‑酮砜类化合物。本发明的制备方法具有原料简便易得、操作简单、反应条件温和、无金属残留以及反应体系对水不敏感的特点。

Description

一种可见光介导的阿托酸脱羧酮化反应制备β-酮砜类化合物 的方法
技术领域
本发明属于化合物制备领域，具体涉及一种可见光介导的阿托酸脱羧酮化反应制备β-酮砜类化合物的方法。
背景技术
脱羧反应由于具有原料来源广、合成成本低、原料转化率高、副产物少等诸多优点，在当代合成方法学中备受关注。在此类转化中，起始原料往往在羧基的活化作用下发生反应，并在随后的反应过程中脱出羧基，得到其他方法不易实现的目标产物，这也体现出该反应在有机方法学中的优势。迄今为止，除了传统的金属催化的脱羧方法外，光介导的脱羧反应由于其反应条件温和、绿色、可持续性等优点在有机合成方法中也表现出良好的发展前景。在该反应类型中，α-酮酸、不饱和羧酸和脂肪族羧酸等各类的羧酸化合物，均可作为原料用来制备有价值的精细化工产物。目前，光介导的脱羧过程主要分为两类：一种是光介导直接脱羧，即羧酸在光催化下直接消除二氧化碳，产生一种高活性的自由基，进行下一步反应。例如，2013年，Lei课题组报导了一种光诱导的α-酮酸直接脱羧酰胺化从而合成各类酰胺的反应(Angew.Chem.,Int.Ed.,2014,53,502-506)，如图1中I所示；另一种是光介导的自由基加成/脱羧，即光催化过程首先生成自由基，自由基与不饱和酸发生加成反应，形成另一自由基中间体，随后进行脱羧等转化反应，例如2017年，
Figure GDA0003784279450000011
课题组报道了以乙基溴二氟乙酸酯为CF2源的光介导的肉桂酸脱羧二氟甲基化反应(ACS Catal.,2017,7,7136-7140)，如图1中Ⅱ所示。与光介导直接脱羧相比，光介导的自由基加成/脱羧过程虽同样重要，却少有研究。
β-酮砜作为一种重要的含硫化合物，不仅具有生物和药物价值，而且还可广泛地充当各种重要化合物的合成原料。因此近几十年来，如何合高效成β-酮砜引起了化学家们的极大兴趣。传统β-酮砜的合成方法主要是直接对亚硫酸钠进行烷基化反应。可是由于这类合成方法具有需要预官能化底物、反应温度较高、反应时间较长等诸多缺陷，这使得其在大规模生产中失去了研究价值。最近在光催化或过渡金属催化条件下使烯烃或炔烃发生自由基氧化磺酰化反应，同样可以实现β-酮砜的合成：例如，2014年，Yadav课题组以AgNO3为催化剂以苯亚磺酸钠和苯乙烯为原料，成功合成了β-酮砜(如图2中a所示)；2016年，Yang课题组开发了一种可见光介导的烯烃与苯亚磺酸之间的氧磺酰化反应，成功制备了β-酮磺砜(如图2中b所示)，该方法需要惰性气氛保护，并以曙红Y(EY)作为光敏剂和叔丁基过氧化氢(TBHP)为外加氧化剂；2017年，Ni课题组以Ir(dtbbpy)(ppy)2PF6为光敏剂和盐酸为添加剂，实现了可见光诱导条件下炔烃与磺酰氯的氧磺酰化反应(如图2中c所示)；2019年，Wu课题组采用高能量的紫外光照射，通过三组分反应，成功合成了β-酮砜(如图2中d所示)。然而，从环保和实际操作的角度来看，这些已经发表的合成路径，仍存在一些不足：复杂的除氧操作、有害的自由基引发剂，不易得的起始原料，过量的无机盐添加剂，重金属残留等。因此，开发更环保、高效的合成方法，来避开这些合成缺陷，就显得尤为重要！
因此，需要探索新的制备方法来合成β-酮砜，使得制备过程中无金属残留，且以便宜易得的有机颜料为光敏剂，以清洁丰富的氧气为氧源和氧化剂。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种可见光介导的阿托酸脱羧酮化反应制备β-酮砜类化合物的方法。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
1、一种可见光介导的阿托酸脱羧酮化反应制备β-酮砜类化合物的方法，所述方法的反应式为：
Figure GDA0003784279450000021
其中，R1为H、F、Cl、Br、Me或CF3；
R2为苯基、取代的苯基、萘基、噻吩基或烷基；
所述碱为NaHCO3、Na2CO3、Cs2CO3、K2CO3、Na3PO4、NaOAc、DBU、Et3N或DABCO中的任意一种；
所述混合溶剂为MeCN/H2O、DMF/H2O、THF/H2O、1,4-二氧六环(Oxone)/H2O、MeCN/MeOH、MeCN/H2O中的任意一种；
所述催化加为曙红Y、亚甲基蓝、玫瑰红、曙红B、茜素红S、罗丹明、荧光素、三联吡啶氯化钌六水合物、三(2-苯基吡啶)合铱配合物、维生素B2、叶绿素、蒽醌-磺酸钠水合物或四(9-咔唑基)-间苯二腈中的任意一种。
优选的，所述取代的苯基中取代基为甲基、甲氧基、氰基、三氟甲基、苯基或氯中的任意一种或几种。
优选的，所述方法包括以下步骤：
(1)依次加入阿托酸1、磺酰肼2、光敏剂、碱和KI，充分溶解在混合溶剂中，密封条件下连通氧气球，在光照条件下进行反应，反应过程用TLC监测，监测到体系中的阿托酸1反应完即可结束反应；
(2)反应结束后旋转蒸发除去体系中的有机溶剂，在得到的浓缩反应混合物中加入水，用乙酸乙酯进行萃取，合并有机层，饱和食盐水洗涤后用无水Na2SO4干燥，过滤、浓缩滤液得到粗产物；
(3)将粗产物进行柱层析分离提纯，即可得到β-酮砜类化合物3。
优选的，所述阿托酸1为化合物1-1、化合物1-2、化合物1-3、化合物1-4、化合物1-5、化合物1-6或化合物1-7中的任意一种，所述化合物的结构式如下所示：
Figure GDA0003784279450000031
优选的，所述磺酰肼2为化合物2-1、化合物2-2、化合物2-3、化合物2-4、化合物2-5、化合物2-6、化合物2-7、化合物2-8、化合物2-9、化合物2-10、化合物2-11、化合物2-12、化合物2-13或化合物2-14阿托酸1，所述化合物的结构式如下所示：
Figure GDA0003784279450000032
优选的，所述阿托酸1和磺酰肼2的摩尔比为1:0.5～3。
更优选的，所述阿托酸1和磺酰肼2的摩尔比为1:1.5。
优选的，所述阿托酸1、荧光素、碱和碘化钾的摩尔比为1:0.01～0.04:0.75～2.5:0.5～2.0。
更优选的，所述阿托酸1、荧光素、碱和碘化钾的摩尔比为1:0.03:1:1。
优选的，所述混合溶剂为MeCN/H2O时，MeCN与H2O的体积比为3.3～25:1。
更优选的，所述MeCN与H2O的体积比为5.5:1。
优选的，所述混合溶剂为DMF/H2O时，DMF与H2O的体积比为3.3～25:1。
优选的，所述混合溶剂为THF/H2O时，THF与H2O的体积比为3.3～25:1。
优选的，所述混合溶剂为Oxone/H2O时，1,4-二氧六环(Oxone)与H2O的体积比为3.3～25:1。
优选的，所述混合溶剂为MeCN/MeOH时，MeCN和MeOH的体积比为3.3～25:1。
优选的，所述光照为荧光灯照射(CFL)、蓝色发光二极管照射(blue LEDs)或绿色发光二极管照射(green LEDs)。
优选的，所述光照时的功率为5～32W。
本发明的有益效果在于：本发明提供了一种可见光介导的阿托酸脱羧酮化反应来制备β-酮砜类化合物的方法，采用商业可得的、环保的阿托酸和稳定无气味的磺酰肼作为反应物，在绿色的氧源、可见光照射、碱催化的条件下反应制备得到β-酮砜类化合物，具有原料简便易得、操作简单、反应条件温和、无金属残留以及反应体系对水不敏感的特点。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：
图1为现有技术中光介导的脱羧过程研究，其中I为光诱导的α-酮酸直接脱羧酰胺化的反应，Ⅱ为以乙基溴二氟乙酸酯为CF2源的光介导的肉桂酸脱羧二氟甲基化反应；
图2为现有技术中通过烯烃或炔烃发生自由基氧化磺酰化反应制备β-酮砜化合物研究，其中a为以AgNO3为催化剂、以苯亚磺酸钠和苯乙烯为原料的反应，b为烯烃与苯亚磺酸之间的氧磺酰化反应，c为炔烃与磺酰氯的氧磺酰化反应，d为高能量紫外光照射的的三组分反应；
