CN115677626B

CN115677626B - 一种有机砜化合物及其制备方法

Info

Publication number: CN115677626B
Application number: CN202211315639.XA
Authority: CN
Inventors: 郭凯; 刘临峰; 马灿亮; 黄金; 孙戒; 李振江
Original assignee: Nanjing Tech University
Current assignee: Nanjing Tech University
Priority date: 2022-10-26
Filing date: 2022-10-26
Publication date: 2023-10-27
Anticipated expiration: 2042-10-26
Also published as: CN115677626A

Abstract

本发明公开了一种有机砜化合物及其制备方法，在光照条件下，利用光催化剂激发N‑酯基邻苯二甲酰亚胺盐产生自由基，自由基随后与硫代磺酸酯化物反应得到有机砜化合物。所述有机砜化合物结构如式(I)所示，其中：R¹选自氢、C1‑C6烷基、烷氧基、三氟甲基、卤素中的任意一种；R²选自环烷烃、呋喃、吡喃、二噁烷中的任意一种。本发明方法设计合理，收率可以达到80％，反应时间为12h，成本低，为有机砜化合物的合成提供新的方法，具有工业应用前景。

Description

一种有机砜化合物及其制备方法

技术领域

本发明属于有机合成领域，具体涉及一种有机砜化合物及其制备方法。

背景技术

砜是广泛使用的官能团，广泛存在于现代材料、农药和药物中。比如激素类药物比卡鲁胺，一种非甾体类抗雄性激素药；抑制剂舒巴坦钠，通常与青霉素类及头孢菌素类药物合用，使其避免被β-内酰胺酶破坏，加强了抗菌活力。适用于呼吸系统等感染；以及抗偏头痛药阿莫曲坦等。

这些普遍存在的药理性提高了它们在生物活性分子中的丰富程度，在已批准的药物中，硫比氟或磷更常见。尽管有机砜化合物的重要性已经确立，并且在C-H功能化方面取得了许多进展，但将C(sp³)-H键转化为砜的催化技术仍然很少。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种工艺路线短、产品收率高、反应条件温和的有机砜化合物的合成方法。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种有机砜化合物，它的结构如式(I)所示：

其中：R¹选自氢、C1-C6烷基、烷氧基、三氟甲基、卤素中的任意一种；

R²选自环烷烃、呋喃、吡喃、二噁烷中的任意一种。

优选地，R¹为烷氧基时，所述的烷氧基为甲氧基或乙氧基。

优选地，R²为环烷烃时，所述的环烷烃为C5-C7烷基或环十二烷。

进一步地，本发明还提供上述有机砜化合物的制备方法，在光照条件下，利用光催化剂激发N-酯基邻苯二甲酰亚胺盐产生自由基，自由基随后与硫代磺酸酯化物反应得到有机砜化合物。

具体地，所述的硫代磺酸酯化物具有如式(II)所示的结构：

所述的N-酯基邻苯二甲酰亚胺盐具有如式(III)所示的结构：

其中，N-酯基邻苯二甲酰亚胺盐与硫代磺酸酯化物的用量比为0.2～0.3mmol:0.1～0.2mmol，优选0.3mmol:0.2mmol。

进一步地，上述有机砜化合物的制备方法具体包括如下步骤：

(1)向反应器中加入光催化剂、硫代磺酸酯化物；

(2)将步骤(1)中反应器中空气置换为惰性气体；

(3)向步骤(2)反应器中加入N-酯基邻苯二甲酰亚胺盐和反应溶剂，在光照下反应2-24小时即得。

步骤(1)中，所述的光催化剂为曙红Y，所述的光催化剂用量为硫代磺酸酯化物摩尔质量的2-10％。曙红Y对本发明中的底物适用性较好，催化效率高。

步骤(3)中，所述的反应溶剂为乙腈、二氯甲烷、DMF中的任意一种或两种以上的组合。

步骤(3)中，所述光照的波长为400-450nm。

步骤(3)中，反应温度控制在0-100℃。反应温度过高会导致副产物的增加，反应温度过低，会降低反应转化率，作为进一步优选，反应温度为25℃。

本发明中，反应的结果可以通过TLC进行检测，在所述温度下搅拌反应时间2-24小时(优选12小时)能反应完全。

有益效果：

本发明提供了一种新的有机砜化合物及其制备方法，在光照条件下，光催化剂激发N-酯基邻苯二甲酰亚胺盐产生自由基，自由基随后与硫代磺酸酯化物反应得到有机砜化合物。该方法设计合理，收率可以达到80％，反应时间为12h，成本低，为有机砜化合物的合成提供新的方法，具有工业应用前景。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。

