CN112110837B - 一种新型砜苄基化试剂用于合成有机砜分子的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于有机合成技术领域，具体涉及一种新型砜苄基化试剂用于合成有机砜分子的方法。本发明以易得的磺酰肼和亚磷酸二苄酯为初始反应原料,以N,N‑二甲基甲酰胺（DMF）为反应介质、碘化钠（NaI）为催化剂60 oC条件下反应合成有机砜分子，其中亚磷酸二苄酯为新型砜苄基化试剂。本发明具有原料廉价易得，可放大至克级别反应合成具有砜苄基结构的活性有机砜分子，且反应中无需任何过渡金属催化剂等复杂反应条件，避免了所合成活性药物分子重金属残留和对环境造成污染。

Description

一种新型砜苄基化试剂用于合成有机砜分子的方法
技术领域
本发明属于有机合成技术领域，具体涉及一种新型砜苄基化试剂用于合成有机砜分子的方法。
背景技术
苄基化反应是有机合成中较为常见的一类转化反应，在有机合成化学中经常利用羧酸类化合物为苄基前体，通过过渡金属催化剂或光催化剂催化脱羧反应形成苄基自由基从而完成苄基化反应。
2018年Lundgren课题通过过渡金属铜、铱和钯催化剂催化苯乙酸与苯硼酸或烯基卤代物反应完成其苄基化反应过程。2019年，Yoshikai课题组利用磷酸三酯化合物为苄基化前体分子，通过过渡金属钴催化剂催化亚胺基团导向的芳基C-H键苄基化反应。上述苄基化策略在一定程度上实现了底物苄基功能化反应，然而上述苄基化策略通常需要使用价格昂贵的过渡金属催化剂、毒性较大甚至为剧毒的反应试剂，而且其中一些反应需要较为苛刻的反应条件，如低温（-78℃）无水无氧等。
有机砜作为一类重要且具有良好生物活性的分子，近年来不断被化学研究者关注。姜雪峰课题组通过发展无机硫化物参与有机合成反应发展了多种构建有机砜分子的方法。然而，值得注意的是，该课题组所涉及合成有机砜分子的方法多有过渡金属催化剂的参与，如铜、钯和锌等，而且对于砜的苄基化反应未曾涉及。另外，对于亚磷酸二苄酯作为砜苄基化试剂目前未见报道。因此，利用亚磷酸二苄酯作为一类新型苄基化试剂发展一种无过渡金属催化、反应条件温和以及环境友好的方法合成有机砜分子将具有重要的研究意义和应用价值。
发明内容
本发明的目的是针对现有构建砜苄基化分子方法的诸多不足，提供一种反应原料廉价易得、反应条件温和以及对环境污染小等特点的新型砜苄基化试剂用于合成有机砜分子的方法。以易得的磺酰肼1和亚磷酸二苄酯2为初始原料，N,N-二甲基甲酰胺（DMF）为反应介质、碘化钠（NaI）为催化剂在60 oC条件下反应，合成一系列结构新颖的有机砜分子3。
本发明的技术方案是：一种新型砜苄基化试剂用于合成有机砜分子的方法，以磺酰肼1（R = Ph, 4-Me-C6H4, 4-Br-C6H4, 6-Quinine）（0.001 mol，0.172 g-0.251 g）和亚磷酸二苄酯2（0.0011 mol，0.288 g）为初始原料，将其溶解于5 mL N,N-二甲基甲酰胺（DMF）中，并加入碘化钠（NaI）（0.0002 mol，0.030g）后将混合液移至60 oC反应2-6小时，待原料1反应完全。然后抽干溶剂将粗产物经柱层析用洗脱剂梯度洗脱分离得到有机砜分子3。
有益效果：1、该反应原料易得，反应条件温和、无需过渡金属催化剂，反应在60 oC条件下进行，能耗低有利于环境保护。2、将亚磷酸二苄酯发展为一类新型安全廉价的砜苄基化试剂。3、该反应底物范围广，官能团兼容性强。
附图说明
图1为有机砜分子3的合成化学反应式。
图2为有机砜分子3a结构式。
图3为有机砜分子3b结构式。
图4为有机砜分子3c结构式。
图5为有机砜分子3d结构式。
具体实施方式
实施例1一种新型砜苄基化试剂用于合成有机砜分子的方法。
以磺酰肼1a（R = Ph）（0.001 mol，0.172 g）和亚磷酸二苄酯2（0.0011 mol，0.288g）为初始原料，将其溶解于5 mL N,N-二甲基甲酰胺（DMF）中，并加入碘化钠（NaI）（0.0002mol，0.030g）后混合液移至60 oC反应2小时，待原料1a反应完全。然后抽干溶剂将粗产物经柱层析用洗脱剂梯度洗脱分离得到有机砜分子3a。
有机砜分子3a为淡黄色固体，核磁共振波谱数据：熔点63-65oC, 1H NMR (400MHz, CDCl3): δ = 7.59-7.64 (m, 2H, ArH), 7.43-7.47 (m, 2H, ArH), 7.30-7.34(m, 1H, ArH), 7.24-7.28 (m, 3H, ArH), 7.08 (d, J = 6.8 Hz, 2H, ArH), 4.32 (s,2H, CH2); 13C NMR (100 MHz, CDCl3): δ = 137.8, 133.8, 130.8, 128.9, 128.8,128.7, 128.6, 128.1, 62.9. HRMS (ESI-TOF): m/z calcd for C13H12SO2Na [M + Na]+,255.0450, found, 255.0451。
实施例2一种新型砜苄基化试剂用于合成有机砜分子的方法。