图3为研究本发明可见光介导的阿托酸脱羧酮化反应制备β-酮砜类化合物的反应机理的实验以及结果图，其中I为自由基淬灭实验，b为同位素标记实验；
图4为开/关实验结果图；
图5为以实施例1为例研究的本发明的制备方法的机理图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例中采用的化合物阿托酸1包括化合物1-1、化合物1-2、化合物1-3、化合物1-4、化合物1-5、化合物1-6和化合物1-7，对应化合物的结构式如下所示：
Figure GDA0003784279450000051
实施例中采用的化合物磺酰肼2包括化合物2-1、化合物2-2、化合物2-3、化合物2-4、化合物2-5、化合物2-6、化合物2-7、化合物2-8、化合物2-9、化合物2-10、化合物2-11、化合物2-12、化合物2-13和化合物2-14，对应化合物的结构式如下所示：
Figure GDA0003784279450000052
实施例中制备的化合物β-酮砜类化合物3对应的结构式以及反应过程中的反应时间和产率对应情况为：
Figure GDA0003784279450000061
实施例1
制备化合物3aa(1-phenyl-2-(phenylsulfonyl)ethan-1-one)，制备方法如下：
(1)按照1:1.5:0.03:1:1的摩尔比依次加入阿托酸1(结构式为1-1的化合物)、磺酰肼2(结构式为2-1的化合物)、荧光素、碱(NaHCO3)和KI，充分溶解在乙腈和水的混合溶剂(乙腈和水的体积比为5.5:1)中，密封条件下连通氧气球，在23W的紧凑型荧光灯光照条件下进行反应，反应过程用TLC监测，检测到体系中阿托酸1反应完即可结束反应；
(2)对反应结束后的反应混合物进行减压浓缩，向浓缩物中加入水，用乙酸乙酯进行萃取，合并有机层，用饱和食盐水洗涤后用无水Na2SO4干燥，过滤得到的液体进行再次减压浓缩得到粗产物；
(3)将粗产物进行柱层析分离提纯，即可得到化合物3aa。
化合物3aa结构表征数据如下：白色固体(yield:82％)；Mp:87-89℃；1H NMR(600MHz,CDCl3):δ(ppm)7.93(d,J＝7.6Hz,2H),7.90(d,J＝7.6Hz,2H),7.66(t,J＝7.4Hz,1H),7.61(t,J＝7.4Hz,1H),7.54(t,J＝7.8Hz,2H),7.47(t,J＝7.8Hz,2H),4.74(s,2H)；13CNMR(151MHz,CDCl3)δ188.0,138.8,135.8,134.4,134.2,129.3,129.2,128.9,128.6,63.5。
实施例2
制备化合物3ab(1-phenyl-2-tosylethan-1-one)，制备方法如下：
(1)按照1:1.5:0.03:1:1的摩尔比依次加入阿托酸1(结构式为1-1的化合物)、磺酰肼2(结构式为2-2的化合物)、荧光素、碱(NaHCO3)和KI，充分溶解在乙腈和水的混合溶剂(乙腈和水的体积比为5.5:1)中，密封条件下连通氧气球，在23W的紧凑型荧光灯光照条件下进行反应，反应过程用TLC监测，检测到体系中阿托酸1反应完即可结束反应；
(2)对反应结束后的旋转蒸发除去乙腈，在得到的浓缩反应混合物中加入水，用乙酸乙酯萃取，合并有机相，用饱和食盐水洗涤后用无水Na2SO4干燥，过滤得到的液体进行再次减压浓缩得到粗产物；
(3)将粗产物进行柱层析分离提纯，即可得到化合物3ab。
化合物3ab结构表征数据如下：白色固体(74％)；Mp:110℃；1H NMR(600MHz,CDCl3)δ7.94(d,J＝7.7Hz,2H),7.76(d,J＝8.1Hz,2H),7.61(t,J＝7.4Hz,1H),7.47(t,J＝7.7Hz,2H),7.32(d,J＝8.0Hz,2H),4.71(s,2H),2.43(s,3H).13C NMR(151MHz,CDCl3)δ188.2,145.4,135.9,135.8,134.3,129.8,129.3,128.8,128.6,63.6,21.7。
实施例3
制备化合物3ac(2-((4-methoxyphenyl)sulfonyl)-1-phenylethan-1-one)，制备方法如下：
(1)按照1:1.5:0.03:1:1的摩尔比依次加入阿托酸1(结构式为1-1的化合物)、磺酰肼2(结构式为2-3的化合物)、荧光素、碱(NaHCO3)和KI，充分溶解在乙腈和水的混合溶剂(乙腈和水的体积比为5.5:1)中，密封条件下连通氧气球，在23W的紧凑型荧光灯光照条件下进行反应，反应过程用TLC监测，检测到体系中阿托酸1反应完即可结束反应；
(2)对反应结束后旋转蒸发除去乙腈，在得到的浓缩反应混合物中加入水，用乙酸乙酯萃取，合并有机层，用饱和食盐水洗涤后用无水Na2SO4干燥，过滤得到的液体进行再次减压浓缩得到粗产物；
(3)将粗产物进行柱层析分离提纯，即可得到化合物3ac。
化合物3ac结构表征数据如下：白色固体(yield:86％)；Mp:106-108℃；1H NMR(600MHz,CDCl3)δ7.94(d,J＝7.8Hz,2H),7.80(d,J＝8.8Hz,2H),7.61(t,J＝7.4Hz,1H),7.47(t,J＝7.7Hz,2H),6.98(d,J＝8.8Hz,2H),4.71(s,2H),3.86(s,3H)；13C NMR(151MHz,CDCl3)δ188.3,164.2,135.9,134.3,130.9,130.3,129.3,128.8,114.4,63.8,55.7。
实施例4
制备化合物3ad(4-((2-oxo-2-phenylethyl)sulfonyl)benzonitrile)，制备方法如下：
(1)按照1:1:0.02:1.5:1.5的摩尔比依次加入阿托酸1(结构式为1-1的化合物)、磺酰肼2(结构式为2-4的化合物)、荧光素、碱(Na2CO3)和KCl，充分溶解在乙腈和水的混合溶剂(乙腈和水的体积比为5.5:1)中，密封条件下连通氧气球，在23W的光照条件下进行反应，反应过程用TLC监测，检测到体系中阿托酸1反应完即可结束反应；
(2)对反应结束后旋转蒸发除去乙腈，在得到的浓缩反应混合物中加入水，用乙酸乙酯萃取，合并有机层，用饱和食盐水洗涤后用无水Na2SO4干燥，过滤得到的液体进行再次减压浓缩得到粗产物；
(3)将粗产物进行柱层析分离提纯，即可得到化合物3ad。
化合物3ad结构表征数据如下：白色固体(yield:63％)；Mp:137-139℃；1H NMR(600MHz,CDCl3)δ8.04(d,J＝8.3Hz,2H),7.92(d,J＝7.8Hz,2H),7.86(d,J＝8.3Hz,2H),7.66(t,J＝7.4Hz,1H),7.51(t,J＝7.8Hz,2H),4.79(s,2H).13C NMR(151MHz,CDCl3)δ187.7,142.7,135.4,134.8,132.9,129.5,129.2,129.1,118.0,117.0,63.0。
实施例5
制备化合物3ae(1-phenyl-2-((4-(trifluoromethyl)phenyl)sulfonyl)ethan-1-one)，制备方法如下：
(1)按照1:3:0.01:1:1的摩尔比依次加入阿托酸1(结构式为1-1的化合物)、磺酰肼2(结构式为2-5的化合物)、荧光素、碱(NaHCO3)和KBr，充分溶解在乙腈和水的混合溶剂(乙腈和水的体积比为5.5:1)中，密封条件下连通氧气球，在23W的光照条件下进行反应，反应过程用TLC监测，检测到体系中阿托酸1反应完即可结束反应；
(2)对反应结束后旋转蒸发除去乙腈，在得到的浓缩反应混合物中加入水，用乙酸乙酯萃取，合并有机层，用饱和食盐水洗涤后用无水Na2SO4干燥，过滤得到的液体进行再次减压浓缩得到粗产物；
(3)将粗产物进行柱层析分离提纯，即可得到化合物3ae。