图1是实施例1制得的产物的¹H NMR谱图。

图2是实施例1制得的产物的¹³C NMR谱图。

图3是实施例2制得的产物的¹H NMR谱图。

图4是实施例2制得的产物的¹³C NMR谱图。

图5是实施例3制得的产物的¹H NMR谱图。

图6是实施例3制得的产物的¹³C NMR谱图。

图7是实施例3制得的产物的¹⁹F NMR谱图。

具体实施方式

根据下述实施例，可以更好地理解本发明。

实施例1

向装有磁子的反应管加入eosin Y(6.9mg，0.01mmol)，S-苯基硫代苯基砜II-a(50.1mg,0.2mmol)，氩气置换后在氩气氛围下，向反应管中加入N-酯基邻苯二甲酰亚胺盐III-a(78.4mg,0.3mmol)，400-450nm波长的光照下于25℃反应12h，反应方程式如下：

TLC检测反应完全后经硅胶柱层析(洗脱剂：石油醚/乙酸乙酯＝5:1)，得到淡黄色液体I-a 33.9mg，产率80％。¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ8.00–7.88(m,2H),7.72–7.64(m,1H),7.62–7.53(m,1H),4.89(dd,J＝8.1,3.9Hz,1H),4.20–4.09(m,1H),4.05–3.94(m,1H),2.75–2.63(m,1H),2.39–2.26(m,1H),2.23–2.11(m,1H),2.03–1.89(m,1H)；¹³C NMR(100MHz,CDCl₃)δ137.1,133.9,129.2,129.1,94.2,71.0,26.0,25.0.HRMS(ESI)[M+Na]calculated for[C₁₀H₁₂O₃SNa]⁺235.0399,found 235.0401.

所得产物的¹H NMR谱图、¹³C NMR谱图参见图1和图2。

实施例2

向装有磁子的反应管加入eosin Y(6.9mg，0.01mmol)，S-苯基-4-甲基苯磺酰硫酯II-b(52.9mg,0.2mmol)，氩气置换后在氩气氛围下，向反应管中加入N-酯基邻苯二甲酰亚胺盐III-b(78.4mg,0.3mmol)，400-450nm波长的光照下于25℃反应12h，反应方程式如下：

TLC检测反应完全后经硅胶柱层析(洗脱剂：石油醚/乙酸乙酯＝5:1)，得到淡黄色液体I-b 33.9mg，产率75％。¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ7.80(d,J＝8.2Hz,2H),7.36(d,J＝8.0Hz,2H),4.86(dd,J＝8.1,3.9Hz,1H),4.17–4.06(m,1H),4.03–3.93(m,1H),2.70–2.58(m,1H),2.44(s,3H),2.36–2.23(m,1H),2.19–2.07(m,1H),2.00–1.88(m,1H)；¹³C NMR(100MHz,CDCl₃)δ144.9,133.9,129.8,129.2,94.2,70.9,26.0,25.0,21.7；HRMS(ESI)[M+Na]calculated for[C₁₀H₁₂O₃SNa]⁺249.0556,found 249.0555.

所得产物的¹H NMR谱图、¹³C NMR谱图参见图3和图4。

实施例3

向装有磁子的反应管加入eosin Y(6.9mg，0.01mmol)，S-苯基-4-氟苯磺酰硫酯II-c(53.7mg,0.2mmol)，氩气置换后在氩气氛围下，向反应管中加入N-酯基邻苯二甲酰亚胺盐III-c(78.4mg,0.3mmol)，400-450nm波长的光照下于25℃反应12h，反应方程式如下：