以磺酰肼1b（R = 4-Me-C6H4）（0.001 mol，0.186 g）和亚磷酸二苄酯2（0.0011mol，0.288 g）为初始原料，将其溶解于5 mL N,N-二甲基甲酰胺（DMF）中，并加入碘化钠（NaI）（0.0002 mol，0.030g）后混合液移至60 oC反应4小时，待原料1b反应完全。然后抽干溶剂将粗产物经柱层析用洗脱剂梯度洗脱分离得到有机砜分子3b。
有机砜分子3b为淡黄色固体，核磁共振波谱数据：熔点102-104oC, 1H NMR (400MHz, CDCl3): δ = 7.50 (d, J = 8.4 Hz, 2H, ArH), 7.30-7.34 (m, 1H, ArH), 7.23-7.28 (m, 4H, ArH), 7.08 (d, J = 7.2 Hz, 2H, ArH), 4.29 (s, 2H, CH2), 2.42 (s,3H, ArCH3); 13C NMR (100 MHz, CDCl3): δ = 144.7, 134.9, 130.9, 129.5, 128.7,128.6, 128.5, 128.3, 62.9, 21.7. HRMS (ESI-TOF): m/z calcd for C14H14SO2Na [M +Na]+, 269.0607, found, 269.0610。
实施例3一种新型砜苄基化试剂用于合成有机砜分子的方法。
以磺酰肼1c（R = 4-Br-C6H4）（0.001 mol，0.251 g）和亚磷酸二苄酯2（0.0011mol，0.288 g）为初始原料，将其溶解于5 mL N,N-二甲基甲酰胺（DMF）中，并加入碘化钠（NaI）（0.0002 mol，0.030g）后混合液移至60 oC反应6小时，待原料1c反应完全。然后抽干溶剂将粗产物经柱层析用洗脱剂梯度洗脱分离得到有机砜分子3c。
有机砜分子3c为淡黄色固体，核磁共振波谱数据：熔点107-109oC, 1H NMR (400MHz, CDCl3): δ = 7.57-7.60 (m, 2H, ArH), 7.36-7.47 (m, 2H, ArH), 7.33-7.44(m, 1H, ArH), 7.26-7.30 (m, 2H, ArH), 7.08-7.10 (m, 2H, ArH), 4.31 (s, 2H,CH2); 13C NMR (100 MHz, CDCl3): δ = 136.7, 132.2, 130.8, 130.2, 129.2, 129.0,128.8, 62.9. HRMS (ESI-TOF): m/z calcd for C13H11BrSO2Na [M + Na]+, 332.9555,found, 332.9556。
实施例4一种新型砜苄基化试剂用于合成有机砜分子的方法。
以磺酰肼1d（R = 6-Quinine）（0.001 mol，0.178 g）和亚磷酸二苄酯2（0.0011mol，0.121 g）为初始原料，将其溶解于5 mL N,N-二甲基甲酰胺（DMF）中，并加入碘化钠（NaI）（0.0002 mol，0.030g）后混合液移至60 oC反应2小时，待原料1d反应完全。然后抽干溶剂将粗产物经柱层析用洗脱剂梯度洗脱分离得到有机砜分子3d。
有机砜分子3d为淡黄色固体，核磁共振波谱数据：熔点132-134oC, 1H NMR (400MHz, CDCl3): δ = 9.21-9.23 (m, 1H, ArH), 8.31 (d, J = 1.2 Hz, 1H, ArH), 8.24(d, J = 7.2 Hz, 1H, ArH), 8.06 (d, J = 8.0 Hz, 1H, ArH), 7.60-7.63 (m, 1H,ArH), 7.54 (d, J = 8.0 Hz, 1H, ArH), 7.18-7.22 (m, 1H, ArH), 7.12-7.15 (m,2H, ArH), 7.06-7.08 (m, 2H, ArH), 5.16 (s, 2H, CH2); 13C NMR (100 MHz, CDCl3):δ = 151.6, 144.3, 136.9, 135.0, 134.5, 132.8, 130.7, 128.8, 128.5, 128.4,125.6, 122.3, 61.5. HRMS (ESI-TOF): m/z calcd for C16H13NSO2Na [M + Na]+,306.0559, found, 306.0561。
上述实施例中亚磷酸二苄酯为新型砜苄基化试剂，所用洗脱剂为石油醚和乙酸乙酯混合液，石油醚：乙酸乙酯=15:1-10:1。

Claims (2)

1.一种砜苄基化试剂用于合成有机砜分子的方法，以0.001 mol磺酰肼1和0.0011 mol亚磷酸二苄酯2为初始原料，将其溶解于5 mL N,N-二甲基甲酰胺中,并加入0.0002 mol碘化钠后将混合液移至60 oC反应2-6小时，待原料1反应完全，然后抽干溶剂将粗产物经柱层析用洗脱剂梯度洗脱分离得到有机砜分子3,该反应式如下：
Figure 978063DEST_PATH_IMAGE001
其中R = Ph, 4-Me-C6H4, 4-Br-C6H4, 6-奎宁。
2.根据权利要求1所述砜苄基化试剂合成有机砜分子的方法，其特征在于所述洗脱剂为石油醚和乙酸乙酯混合液，石油醚:乙酸乙酯=15:1-10:1。
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