化合物3ae结构表征数据如下：白色固体(60％)；Mp:104-106℃；1H NMR(600MHz,CDCl3)δ8.05(d,J＝8.1Hz,2H),7.93(d,J＝7.6Hz,2H),7.82(d,J＝8.2Hz,2H),7.64(t,J＝7.4Hz,1H),7.50(t,J＝7.7Hz,2H),4.79(s,2H).13C NMR(151MHz,CDCl3)δ187.7,142.2,135.9(q,J＝33Hz),135.5,134.7,129.4,129.2,129.0,126.3(q,J＝3.6Hz),123.1(q,J＝272Hz),63.1.19F NMR(565MHz,CDCl3)δ-63.3(s)。
实施例6
制备化合物3af(2-([1,1'-biphenyl]-4-ylsulfonyl)-1-phenylethan-1-one)，制备方法如下：
(1)按照1:1.5:0.03:1:1的摩尔比依次加入阿托酸1(结构式为1-1的化合物)、磺酰肼2(结构式为2-6的化合物)、荧光素、无机碱(NaHCO3)和KI，充分溶解在乙腈和水的混合溶剂(乙腈和水的体积比为5.5:1)中，密封条件下连通氧气球，在23W的光照条件下进行反应，反应过程用TLC监测，检测到体系中阿托酸1反应完即可结束反应；
(2)对反应结束后旋转蒸发除去乙腈，在得到的浓缩反应混合物中加入水，用乙酸乙酯萃取，合并有机层，用饱和食盐水洗涤后用无水Na2SO4干燥，过滤得到的液体进行再次减压浓缩得到粗产物；
(3)将粗产物进行柱层析分离提纯，即可得到化合物3af。
化合物3af结构表征数据如下：白色固体(yield:82％)；Mp:145-147℃；1H NMR(600MHz,CDCl3)δ7.95(d,J＝7.9Hz,4H),7.73(d,J＝8.3Hz,2H),7.60(dd,J＝14.0,7.3Hz,3H),7.51–7.45(m,4H),7.43(t,J＝7.3Hz,1H),4.78(s,2H).13C NMR(151MHz,CDCl3)δ188.1,147.2,139.1,137.3,135.8,134.4,129.3,129.2,129.1,128.9,128.8,127.8,127.4,63.6。
实施例7
制备化合物3ag(1-phenyl-2-(m-tolylsulfonyl)ethan-1-one)，制备方法如下：
(1)按照1:1.5:0.03:1:1的摩尔比依次加入阿托酸1(结构式为1-1的化合物)、磺酰肼2(结构式为2-7的化合物)、荧光素和无机碱(NaHCO3)，充分溶解在乙腈和水的混合溶剂(乙腈和水的体积比为5.5:1)中，密封条件下连通氧气球，在23W的光照条件下进行反应，反应过程用TLC监测，检测到体系中阿托酸1反应完即可结束反应；
(2)对反应结束后旋转蒸发除去乙腈，在得到的浓缩反应混合物中加入水，用乙酸乙酯萃取，合并有机层，用饱和食盐水洗涤后用无水Na2SO4干燥，过滤得到的液体进行再次减压浓缩得到粗产物；
(3)将粗产物进行柱层析分离提纯，即可得到化合物3ag。
化合物3ag结构表征数据如下：白色固体(82％)；61-63℃；1H NMR(600MHz,CDCl3)δ7.93(d,J＝7.7Hz,2H),7.68(s,2H),7.61(t,J＝7.4Hz,1H),7.44(ddd,J＝15.7,13.6,7.7Hz,4H),4.72(s,2H),2.40(s,3H).13C NMR(151MHz,CDCl3)δ188.0,139.6,138.7,135.8,135.0,134.3,129.3,129.1,128.8,128.8,125.7,63.6,21.3.HRMS m/z[M+Na]+,Cal.297.0556,Found:297.0558。
实施例8
制备化合物3ah(1-phenyl-2-(o-tolylsulfonyl)ethan-1-one)，制备方法如下：
(1)按照1:3:0.01:1.5:1.5的摩尔比依次加入阿托酸1(结构式为1-1的化合物)、磺酰肼2(结构式为2-8的化合物)、荧光素、无机碱(NaHCO3)和KI，充分溶解在乙腈和水的混合溶剂(乙腈和水的体积比为5.5:1)中，密封条件下连通氧气球，在23W的光照条件下进行反应，反应过程用TLC监测，检测到体系中阿托酸1反应完即可结束反应；
(2)反应结束后旋转蒸发除去乙腈，在得到的浓缩反应混合物中加入水，用乙酸乙酯萃取，合并有机层，用饱和食盐水洗涤后用无水Na2SO4干燥，过滤得到的液体进行再次减压浓缩得到粗产物；
(3)将粗产物进行柱层析分离提纯，即可得到化合物3ah。
化合物3ah结构表征数据如下：白色固体(yield:55％)；Mp:67-69℃；1H NMR(600MHz,CDCl3)δ7.95(d,J＝8.1Hz,2H),7.88(d,J＝7.9Hz,1H),7.62(dd,J＝10.8,3.9Hz,1H),7.52(t,J＝7.5Hz,1H),7.48(t,J＝7.6Hz,2H),7.33(dd,J＝16.3,7.8Hz,2H),4.75(s,2H),2.73(s,3H).13C NMR(151MHz,CDCl3)δ187.9,138.4,137.1,135.9,134.3,134.2,132.8,130.6,129.4,128.8,126.6,63.0,20.5。
实施例9
制备化合物3ai(2-(mesitylsulfonyl)-1-phenylethan-1-one)，制备方法如下：
(1)按照1:1:0.01:2:2的摩尔比依次加入阿托酸1(结构式为1-1的化合物)、磺酰肼2(结构式为2-9的化合物)、荧光素、无机碱(NaHCO3)和KI，充分溶解在乙腈和水的混合溶剂(乙腈和水的体积比为5.5:1)中，密封条件下连通氧气球，在23W的光照条件下进行反应，反应过程用TLC监测，检测到体系中阿托酸1反应完即可结束反应；
(2)反应结束后旋转蒸发除去乙腈，在得到的浓缩反应混合物中加入水，用乙酸乙酯萃取，合并有机层，用饱和食盐水洗涤后用无水Na2SO4干燥，过滤得到的液体进行再次减压浓缩得到粗产物；
(3)将粗产物进行柱层析分离提纯，即可得到化合物3ai。
化合物3ai结构表征数据如下：白色固体(yield:15％)；Mp:137-139℃；1H NMR(600MHz,CDCl3)δ7.97(d,J＝7.6Hz,2H),7.62(t,J＝7.4Hz,1H),7.48(t,J＝7.7Hz,2H),6.95(s,2H),4.72(s,2H),2.59(s,6H),2.31(s,3H).13C NMR(151MHz,CDCl3)δ188.4,144.0,140.3,136.1,134.2,133.0,132.3,129.4,128.8,63.7,22.9,21.1.HRMS m/z[M+Na]+,Cal.325.0869,Found:325.0870。
实施例10
制备化合物3aj(2-((4-chlorophenyl)sulfonyl)-1-phenylethan-1-one)，制备方法如下：
(1)按照1:1.5:0.03:1:1的摩尔比依次加入阿托酸1(结构式为1-1的化合物)、磺酰肼2(结构式为2-10的化合物)、荧光素、无机碱(NaHCO3)和KI，充分溶解在乙腈和水的混合溶剂(乙腈和水的体积比为5.5:1)中，密封条件下连通氧气球，在23W的光照条件下进行反应，反应过程用TLC监测，检测到体系中阿托酸1反应完即可结束反应；
(2)反应结束后旋转蒸发除去乙腈，在得到的浓缩反应混合物中加入水，用乙酸乙酯萃取，合并有机层，用饱和食盐水洗涤后用无水Na2SO4干燥，过滤得到的液体进行再次减压浓缩得到粗产物；
(3)将粗产物进行柱层析分离提纯，即可得到化合物3aj。
化合物3aj结构表征数据如下：白色固体(yield:83％)；Mp:127-129℃；1H NMR(600MHz,CDCl3)δ7.93(d,J＝7.7Hz,2H),7.83(d,J＝8.4Hz,2H),7.63(t,J＝7.4Hz,1H),7.54–7.47(m,4H),4.75(s,2H).13C NMR(151MHz,CDCl3)δ187.9,141.1,137.2,135.6,134.5,130.2,129.5,129.3,129.0,63.4。
实施例11
制备化合物3ak(2-((4-fluorophenyl)sulfonyl)-1-phenylethan-1-one)，制备方法如下：