TLC检测反应完全后经硅胶柱层析(洗脱剂：石油醚/乙酸乙酯＝5:1)，得到淡黄色液体I-c 38.2mg，产率83％。¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ8.03–7.89(m,2H),7.34–7.18(m,2H),4.87(dd,J＝8.1,3.9Hz,1H),4.21–4.07(m,1H),4.06–3.94(m,1H),2.74–2.60(m,1H),2.38–2.27(m,1H),2.24–2.11(m,1H),2.06–1.92(m,1H)；¹³C NMR(100MHz,CDCl₃)δ166.1(d,J＝256.2Hz),133.0(d,J＝3.1Hz),132.1(d,J＝9.6Hz),116.4(d,J＝22.6Hz),94.2,71.0,25.9,25.0；¹⁹F NMR(375MHz,CDCl₃)δ-103.4.HRMS(ESI)[M+Na]calculated for[C₁₀H₁₂O₃SNa]⁺253.0305,found 253.0308.

所得产物的¹H NMR谱图、¹³C NMR谱图和¹⁹F NMR谱图参见图5和图6，图7。

实施例4

向装有磁子的反应管加入eosin Y(6.9mg，0.01mmol)，S-苯基硫代苯基砜II-d(50.1mg,0.2mmol)，氩气置换后在氩气氛围下，向反应管中加入N-酯基邻苯二甲酰亚胺盐III-d(77.8mg,0.3mmol)，400-450nm波长的光照下于25℃反应12h，反应方程式如下：

TLC检测反应完全后经硅胶柱层析(洗脱剂：石油醚/乙酸乙酯＝5:1)，得到淡黄色液体I-d 29.8mg，产率71％。结构经高分辨质谱确认，HRMS(ESI)[M+H]calculated for[C₁₁H₁₅O₂S]⁺211.0787,found 211.0786.

实施例5

向装有磁子的反应管加入eosin Y(6.9mg，0.01mmol)，S-苯基硫代苯基砜II-e(50.1mg,0.2mmol)，氩气置换后在氩气氛围下，向反应管中加入N-酯基邻苯二甲酰亚胺盐III-e(83.1mg,0.3mmol)，400-450nm波长的光照下于25℃反应12h，反应方程式如下：

TLC检测反应完全后经硅胶柱层析(洗脱剂：石油醚/乙酸乙酯＝5:1)，得到淡黄色液体I-e 34.7mg，产率76％。结构经高分辨质谱确认，HRMS(ESI)[M+H]calculated for[C₁₀H₁₃O₄S]⁺229.0529,found 229.0527.

本发明提供了一种有机砜化合物及其制备方法的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，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。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims

1.一种有机砜化合物的制备方法，其特征在于，在光照条件下，利用光催化剂激发N-酯基邻苯二甲酰亚胺盐产生自由基，自由基随后与硫代磺酸酯化物反应得到有机砜化合物；

所述的硫代磺酸酯化物具有如式（II）所示的结构：

；

（II）；

所述的N-酯基邻苯二甲酰亚胺盐具有如式（III）所示的结构：

；

（III）；

所述有机砜化合物具有如式（I）所示的结构：

；

（I）；

其中：式（I）、式（II）、式（III）中，R¹选自氢、C1-C6的烷基、甲氧基或乙氧基、三氟甲基、卤素中的任意一种；

R²选自C5-C7的环烷基或环十二烷基中的任意一种；

所述的光催化剂为曙红Y；

所述光照的波长为400-450 nm。

2.根据权利要求1所述的有机砜化合物的制备方法，其特征在于，所述的N-酯基邻苯二甲酰亚胺盐与硫代磺酸酯化物的用量比为0.2~0.3mmol:0.1~0.2mmol。

3.根据权利要求1所述的有机砜化合物的制备方法，其特征在于，所述的有机砜化合物具体通过如下步骤制备得到：

（1）向反应器中加入光催化剂、硫代磺酸酯化物；

（2）将步骤（1）中反应器中空气置换为惰性气体；

（3）向步骤（2）反应器中加入N-酯基邻苯二甲酰亚胺盐和反应溶剂，在光照下反应2-24小时即得。

4.根据权利要求3所述的有机砜化合物的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述的光催化剂用量为硫代磺酸酯化物摩尔量的2-10%。

5.根据权利要求3所述的有机砜化合物的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述的反应溶剂为乙腈、二氯甲烷、DMF中的任意一种或两种以上的组合。

6.根据权利要求3所述的有机砜化合物的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，反应温度控制在0-100℃。