(1)按照1:1.5:0.02:1.5:1.5的摩尔比依次加入阿托酸1(结构式为1-1的化合物)、磺酰肼2(结构式为2-11的化合物)、荧光素、无机碱(NaHCO3)和KI，充分溶解在乙腈和水的混合溶剂(乙腈和水的体积比为5.5:1)中，密封条件下连通氧气球，在23W的光照条件下进行反应，反应过程用TLC监测，检测到体系中阿托酸1反应完即可结束反应；
(2)反应结束后旋转蒸发除去乙腈，在得到的浓缩反应混合物中加入水，用乙酸乙酯萃取，合并有机层，用饱和食盐水洗涤后用无水Na2SO4干燥，过滤得到的液体进行再次减压浓缩得到粗产物；
(3)将粗产物进行柱层析分离提纯，即可得到化合物3ak。
化合物3ak结构表征数据如下：白色固体(yield:66％)；Mp:148-150℃；1H NMR(600MHz,CDCl3)δ7.96–7.89(m,4H),7.64(t,J＝7.4Hz,1H),7.49(t,J＝7.7Hz,2H),7.22(t,J＝8.4Hz,2H),4.74(s,2H).13C NMR(151MHz,CDCl3)δ188.0,166.16(d,J＝256.5Hz),135.7,134.7,134.5,131.7(d,J＝9.8Hz),129.3,128.9,116.5(d,J＝22.5Hz),63.5.19FNMR(565MHz,CDCl3)δ-102.4(s)。
实施例12
制备化合物3al(2-(naphthalen-2-ylsulfonyl)-1-phenylethan-1-one)，制备方法如下：
(1)按照1:3:0.03:1:1的摩尔比依次加入阿托酸1(结构式为1-1的化合物)、磺酰肼2(结构式为2-12的化合物)、荧光素、无机碱(NaHCO3)和KI，充分溶解在乙腈和水的混合溶剂(乙腈和水的体积比为5.5:1)中，密封条件下连通氧气球，在23W的光照条件下进行反应，反应过程用TLC监测，检测到体系中阿托酸1反应完即可结束反应；
(2)反应结束后旋转蒸发除去乙腈，在得到的浓缩反应混合物中加入水，用乙酸乙酯萃取，合并有机层，用饱和食盐水洗涤后用无水Na2SO4干燥，过滤得到的液体进行再次减压浓缩得到粗产物；
(3)将粗产物进行柱层析分离提纯，即可得到化合物3al。
化合物3al结构表征数据如下：白色固体(yield:82％)；Mp:121-123℃；1H NMR(600MHz,CDCl3)δ8.45(s,1H),7.99–7.85(m,7H),7.66(t,J＝7.0Hz,1H),7.61(t,J＝9.0Hz,1H),7.56(t,J＝6.0Hz,1H),7.43(t,J＝7.8Hz,2H),4.81(s,2H).13C NMR(151MHz,CDCl3)δ188.0,135.9-135.5(m),135.5-135.5(m),134.3,132.1,130.7,129.7-129.4(m),129.3,128.8,128.0,127.7,123.0,63.6。
实施例13
制备化合物3am(1-phenyl-2-(thiophen-2-ylsulfonyl)ethan-1-one)，制备方法如下：
(1)按照1:1:0.03:1:1的摩尔比依次加入阿托酸1(结构式为1-1的化合物)、磺酰肼2(结构式为2-13的化合物)、荧光素、无机碱(NaHCO3)和KI，充分溶解在乙腈和水的混合溶剂(乙腈和水的体积比为5.5:1)中，密封条件下连通氧气球，在23W的光照条件下进行反应，反应过程用TLC监测，检测到体系中阿托酸1反应完即可结束反应；
(2)反应结束后旋转蒸发除去乙腈，在得到的浓缩反应混合物中加入水，用乙酸乙酯萃取，合并有机相，用饱和食盐水洗涤后用无水Na2SO4干燥，过滤得到的液体进行再次减压浓缩得到粗产物；
(3)将粗产物进行柱层析分离提纯，即可得到化合物3am。
化合物3am结构表征数据如下：白色固体(yield:49％)；Mp:118-120℃；1H NMR(600MHz,CDCl3)δ7.95(d,J＝7.7Hz,2H),7.74(d,J＝4.4Hz,1H),7.69(d,J＝3.6Hz,1H),7.63(t,J＝7.3Hz,1H),7.49(t,J＝7.7Hz,2H),7.131(t,J＝6.0Hz,1H),4.83(s,2H).13CNMR(151MHz,CDCl3)δ187.8,139.5,135.7,135.5,135.0,134.4,129.2,128.9,127.9,64.4。
实施例14
制备化合物3an(2-(butylsulfonyl)-1-phenylethan-1-one)，制备方法如下：
(1)按照1:3:0.03:1:1的摩尔比依次加入阿托酸1(结构式为1-1的化合物)、磺酰肼2(结构式为2-14的化合物)、荧光素、无机碱(NaHCO3)和KI，充分溶解在乙腈和水的混合溶剂(乙腈和水的体积比为5.5:1)中，密封条件下连通氧气球，在23W的光照条件下进行反应，反应过程用TLC监测，检测到体系中阿托酸1反应完即可结束反应；
(2)反应结束后旋转蒸发除去乙腈，在得到的浓缩反应混合物中加入水，用乙酸乙酯萃取，合并有机相，用饱和食盐水洗涤后用无水Na2SO4干燥，过滤得到的液体进行再次减压浓缩得到粗产物；
(3)将粗产物进行柱层析分离提纯，即可得到化合物3an。
化合物3an结构表征数据如下：白色固体(yield:53％)；Mp:66-68℃；1H NMR(600MHz,CDCl3)δ8.02(d,J＝7.7Hz,2H),7.66(t,J＝7.4Hz,1H),7.53(t,J＝7.7Hz,2H),4.57(s,2H),3.26(t,J＝6.0Hz,2H),1.91-1.86(m,2H),1.54-1.48(m,2H),0.98(t,J＝7.4Hz,3H).13C NMR(151MHz,CDCl3)δ189.3,135.8,134.6,129.3,129.0,59.6,53.5,23.9,21.6,13.5。
实施例15
制备化合物3ba(1-(4-chlorophenyl)-2-(phenylsulfonyl)ethan-1-one)，制备方法如下：
(1)按照1:1.5:0.03:1:1的摩尔比依次加入阿托酸1(结构式为1-4的化合物)、磺酰肼2(结构式为2-1的化合物)、荧光素、无机碱(NaHCO3)和KI，充分溶解在乙腈和水的混合溶剂(乙腈和水的体积比为5.5:1)中，密封条件下连通氧气球，在23W的紧凑型荧光灯光照条件下进行反应，反应过程用TLC监测，检测到体系中阿托酸1反应完即可结束反应；
(2)反应结束后旋转蒸发除去乙腈，在得到的浓缩反应混合物中加入水，用乙酸乙酯萃取，合并有机相，用饱和食盐水洗涤后用无水Na2SO4干燥，过滤得到的液体进行再次减压浓缩得到粗产物；
(3)将粗产物进行柱层析分离提纯，即可得到化合物3ba。
化合物3ba结构表征数据如下：白色固体(yield:91％)；Mp:124-126℃；1H NMR(600MHz,CDCl3)δ7.88(t,J＝7.7Hz,6H),7.67(t,J＝7.4Hz,2H),7.55(t,J＝7.8Hz,3H),7.45(d,J＝8.5Hz,3H),4.71(s,3H).13C NMR(151MHz,CDCl3)δ186.9,141.2,138.6,134.4,134.1,130.8,129.3,129.3,128.5,63.6。
实施例16
制备化合物3ca(1-(4-fluorophenyl)-2-(phenylsulfonyl)ethan-1-one)，制备方法如下：
(1)按照1:1.5:0.03:1:1的摩尔比依次加入阿托酸1(结构式为1-3的化合物)、磺酰肼2(结构式为2-1的化合物)、荧光素、无机碱(NaHCO3)和KI，充分溶解在乙腈和水的混合溶剂(乙腈和水的体积比为5.5:1)中，密封条件下连通氧气球，在23W的紧凑型荧光灯光照条件下进行反应，反应过程用TLC监测，检测到体系中阿托酸1反应完即可结束反应；
(2)反应结束后旋转蒸发除去乙腈，在得到的浓缩反应混合物中加入水，用乙酸乙酯萃取，合并有机相，用饱和食盐水洗涤后用无水Na2SO4干燥，过滤得到的液体进行再次减压浓缩得到粗产物；
(3)将粗产物进行柱层析分离提纯，即可得到化合物3ca。
化合物3ca结构表征数据如下：白色固体(73％)；Mp:114-116℃；1H NMR(600MHz,CDCl3)δ7.99(dd,J＝8.6,5.4Hz,2H),7.89(d,J＝7.6Hz,2H),7.68(t,J＝7.4Hz,1H),7.56(t,J＝7.7Hz,2H),7.15(t,J＝8.5Hz,2H),4.71(s,2H).13C NMR(151MHz,CDCl3)δ186.4,166.5(d,J＝255.0Hz),138.8,134.3,132.3(d,J＝3.0Hz),132.2,132.2,129.3,128.5,116.1(d,J＝22.5Hz),63.7.19F NMR(565MHz,CDCl3)δ-102.3(s)。
实施例17
制备化合物3da(1-(4-bromophenyl)-2-(phenylsulfonyl)ethan-1-one)，制备方法如下：
(1)按照1:1.5:0.03:1:1的摩尔比依次加入阿托酸1(结构式为1-5的化合物)、磺酰肼2(结构式为2-1的化合物)、荧光素、无机碱(NaHCO3)和KI，充分溶解在乙腈和水的混合溶剂(乙腈和水的体积比为5.5:1)中，密封条件下连通氧气球，在23W的紧凑型荧光灯光照条件下进行反应，反应过程用TLC监测，检测到体系中阿托酸1反应完即可结束反应；
(2)反应结束后旋转蒸发除去乙腈，在得到的浓缩反应混合物中加入水，用乙酸乙酯萃取，合并有机向层，用饱和食盐水洗涤后用无水Na2SO4干燥，过滤得到的液体进行再次减压浓缩得到粗产物；
(3)将粗产物进行柱层析分离提纯，即可得到化合物3da。
化合物3da结构表征数据如下：淡黄色固体(yield:82％)；Mp:128-130℃；1H NMR(600MHz,CDCl3)δ7.87(d,J＝7.7Hz,2H),7.81(d,J＝8.2Hz,2H),7.67(t,J＝7.1Hz,1H),7.62(d,J＝8.1Hz,2H),7.55(t,J＝7.5Hz,2H),4.69(s,2H).13C NMR(151MHz,CDCl3)δ187.1,134.,134.3,132.2,130.8,130.0,129.5,129.3,128.5,63.6。
实施例18
制备化合物3ea(2-(phenylsulfonyl)-1-(p-tolyl)ethan-1-one)，制备方法如下：
(1)按照1:1.5:0.03:1:1的摩尔比依次加入阿托酸1(结构式为1-2的化合物)、磺酰肼2(结构式为2-1的化合物)、荧光素、无机碱(NaHCO3)和KI，充分溶解在乙腈和水的混合溶剂(乙腈和水的体积比为5.5:1)中，密封条件下连通氧气球，在23W的紧凑型荧光灯光照条件下进行反应，反应过程用TLC监测，检测到体系中阿托酸1反应完即可结束反应；
(2)反应结束后旋转蒸发除去乙腈，在得到的浓缩反应混合物中加入水，用乙酸乙酯萃取，合并有机相，用饱和食盐水洗涤后用无水Na2SO4干燥，过滤得到的液体进行再次减压浓缩得到粗产物；
(3)将粗产物进行柱层析分离提纯，即可得到化合物3ea。
化合物3ea结构表征数据如下：淡黄色固体(yield:86％)；Mp:114-116℃；1H NMR(600MHz,CDCl3)δ7.89(d,J＝7.8Hz,2H),7.83(d,J＝8.1Hz,2H),7.65(t,J＝7.4Hz,1H),7.54(t,J＝7.7Hz,2H),7.27(d,J＝7.8Hz,2H),4.71(s,2H),2.42(s,3H).13C NMR(151MHz,CDCl3)δ187.5,145.6,138.9,134.2,133.4,129.6,129.5,129.2,128.6,63.5,21.8。
实施例19
制备化合物3fa(2-(phenylsulfonyl)-1-(4-(trifluoromethyl)phenyl)ethan-1-one)，制备方法如下：
(1)按照1:1.5:0.03:1:1的摩尔比依次加入阿托酸1(结构式为1-6的化合物)、磺酰肼2(结构式为2-1的化合物)、荧光素、无机碱(NaHCO3)和KI，充分溶解在乙腈和水的混合溶剂(乙腈和水的体积比为5.5:1)中，密封条件下连通氧气球，在23W的紧凑型荧光灯光照条件下进行反应，反应过程用TLC监测，检测到体系中阿托酸1反应完即可结束反应；
(2)反应结束后旋转蒸发除去乙腈，在得到的浓缩反应混合物中加入水，用乙酸乙酯萃取，合并有机相，用饱和食盐水洗涤后用无水Na2SO4干燥，过滤得到的液体进行再次减压浓缩得到粗产物；
(3)将粗产物进行柱层析分离提纯，即可得到化合物3fa。
化合物3fa结构表征数据如下：白色固体(yield:68％)；Mp:94℃；1H NMR(600MHz,CDCl3)δ8.07(d,J＝6.0Hz)7.89(d,J＝6.0Hz),7.75(d,J＝12.0Hz),7.68(t,J＝6.0Hz),7.56(t,J＝6.0Hz),4.76(s).13C NMR(151MHz,CDCl3)δ187.3,138.6,138.4,135.5(q,J＝33.0Hz),134.4,129.7,129.3,128.5,123.4(q,J＝271.5Hz),125.9(d,J＝3.7Hz),63.8.19FNMR(565MHz,CDCl3)δ-63.3(s).HRMS m/z[M+Na]+,Cal.351.0273,Found:351.0273。
实施例20
制备化合物3ga(1-(3,4-dichlorophenyl)-2-(phenylsulfonyl)ethan-1-one)，制备方法如下：
(1)按照1:1.5:0.03:1:1的摩尔比依次加入阿托酸1(结构式为1-7的化合物)、磺酰肼2(结构式为2-1的化合物)、荧光素、无机碱(NaHCO3)和KI，充分溶解在乙腈和水的混合溶剂(乙腈和水的体积比为5.5:1)中，密封条件下连通氧气球，在23W的紧凑型荧光灯光照条件下进行反应，反应过程用TLC监测，检测到体系中阿托酸1反应完即可结束反应；
(2)反应结束后旋转蒸发除去乙腈，在得到的浓缩反应混合物中加入水，用乙酸乙酯萃取，合并有机相，用饱和食盐水洗涤后用无水Na2SO4干燥，过滤得到的液体进行再次减压浓缩得到粗产物；
(3)将粗产物进行柱层析分离提纯，即可得到化合物3ga。
化合物3ga结构表征数据如下：淡黄色固体(yield:77％)；Mp:114-116℃；1H NMR(600MHz,CDCl3)δ8.00(s,1H),7.88(d,J＝6.0Hz,2H),7.80(d,J＝12.0Hz,1H),7.69(t,J＝6.0Hz,1H),7.57(t,J＝6.0Hz,3H),4.69(s,2H).13C NMR(151MHz,CDCl3),186.0,139.3,138.4,135.2,134.5,133.8,131.1,131.0,129.4,128.5,128.4,63.6.HRMS m/z[M+Na]+,Cal.350.9620,Found:350.9620。
从实施例1～实施例6中β-酮砜类化合物的产率可以看出，当反应物中的阿托酸化合物不变，而改变反应物中的磺酰肼的取代基时β-酮砜类化合物的产率会发生相应的变化，总的来说，富电子的芳磺酰肼参与反应得到的产率较高，而缺电子的芳磺酰肼参与反应得到的产率这相对较低。
另外苯磺酰肼上取代基导致的空间效应对反应的产率也有影响，从实施例2和实施例7中的产率可以看出苯磺酰肼的对位或者间位取代造成的空间效应对反应的产率基本没有影响，但与实施例8的产率相比则说明苯磺酰肼的邻位取代造成的空间效应能够明显降低反应的产率。实施例9中空间位阻更大的三甲苯磺酰肼参与反应得到的15％得产率则进一步说明磺酰肼的效应对本发明β-酮砜类化合物制备方法中产率的影响。
实施例10和实施例11中的反应结果说明在本发明的制备方法中，磺酰肼上的卤素取代基如F和Cl基团表现出良好的耐受性，这在许多过渡金属参与的反应中是难以实现的，进一步说明本发明的制备方法的优异性。同时烷基磺酰肼、聚芳基磺酰肼和杂芳基磺酰肼在本发明的制备方法中具有良好的适应性，反应得到的目标产物的产率可达到50％以上(具体如实施例12～14所示)。
鉴于上述磺酰肼作为反应底物对本发明制备方法的影响，以苯磺酰肼为固定的反应物，继续考察阿托酸上不同取代基对反应的影响。从实施例1以及实施例15～19的反应情况可以看出，无论含富电子基团或者含缺电子基团的阿托酸衍生物，均可作为本发明制备方法的反应物，并且得到良好的产率，其中实施例15中4-Cl-苯基取代的反应物的反应活性最好，生成3ba的产率高达91％；当以双取代的阿托酸为底物(实施例20)时，生成的3ga的产率为77％。
最后，实施例5、实施例11、实施例16以及实施例19中制备得到含氟的β-酮砜类化合物，鉴于含氟化合物在医药和农化领域的诱人应用，说明本发明的制备方法对于合成在芳环上不同位置含有F基团的β-酮砜具有十分重要的优势。
研究不同反应条件下的产率
(1)按照X1:X2:Xf:Xb:Xi的摩尔比依次加入阿托酸1(结构式为1-1的化合物)、磺酰肼2(结构式为2-1的化合物)、光敏剂、碱和KI，充分溶解在混合溶剂中，密封条件下连通氧气球，在光照条件下进行反应，反应过程用TLC监测，检测到体系中阿托酸1反应完即可结束反应；
(2)对反应结束后的反应混合物进行减压浓缩，向浓缩物中加入水，用乙酸乙酯进行萃取，合并有机层，用饱和食盐水洗涤后用无水Na2SO4干燥，过滤得到的液体进行再次减压浓缩得到粗产物；
(3)将粗产物进行柱层析分离提纯，即可得到化合物3aa。
1、研究光敏剂对反应产率的影响：
首先，按照1:2.0:0.02:2:1的摩尔比依次加入阿托酸1(结构式为1-1的化合物)、磺酰肼2(结构式为2-1的化合物)、某种光敏剂[如：曙红Y(Eosin Y)、亚甲蓝(Methyleneblue)、玫瑰红(Rose Bengal)、曙红B(Eosin B)、茜素红S(Alizarin red S)、罗丹明(Rhodamine B)、荧光素(Fluorescein)、三联吡啶氯化钌六水合物(Ru(bpy)2Cl2·6H2O)、三(2-苯基吡啶)合铱配合物(fac-Ir(ppy)3)、维生素B2(Riboflavin)、叶绿素(Chlorophyll)、蒽醌-磺酸钠水合物(Sodium anthraquinone-sulfonate)和四(9-咔唑基)-间苯二腈(4CzIPN))]、NaHCO3和KI，充分溶解在乙腈和水的混合溶剂(乙腈和水的体积比为5.5:1)中，密封条件下连通氧气球，在32W的CFL灯光照条件下进行反应，，得到的化合物3aa的产率如表1所示。
表1不同光敏剂种类与反应产率的关系
Figure GDA0003784279450000171
2、研究不同的混合溶剂对反应产率的影响
按照1:2.0:0.02:2:1的摩尔比依次加入阿托酸1(结构式为1-1的化合物)、磺酰肼2(结构式为2-1的化合物)、荧光素、碱(NaHCO3)和KI，充分溶解在混合溶剂中，密封条件下连通氧气球，在32W的CFL灯光照条件下进行反应，反应过程用TLC监测，检测到体系中阿托酸1反应完后，即可结束反应；
首先，将混合溶剂设定为MeCN和水按照不同的体积比混合，其反应得到化合物3aa的产率如表2所示。
表2不同体积比的MeCN和水混合溶剂与反应产率的关系
Figure GDA0003784279450000181
其次，将混合溶剂设定为不同种类的溶剂按照5.5:1的体积比进行混合，其反应得到化合物3aa的产率如表3所示。
表3不同种类的混合溶剂与反应产率的关系
Figure GDA0003784279450000182
3、研究碱的类型和加入量对反应产率的影响
按照1:2.0:0.02:Xb:1的摩尔比依次加入阿托酸1(结构式为1-1的化合物)、磺酰肼2(结构式为2-1的化合物)、荧光素、碱和KI，充分溶解在乙腈和水的混合溶剂(乙腈和水的体积比为5.5:1)中，密封条件下连通氧气球，在32W的CFL灯光照条件下进行反应
首先，设置上述步骤中Xb＝2，并且改变反应中加入碱的种类，研究不同的碱对反应产率的影响，其得到的不同种类的碱参与反应得到化合物3aa的产率如表4所示。
表4不同碱的类型与反应产率的关系
Figure GDA0003784279450000183
Figure GDA0003784279450000191
其次，设置上述步骤中的碱为碳酸氢钠，改变其加入量Xb，研究不同加入量的碱对反应产率的影响，其得到的不同加入量的碱(NaHCO3)参与反应得到化合物3aa的产率如表5所示。
表5不同加入量的NaHCO3与反应产率的关系
Figure GDA0003784279450000192
4、研究反应底物中阿托酸1和磺酰肼2的比例对反应产率的影响：
按照X1:X2:0.02:2:1的摩尔比依次加入阿托酸1(结构式为1-1的化合物)、磺酰肼2(结构式为2-1的化合物)、荧光素、NaHCO3和KI，充分溶解在乙腈和水的混合溶剂(乙腈和水的体积比为5.5:1)中，密封条件下连通氧气球，在32W的CFL灯光照条件下进行反应，按照如下表7中设置阿托酸1和磺酰肼2的比例(X1:X2)，得到不同比例的反应底物对应的化合物3aa的产率如表6所示。
表6不同投料比与反应产率的关系
Figure GDA0003784279450000193
Figure GDA0003784279450000201
5、研究KI的加入量对反应产率的影响
按照1:1.5:0.02:1:Xi的摩尔比依次加入阿托酸1(结构式为1-1的化合物)、磺酰肼2(结构式为2-1的化合物)、荧光素、NaHCO3和KI，充分溶解在乙腈和水的混合溶剂(乙腈和水的体积比为5.5:1)中，密封条件下连通氧气球，在32W的CFL灯光照条件下进行反应。改变反应中KI的加入量，研究不同KI的加入量对反应产率的影响，其得到的不同量的KI参与反应，得到化合物3aa的产率如表7所示。
表7不同KI加入量与反应产率的关系
Figure GDA0003784279450000202
6、研究光敏剂的量对反应产率的影响
按照1:1.5:Xf:1:1的摩尔比依次加入阿托酸1(结构式为1-1的化合物)、磺酰肼2(结构式为2-1的化合物)、荧光素、NaHCO3和KI，充分溶解在乙腈和水的混合溶剂(乙腈和水的体积比为5.5:1)中，密封条件下连通氧气球，在32W的CFL灯光照条件下进行反，分别将光敏剂荧光素的加入比例Xf设置为1％、2％、3％和4％，得到不同比例的荧光素条件下的3aa产率，其结果如表8所示。
表8不同光敏剂(FI)加入量与反应产率的关系
Figure GDA0003784279450000203
7、研究不同的光照条件对反应产率的影响
按照1:1.5:0.03:1:1的摩尔比依次加入阿托酸1(结构式为1-1的化合物)、磺酰肼2(结构式为2-1的化合物)、荧光素、NaHCO3和KI，充分溶解在乙腈和水的混合溶剂(乙腈和水的体积比为5.5:1)中，密封条件下连通氧气球，在光照条件下进行反应，反应过程用TLC监测，检测到体系中阿托酸1反应完后，即可结束反应；改变反应时的光源，研究不同光源对反应产率的影响，其得到的不同光照条件下反应得到化合物3aa的产率如表9所示。
表9不同光照条件与反应产率的关系
Figure GDA0003784279450000211
对比实施例1
按照实施例1的制备方法，改变制备过程中的某一项条件而其他条件不变，其对应的改变条件和得到的3aa化合物的产率如表10所示。
Figure GDA0003784279450000212
Figure GDA0003784279450000213
b分离产率
表10的结果表明KI在反应体系中非常重要。通过对比实验还发现，在缺少氧气、荧光素、光照、碘化钾或者无机碱的条件下，很难合成3aa化合物或者得到的产率较低；而且，用空气气氛或者氩气气氛代替氧气时，反应得到的目标产物的产率也发生明显的下降。
对比实施例2
Figure GDA0003784279450000221
在将实施例1中的结构式为2-1的化合物替换成苯亚磺酸钠，其它条件与实施例1中相同的情况下进行反应，反应得到产物3aa的产率为60％，明显低于实施例1中的产率。
机理探究
通过图3中的一系列试验来研究本发明可见光介导的阿托酸脱羧酮化反应制备β-酮砜类化合物的反应机理。研究发现：在与实施例1中相同的反应条件下，加入常用的自由基清除剂2,2,6,6-四甲基哌啶N-氧化物(TEMPO)，反应完全被抑制(如图3中I-a所示)，该结果表明该本发明的制备方法中可能涉及自由基途径；将自由基受体1,1-二苯乙烯添加到标准反应体系(实施例1中的反应条件)中时，通过高分辨率质谱(HRMS)(I-b,Scheme)检测到了芳基磺酰基和自由基受体的加成物即化合物5(如图3中I-b所示)，结果表明本发明的制备方法中可能产生了苯磺酰基自由基中间体；接下来，为了研究氧气在反应中的作用，继续设计了一些其他实验，尽管根据其他文献报道光敏剂荧光素不会产生单线态氧气(1O2)，但为了进一步确认该反应是否涉及1O2途径，将1O2淬灭剂三乙烯二胺(DABCO)添加到标准反应体系中，结果表明，在DABCO存在的情况下，反应仍然良好地进行，并且对3aa的产率几乎没有任何影响。因此说明本发明的制备方法不涉及1O2途径(如图3中I-c所示)；在自由基清除剂2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚的存在下，反应完全停止，并且通过HRMS观察到了超氧基阴离子(O2·-)和BHT的加成物化合物即6，所以可以推断出该反应可能有O2 ·-参与其中(如图3中I-d所示)；此外，在标准反应体系下使用MeCN/H2O18作为混合溶剂进行了同位素标记试验，通过HRMS只检测到了16O-3aa而没有检测到18O-3aa，由此说明：β-酮砜化合物中的羰基氧原子的来源是氧气而不是水(如图3中Ⅱ所示)。综上所述，氧气是本发明制备方法的反应中重要的氧化剂和氧源。为了探究该反应是否包含自由基链式反应过程，进行了开/关实验，如图4所示，在整个开/关实验中，产物均不断增加，这表明在该反应中自由基链反应过程与光氧化还原过程可能同时发生。
基于以上结论，提出本发明制备方法的反应机理，如图5所示(以化合物1-1与2-1的反应为例)：首先，在可见光照射下，光敏剂Fl(荧光素)被激发，成为激发态Fl*(Eox＝+0.87V vs.SCE)。然后，Fl*和苯磺酰肼2-1(Eox＝-0.328V vs.SCE)发生单电子转移(SET)，生成反应活性较高的自由基阳离子A和还原态的光敏剂Fl(Fl·-)。Fl·-可以被氧气氧化为Fl，同时产生超氧自由基阴离子(O2 ·-)。自由基阳离子A脱去质子，随后被氧气氧化，并释放出氮气，最后生成重要的磺酰基自由基B中间体；中间体B加成到由1-1和无机碱原位形成的羧酸盐的双键中，形成自由基中间体C；C和氧气反应，形成自由基中间体D；在碘负离子(Eox＝0.627V vs.SCE)的还原作用下，通过质子化过程，中间体D大量地转化为中间体E，并且碘阴离子也因此被氧化成碘自由基。当然在此过程中，从自由基C与HO2 ·的耦合中也可以产生中间体E(其中HO2 ·是由O2 ·-结合质子形成的)。最后，中间体E通过脱去二氧化碳，转化成目标产物β-酮砜化合物3aa。从另一方面来看，上述过程生成的碘自由基，也可直接从苯磺酰肼2-1上吸收氢原子，从而有助于自由基链过程。
综上所述，在光介导脱羧反应合成β-酮砜化合物的设计理念的启发下，已经成功发展了本发明的这种新型有效的β-酮砜的合成方法。通过本发明的方法，直接以商业可得的阿托酸和苯磺酰肼为原料，氧气作为清洁便利的氧源和氧化剂，在无金属条件下，成功合成了一系列β-酮砜类化合物，具有原料简便易得、操作简单、反应条件温和、无金属残留以及反应体系对水不敏感的特点。本发明的方法首次将阿托酸应用于光催化脱羧反应中，鉴于β-酮砜化合物在生物和制药领域中的广泛应用，本发明的方法具有广泛的应用前景，并为β-酮砜化合物的进一步研究做出贡献。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种可见光介导的阿托酸脱羧酮化反应制备β-酮砜类化合物的方法，其特征在于，所述方法的反应式为：
Figure FDA0003790816540000011
其中，R1为H、F、Cl、Br、Me或CF3；
R2为苯基、取代的苯基、萘基、噻吩基或烷基；
所述碱为NaHCO3、Na2CO3、Cs2CO3、K2CO3、Na3PO4、NaOAc、DBU、Et3N或DABCO中的任意一种；
所述混合溶剂为MeCN/H2O、DMF/H2O、THF/H2O、1,4-二氧六环/H2O、或MeCN/MeOH中的任意一种；
所述光敏剂为曙红Y、亚甲基蓝、玫瑰红、曙红B、茜素红S、罗丹明、荧光素、三联吡啶氯化钌六水合物、三(2-苯基吡啶)合铱配合物、维生素B2、叶绿素、蒽醌-磺酸钠水合物或四(9-咔唑基)-间苯二腈中的任意一种。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)依次加入阿托酸1、磺酰肼2、光敏剂、碱和KI，充分溶解在混合溶剂中，密封条件下连通氧气球，在光照条件下进行反应，反应过程用TLC监测，监测到体系中的阿托酸1反应完即可结束反应；
(2)反应结束后旋转蒸发除去体系中的有机溶剂，在得到的浓缩反应混合物中加水，用乙酸乙酯进行萃取，合并有机相，饱和食盐水洗涤后用无水Na2SO4干燥，过滤、浓缩滤液得到粗产物；
(3)将粗产物进行柱层析分离提纯，即可得到β-酮砜类化合物3。
3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述阿托酸1为化合物1-1、化合物1-2、化合物1-3、化合物1-4、化合物1-5、化合物1-6或化合物1-7中的任意一种，对应化合物的结构式如下所示：
Figure FDA0003790816540000021
4.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述磺酰肼2为化合物2-1、化合物2-2、化合物2-3、化合物2-4、化合物2-5、化合物2-6、化合物2-7、化合物2-8、化合物2-9、化合物2-10、化合物2-11、化合物2-12、化合物2-13或化合物2-14中的任意一种，对应化合物的结构式如下所示：
Figure FDA0003790816540000022
5.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述阿托酸1和磺酰肼2的摩尔比为1:0.5～3。
6.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述阿托酸1、光敏剂、碱和碘化钾的摩尔比为1:0.01～0.04:0.75～2.5:0.5～2.0。
7.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述混合溶剂中MeCN和H2O、DMF和H2O、THF和H2O、Oxone和H2O、MeCN和MeOH、MeCN和H2O的体积比为3.3～25:1。
8.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述光照为荧光灯照射、蓝色发光二极管照射或绿色发光二极管照射。
9.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述光照时的功率为5～32W。
CN201911340529.7A 2019-12-23 2019-12-23 一种可见光介导的阿托酸脱羧酮化反应制备β-酮砜类化合物的方法 Active CN110981676B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911340529.7A CN110981676B (zh) 2019-12-23 2019-12-23 一种可见光介导的阿托酸脱羧酮化反应制备β-酮砜类化合物的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911340529.7A CN110981676B (zh) 2019-12-23 2019-12-23 一种可见光介导的阿托酸脱羧酮化反应制备β-酮砜类化合物的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110981676A CN110981676A (zh) 2020-04-10
CN110981676B true CN110981676B (zh) 2022-09-30

Family

ID=70075720

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911340529.7A Active CN110981676B (zh) 2019-12-23 2019-12-23 一种可见光介导的阿托酸脱羧酮化反应制备β-酮砜类化合物的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110981676B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111978216B (zh) * 2020-09-22 2023-02-03 西南医科大学 β-羰基砜类化合物的制备方法
CN114436793B (zh) * 2022-01-25 2023-12-26 赣南医学院 一种温和的α,α′-二芳基酮的合成方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1657104A (zh) * 2000-02-23 2005-08-24 大塚化学株式会社 消臭性组合物
CN107162943A (zh) * 2017-06-05 2017-09-15 同济大学 一种(e)‑烯基砜类化合物及其制备方法
CN110305048A (zh) * 2019-06-06 2019-10-08 温州大学 一种由α,α-二溴代酮一锅法制备α-砜基酮类化合物的合成方法
CN110386885A (zh) * 2019-07-30 2019-10-29 曲阜师范大学 一种可见光促进β-羰基砜化合物的制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1657104A (zh) * 2000-02-23 2005-08-24 大塚化学株式会社 消臭性组合物
CN107162943A (zh) * 2017-06-05 2017-09-15 同济大学 一种(e)‑烯基砜类化合物及其制备方法
CN110305048A (zh) * 2019-06-06 2019-10-08 温州大学 一种由α,α-二溴代酮一锅法制备α-砜基酮类化合物的合成方法
CN110386885A (zh) * 2019-07-30 2019-10-29 曲阜师范大学 一种可见光促进β-羰基砜化合物的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110981676A (zh) 2020-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sakakibara et al. Switchable divergent synthesis using photocatalysis
Yang et al. Visible-light initiated direct oxysulfonylation of alkenes with sulfinic acids leading to β-ketosulfones
Yang et al. Catalyst-free sulfonylation of activated alkenes for highly efficient synthesis of mono-substituted ethyl sulfones in water
Wei et al. Iron-catalyzed direct difunctionalization of alkenes with dioxygen and sulfinic acids: a highly efficient and green approach to β-ketosulfones
CN110981676B (zh) 一种可见光介导的阿托酸脱羧酮化反应制备β-酮砜类化合物的方法
MX2007014896A (es) Conversion de amorfa-4, 11-dieno a artemisina y precursores de artemisina.
CN108299296B (zh) 一种菲啶类杂环化合物的制备方法
Xie et al. ortho-Ethynyl group assisted regioselective and diastereoselective [2+ 2] cross-photocycloaddition of alkenes under photocatalyst-, additive-, and solvent-free conditions
Sun et al. Visible light-mediated radical-cascade addition/cyclization of arylacrylamides with aldehydes to form quaternary oxindoles at room temperature
Wu et al. Synergistic combination of visible-light photo-catalytic electron and energy transfer facilitating multicomponent synthesis of β-functionalized α, α-diarylethylamines
Wang et al. H-phosphinates, H-phosphonates and secondary phosphine oxides in radical reactions and strategy analysis
JP6585024B2 (ja) 含フッ素化合物の製造方法
Zhang et al. A AgOAc/quinine-derived aminophosphine complex as an efficient catalyst for diastereo-and enantioselective 1, 3-dipolar cycloaddition of α, β-unsaturated 7-azaindoline amides and azomethine ylides
CN110483349B (zh) 一种烷基硫醚的制备方法
Zeitler Metal-Free Photo (redox) Catalysis
Chen et al. Stereoselective cyclopropanation of enamides via C–C bond cleavage of cyclopropenes
CN111362795B (zh) 一类取代丁酸酯类衍生物的制备方法
CN113897631A (zh) 电化学合成吡啶-2-酮衍生物的方法
Lee et al. Enantioselective conjugate radical addition to α′-phenylsulfonyl enones
Ryou Synthesis of Heterocycles via Various Synthetic Methods
CN110128340B (zh) 一种喹啉酮类化合物的合成方法
CN115057848B (zh) 一种轴手性异吡喃酮-吲哚衍生物及其合成方法
Cheng et al. Copper-catalyzed asymmetric 1, 3-dipolar cycloaddition of azomethine ylides with β-trifluoromethyl-substituted alkenyl heteroarenes
CN113072460A (zh) 一种吗啉衍生物氧化开环的方法及其产品
CN111018784B (zh) 一种苯并氮杂卓类化合物的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant