CN116023203A - 一种砜、亚砜、磺酰胺和亚磺酰胺类化合物的新型氘代方法 - Google Patents
一种砜、亚砜、磺酰胺和亚磺酰胺类化合物的新型氘代方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116023203A CN116023203A CN202111239460.6A CN202111239460A CN116023203A CN 116023203 A CN116023203 A CN 116023203A CN 202111239460 A CN202111239460 A CN 202111239460A CN 116023203 A CN116023203 A CN 116023203A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sulfoxide
- sulfone
- compound
- deuteration
- sulfonamide
- 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.)
- Granted
Links
- 229940124530 sulfonamide Drugs 0.000 title claims abstract description 62
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 50
- 150000003462 sulfoxides Chemical class 0.000 title claims abstract description 44
- 150000003456 sulfonamides Chemical class 0.000 title claims abstract description 43
- 150000003457 sulfones Chemical class 0.000 title claims abstract description 43
- 125000001010 sulfinic acid amide group Chemical group 0.000 title claims abstract description 42
- -1 alkali metal salt Chemical class 0.000 claims abstract description 98
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 69
- 229910052805 deuterium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 38
- YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N Deuterium Chemical compound [2H] YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N 0.000 claims abstract description 36
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims abstract description 32
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 31
- 125000001183 hydrocarbyl group Chemical group 0.000 claims abstract description 27
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 claims abstract description 20
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 239000000376 reactant Substances 0.000 claims abstract description 17
- 125000001072 heteroaryl group Chemical group 0.000 claims abstract description 16
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 125000006738 (C6-C20) heteroaryl group Chemical group 0.000 claims abstract description 11
- 150000004789 alkyl aryl sulfoxides Chemical class 0.000 claims abstract description 6
- 125000005360 alkyl sulfoxide group Chemical group 0.000 claims abstract description 6
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 19
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 18
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 15
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 15
- NLKNQRATVPKPDG-UHFFFAOYSA-M potassium iodide Chemical compound [K+].[I-] NLKNQRATVPKPDG-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 9
- MZRVEZGGRBJDDB-UHFFFAOYSA-N N-Butyllithium Chemical compound [Li]CCCC MZRVEZGGRBJDDB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- WQDUMFSSJAZKTM-UHFFFAOYSA-N Sodium methoxide Chemical compound [Na+].[O-]C WQDUMFSSJAZKTM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- XJHCXCQVJFPJIK-UHFFFAOYSA-M caesium fluoride Chemical compound [F-].[Cs+] XJHCXCQVJFPJIK-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- ZCSHNCUQKCANBX-UHFFFAOYSA-N lithium diisopropylamide Chemical compound [Li+].CC(C)[N-]C(C)C ZCSHNCUQKCANBX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- MFRIHAYPQRLWNB-UHFFFAOYSA-N sodium tert-butoxide Chemical compound [Na+].CC(C)(C)[O-] MFRIHAYPQRLWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- QAZLUNIWYYOJPC-UHFFFAOYSA-M sulfenamide Chemical group [Cl-].COC1=C(C)C=[N+]2C3=NC4=CC=C(OC)C=C4N3SCC2=C1C QAZLUNIWYYOJPC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 6
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 5
- 125000004422 alkyl sulphonamide group Chemical group 0.000 claims description 5
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 claims description 5
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 claims description 5
- 125000000472 sulfonyl group Chemical group *S(*)(=O)=O 0.000 claims description 5
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 150000001340 alkali metals Chemical group 0.000 claims description 4
- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N caesium atom Chemical class [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 claims description 4
- XAEFZNCEHLXOMS-UHFFFAOYSA-M potassium benzoate Chemical compound [K+].[O-]C(=O)C1=CC=CC=C1 XAEFZNCEHLXOMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 claims description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 4
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 claims description 3
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 3
- FJDQFPXHSGXQBY-UHFFFAOYSA-L caesium carbonate Chemical compound [Cs+].[Cs+].[O-]C([O-])=O FJDQFPXHSGXQBY-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 229910000024 caesium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- AIYUHDOJVYHVIT-UHFFFAOYSA-M caesium chloride Chemical compound [Cl-].[Cs+] AIYUHDOJVYHVIT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims description 3
- RHCKAZZDNDQWHY-UHFFFAOYSA-N cesium;bis(trimethylsilyl)azanide Chemical compound [Cs+].C[Si](C)(C)[N-][Si](C)(C)C RHCKAZZDNDQWHY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- IRKNCZFVEXIBSF-UHFFFAOYSA-N cesium;di(propan-2-yl)azanide Chemical compound [Cs+].CC(C)[N-]C(C)C IRKNCZFVEXIBSF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000003814 drug Substances 0.000 claims description 3
- YNESATAKKCNGOF-UHFFFAOYSA-N lithium bis(trimethylsilyl)amide Chemical compound [Li+].C[Si](C)(C)[N-][Si](C)(C)C YNESATAKKCNGOF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- LZWQNOHZMQIFBX-UHFFFAOYSA-N lithium;2-methylpropan-2-olate Chemical compound [Li+].CC(C)(C)[O-] LZWQNOHZMQIFBX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 claims description 3
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 claims description 3
- WRIKHQLVHPKCJU-UHFFFAOYSA-N sodium bis(trimethylsilyl)amide Chemical compound C[Si](C)(C)N([Na])[Si](C)(C)C WRIKHQLVHPKCJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- QDRKDTQENPPHOJ-UHFFFAOYSA-N sodium ethoxide Chemical compound [Na+].CC[O-] QDRKDTQENPPHOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- YHOBGCSGTGDMLF-UHFFFAOYSA-N sodium;di(propan-2-yl)azanide Chemical compound [Na+].CC(C)[N-]C(C)C YHOBGCSGTGDMLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 150000003297 rubidium Chemical class 0.000 claims description 2
- DKGAVHZHDRPRBM-UHFFFAOYSA-N Tert-Butanol Chemical compound CC(C)(C)O DKGAVHZHDRPRBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims 1
- 125000000026 trimethylsilyl group Chemical group [H]C([H])([H])[Si]([*])(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 claims 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 27
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 20
- IAZDPXIOMUYVGZ-WFGJKAKNSA-N Dimethyl sulfoxide Chemical compound [2H]C([2H])([2H])S(=O)C([2H])([2H])[2H] IAZDPXIOMUYVGZ-WFGJKAKNSA-N 0.000 description 14
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 230000005311 nuclear magnetism Effects 0.000 description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
- UHOVQNZJYSORNB-MZWXYZOWSA-N benzene-d6 Chemical compound [2H]C1=C([2H])C([2H])=C([2H])C([2H])=C1[2H] UHOVQNZJYSORNB-MZWXYZOWSA-N 0.000 description 8
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 8
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 6
- LPNYRYFBWFDTMA-UHFFFAOYSA-N potassium tert-butoxide Chemical compound [K+].CC(C)(C)[O-] LPNYRYFBWFDTMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 6
- JXTGICXCHWMCPM-UHFFFAOYSA-N (methylsulfinyl)benzene Chemical class CS(=O)C1=CC=CC=C1 JXTGICXCHWMCPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical class CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229960001760 dimethyl sulfoxide Drugs 0.000 description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 4
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- IUBQJLUDMLPAGT-UHFFFAOYSA-N potassium bis(trimethylsilyl)amide Chemical compound C[Si](C)(C)N([K])[Si](C)(C)C IUBQJLUDMLPAGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- WCFDSGHAIGTEKL-UHFFFAOYSA-N n,n-dimethylmethanesulfonamide Chemical class CN(C)S(C)(=O)=O WCFDSGHAIGTEKL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 231100000956 nontoxicity Toxicity 0.000 description 2
- ZMJJCODMIXQWCQ-UHFFFAOYSA-N potassium;di(propan-2-yl)azanide Chemical compound [K+].CC(C)[N-]C(C)C ZMJJCODMIXQWCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- IEDVJHCEMCRBQM-UHFFFAOYSA-N trimethoprim Chemical compound COC1=C(OC)C(OC)=CC(CC=2C(=NC(N)=NC=2)N)=C1 IEDVJHCEMCRBQM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229960001082 trimethoprim Drugs 0.000 description 2
- 230000000975 bioactive effect Effects 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012295 chemical reaction liquid Substances 0.000 description 1
- 238000005008 domestic process Methods 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 230000036267 drug metabolism Effects 0.000 description 1
- 239000004210 ether based solvent Substances 0.000 description 1
- 230000008676 import Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229930014626 natural product Natural products 0.000 description 1
- 125000001741 organic sulfur group Chemical group 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Abstract
本发明公开了一种砜、亚砜、磺酰胺和亚磺酰胺类化合物的新型氘代方法，包括以下步骤：在惰性气氛下，以碱金属盐为催化剂，砜类化合物、亚砜化合物、磺酰胺化合物以及亚磺酰胺类化合物为反应物，搅拌，向反应容器充入氘气，在预定温度下密闭反应预定时间，得氘代砜、亚砜、磺酰胺和亚磺酰胺类化合物。其中，亚砜化合物为烷基亚砜或烷基芳基亚砜，亚磺酰胺类化合物为烷基亚磺酰胺，砜类化合物和磺酰胺化合物的氘代反应通式如式1所示：
式1中，R1选自C1‑C10的烃基、C6‑C20的芳基、C6‑C20的取代胺基、C6‑C20的杂芳基以及R1、R2之间键结成环；R2选自H、C1‑C10的烃基、C6‑C20的芳基、C6‑C20的杂芳基以及R1、R2之间键结成环。
Description
技术领域
本发明涉及有机合成技术领域，具体涉及一种砜、亚砜、磺酰胺和亚磺酰胺类化合物的新型氘代方法。
背景技术
氘代化合物作为一类高附加值化合物，在有机合成、机理研究、药物代谢、药物修饰和改善材料性能等领域有着广泛的应用，发展新型温和、高效、普适的氘代方法近年来备受化学家们的广泛关注。
氘代二甲基亚砜是核磁共振波谱测试中最普遍使用的溶剂之一。目前，国内制备氘代二甲基亚砜的方法非常有限，其大部分依靠进口。二甲基亚砜可以在碱性条件下，例如氢氧化钠、氢氧化钾为催化剂，在大量氘水存在下，加热制备可得氘代二甲基亚砜。然而由于氢氘交换反应平衡，反应不能一次性将二甲基亚砜全部转化为氘代产物，必须将产生的水除去，并置换为新的氘水，经过反复几次化学平衡之后可以得到全部氘代的产物。该方法需要大量的氘水作为氘源，且需要多次分水操作，造成了步骤繁琐和大量的能源浪费。所以寻找一种更为经济、简便、绿色高效的氘代二甲基亚砜的方法尤为重要。
碱金属盐是一种比较廉价的金属化试剂，将其作为催化剂，并以氘气为氘源，产生的氢氘混合气可以很容易实现与反应液的分离，高效制备氘代二甲基亚砜，为氘代二甲基亚砜的制备提供了一种新方法、新技术，具有较高的应用价值。同时，有机含硫化合物广泛存在于具有生物活性的化合物，天然产物和合成药物分子中，实现对砜、亚砜、磺酰胺和亚磺酰胺类化合物的氘代反应，对含硫化合物的氘代反应显得尤为重要。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种砜、亚砜、磺酰胺和亚磺酰胺类化合物的新型氘代方法。
本发明提供了一种砜、亚砜、磺酰胺和亚磺酰胺类化合物的新型氘代方法，具有这样的特征，包括以下步骤：
在惰性气氛下，以碱金属盐为催化剂，砜类化合物、亚砜化合物、磺酰胺化合物以及亚磺酰胺类化合物为反应物，搅拌，向反应容器充入氘气，在预定温度下密闭反应预定时间，得氘代砜、亚砜、磺酰胺和亚磺酰胺类化合物。
其中，亚砜化合物为烷基亚砜或烷基芳基亚砜，亚磺酰胺类化合物为烷基亚磺酰胺，砜类化合物和磺酰胺化合物的氘代反应通式如式1所示：
式1中，R1选自C1-C10的烃基、C6-C20的芳基、C6-C20的取代胺基、C6-C20的杂芳基以及R1、R2之间键结成环；R2选自H、C1-C10的烃基、C6-C20的芳基、C6-C20的杂芳基以及R1、R2之间键结成环。
其中，砜类化合物为烷基砜或烷基芳基砜，磺酰胺化合物为烷基磺酰胺，砜类化合物和磺酰胺化合物的氘代反应通式如式2所示：
式2中，R3选自C1-C10的烃基、C6-C20的芳基、C6-C20的取代胺基、C6-C20的杂芳基以及R3、R4之间键结成环；R4选自H、C1-C10的烃基、C6-C20的芳基、C6-C20的杂芳基、C1-C10的烃基氧基、C1-C10的胺基以及R3、R4之间键结成环。
砜类化合物、亚砜化合物、磺酰胺化合物以及亚磺酰胺类化合物为反应物还可以通过含硫官能团的导向作用实现芳基邻位的氘代反应，其氘代反应通式如式3所示：
式3中，DG为导向基团，选自砜、亚砜、磺酰胺和亚磺酰胺基团。R5选自H、C1-C10的烃基、C6-C20的芳基、C6-C20的杂芳基、C1-C10的烃基氧基以及C1-C10的胺基；R5的位置为在苯环上磺酰基的邻位、间位以及对位中的一种或多种的组合上。
在本发明提供的砜、亚砜、磺酰胺和亚磺酰胺类化合物的新型氘代方法中，还可以具有这样的特征：其中，催化剂为碱金属催化体系，碱金属催化体系包括金属锂盐、金属钠盐、金属钾盐、金属铷盐、金属铯盐中的一种或多种。
在本发明提供的砜、亚砜、磺酰胺和亚磺酰胺类化合物的新型氘代方法中，还可以具有这样的特征：其中，金属钠盐包括双(三甲基硅烷基)胺基钠、二异丙胺基钠、叔丁醇钠、乙醇钠、甲醇钠、氢氧化钠中的一种或多种，金属钾盐包括双(三甲基硅烷基)胺基钾、二异丙胺基钾、叔丁醇钾、氢氧化钾、氯化钾、碘化钾中的一种或多种，金属铯盐包括双(三甲基硅烷基)胺基铯、二异丙胺基铯、氟化铯、氯化铯、碳酸铯中的一种或多种，金属锂盐包括双(三甲基硅烷基)胺基锂、二异丙胺基锂、丁基锂、叔丁醇锂中的一种或多种。
在本发明提供的砜、亚砜、磺酰胺和亚磺酰胺类化合物的新型氘代方法中，还可以具有这样的特征：其中，催化剂的用量为砜、亚砜、磺酰胺和亚磺酰胺类化合物摩尔量的1％～50％。
在本发明提供的砜、亚砜、磺酰胺和亚磺酰胺类化合物的新型氘代方法中，还可以具有这样的特征：其中，预定温度为0℃～120℃。
在本发明提供的砜、亚砜、磺酰胺和亚磺酰胺类化合物的新型氘代方法中，还可以具有这样的特征：其中，预定时间为1h～96h。
在本发明提供的砜、亚砜、磺酰胺和亚磺酰胺类化合物的新型氘代方法中，还可以具有这样的特征：其中，搅拌之前，向催化剂和反应物中加入溶剂，其中，溶剂为芳烃溶剂、烷烃溶剂或醚类溶剂中的任意一种或多种组合。
在本发明提供的砜、亚砜、磺酰胺和亚磺酰胺类化合物的新型氘代方法中，还可以具有这样的特征：其中，向反应容器中充入氘气，使反应容器中的氘气的压强为1bar～50bar。
发明的作用与效果
根据本发明所涉及的砜、亚砜、磺酰胺和亚磺酰胺类化合物的新型氘代方法，包括如下步骤：在惰性气氛下，以碱金属盐为催化剂，砜类化合物、亚砜化合物、磺酰胺化合物以及亚磺酰胺类化合物为反应物，搅拌，向反应容器充入氘气，在预定温度下密闭反应预定时间，得氘代砜、亚砜、磺酰胺和亚磺酰胺类化合物。
其中，亚砜化合物为烷基亚砜或烷基芳基亚砜，亚磺酰胺类化合物为烷基亚磺酰胺，砜类化合物和磺酰胺化合物的氘代反应通式如式1所示：
式1中，R1选自C1-C10的烃基、C6-C20的芳基、C6-C20的取代胺基、C6-C20的杂芳基以及R1、R2之间键结成环；R2选自H、C1-C10的烃基、C6-C20的芳基、C6-C20的杂芳基以及R1、R2之间键结成环。
其中，砜类化合物为烷基砜或烷基芳基砜，磺酰胺化合物为烷基磺酰胺，砜类化合物和磺酰胺化合物的氘代反应通式如式2所示：
式2中，R3选自C1-C10的烃基、C6-C20的芳基、C6-C20的取代胺基、C6-C20的杂芳基以及R3、R4之间键结成环；R4选自H、C1-C10的烃基、C6-C20的芳基、C6-C20的杂芳基、C1-C10的烃基氧基、C1-C10的胺基以及R3、R4之间键结成环。
砜类化合物、亚砜化合物、磺酰胺化合物以及亚磺酰胺类化合物为反应物还可以通过含硫官能团的导向作用实现芳基邻位的氘代反应，其氘代反应通式如式3所示：
式3中，DG为导向基团，选自砜、亚砜、磺酰胺和亚磺酰胺基团。R5选自H、C1-C10的烃基、C6-C20的芳基、C6-C20的杂芳基、C1-C10的烃基氧基以及C1-C10的胺基；R5的位置为在苯环上磺酰基的邻位、间位以及对位中的一种或多种的组合上。
因为本发明提供的氘代方法催化剂用量少、廉价易得、无毒，操作简便、反应条件温和；反应以氘气为氘源，氘代率高，气体易从体系中分里；所以可一步制备氘代砜、亚砜、磺酰胺和亚磺酰胺类化合物，为国内氘代二甲基亚砜的制备提供了一种新方法、新技术，具有较高的应用价值。
附图说明
图1是本发明的实施例1中氘代二甲基亚砜的氢谱图；
图2是本发明的实施例1中氘代二甲基亚砜的碳谱图；
图3是本发明的实施例2中氘代二甲基亚砜的氢谱图；
图4是本发明的实施例2中氘代二甲基亚砜的碳谱图；
图5是本发明的实施例20中氘代苯基甲基亚砜的氢谱图；
图6是本发明的实施例20中氘代苯基甲基亚砜的碳谱图；
图7是本发明的实施例21氘代N,N-二甲基甲磺酰胺的氢谱图；
图8是本发明的实施例21氘代N,N-二甲基甲磺酰胺的碳谱图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明砜、亚砜、磺酰胺和亚磺酰胺类化合物的新型氘代方法作具体阐述。
在下述实施例中，提供了一种砜、亚砜、磺酰胺和亚磺酰胺类化合物的新型氘代方法，包括以下步骤：
在惰性气氛下，以双(三甲基硅烷基)胺基钠、二异丙胺基钠、双(三甲基硅烷基)胺基钾、二异丙胺基钾、双(三甲基硅烷基)胺基铯、二异丙胺基铯，双(三甲基硅烷基)胺基锂、二异丙胺基锂、丁基锂、叔丁醇锂、叔丁醇钠、叔丁醇钾、乙醇钠、甲醇钠、氢氧化钠、氢氧化钾、氟化铯、氯化铯、碳酸铯、氯化钾、碘化钾、中的任意一种或者多种组合为催化剂，砜类化合物、亚砜化合物、磺酰胺化合物以及亚磺酰胺类化合物为反应物，向反应容器中加入芳烃溶剂、烷烃溶剂或醚类溶剂中的任意一种或多种组合溶剂(或无溶剂)，搅拌，充入氘气，在0℃～120℃下密闭反应1h～96h，得氘代砜、亚砜、磺酰胺和亚磺酰胺类化合物。
其中，亚砜化合物为烷基亚砜或烷基芳基亚砜，亚磺酰胺化合物为烷基亚磺酰胺，其氘代反应通式如式1所示：
式1中，R1选自C1-C10的烃基、C6-C20的芳基、C6-C20的取代胺基、C6-C20的杂芳基以及R1、R2之间键结成环；R2选自H、C1-C10的烃基、C6-C20的芳基、C6-C20的杂芳基以及R1、R2之间键结成环。
砜类化合物为烷基砜或烷基芳基砜，磺酰胺化合物为烷基磺酰胺，其氘代反应通式如式2所示：
式2中，R3选自C1-C10的烃基、C6-C20的芳基、C6-C20的取代胺基、C6-C20的杂芳基以及R3、R4之间键结成环；R4选自H、C1-C10的烃基、C6-C20的芳基、C6-C20的杂芳基、C1-C10的烃基氧基、C1-C10的胺基以及R3、R4之间键结成环。
砜类化合物、亚砜化合物、磺酰胺化合物以及亚磺酰胺类化合物为反应物还可以通过含硫官能团的导向作用实现芳基邻位的氘代反应；其氘代反应通式如式3所示：
式3中，DG为导向基团，选自砜、亚砜、磺酰胺和亚磺酰胺基团。R5选自H、C1-C10的烃基、C6-C20的芳基、C6-C20的杂芳基、C1-C10的烃基氧基以及C1-C10的胺基，R5的位置为在苯环上磺酰基的邻位、间位以及对位中的一种或多种的组合上。
催化剂的用量为砜、亚砜、磺酰胺和亚磺酰胺类化合物摩尔量的1％～50％。在下述实施例中，仅以催化剂的用量为1％、10％、50％进行说明，但是催化剂的用量为亚砜化合物及砜类化合物摩尔量的1％～50％能达到同样的技术效果。
预定反应温度为0℃～120℃。在下述实施例中，仅以预定温度为40℃、80℃、100℃、120℃进行说明，但是预定温度为0℃～120℃能达到同样的技术效果。
预定反应时间为1h～96h。在下述实施例中，仅以预定时间为12h、24h、48h、96h进行说明，但是预定时间为1h～96h能达到同样的技术效果。
向反应容器中充入氘气，使反应容器中的氘气的压强为1bar～50bar，优选4bar。在本发明的实施例中，仅以反应容器中的氘气的压强为1bar、4bar、10bar进行说明，但是反应容器中的氘气的压强为1bar～50bar能达到同样的技术效果。
如无特别说明，本实施例中所采用的原料均可从市场上购得或是本领域常用的，如无特别说明，下述实施例中的方法均为本领域的常规方法。
在下述实施例中，核磁1H NMR的测试频率为400MHz，氘代试剂为C6D6。
在下述实施例中，核磁13C NMR的测试频率为400MHz，氘代试剂为C6D6。
在下述实施例中，通过1H NMR数据计算氘代率。
在下述实施例提供的砜、亚砜、磺酰胺和亚磺酰胺类化合物的新型氘代方法中，还可以包括：通过将反应容器中的气体置换成新的氘气，再进行反应，通过两次或者更多次这样的过程，可以实现反应物的高氘代率；通过将混合气导入新的反应体系，实施多次串联反应，可以实现氘气的充分利用。
<实施例1>
在实施例1中，提供了一种氘代二甲基亚砜的制备方法。
制备反应式如下：
制备方法如下：
惰性气氛下，在25mL高压釜中，依次加入二甲基亚砜(CAS:67-68-5)0.0234g，氘代苯0.5mL，双(三甲基硅基)胺基钾(0.0299g，0.15mmol)。将高压釜密封，充入4bar氘气，在80℃加热48小时。反应完毕后，反应液加入均三甲氧基苯(0.0218g)为内标，进行核磁1H NMR、13C NMR测试，氘代率57％。
核磁1H NMR的测试结果如图1所示。13C NMR的测试结果如图2所示。
<实施例2>
在实施例2中，提供了一种氘代二甲基亚砜的制备方法。
制备方法如下：
惰性气氛下，在25mL高压釜中，依次加入二甲基亚砜(CAS:67-68-5)0.0234g，氘代苯0.5mL，叔丁醇钾(0.0168g，0.15mmol)。将高压釜密封，充入4bar氘气，在80℃加热48小时。反应完毕后，反应液加入均三甲氧基苯为内标，进行核磁1H NMR、13C NMR测试，氘代率91％。
核磁1H NMR的测试结果如图3所示。13C NMR的测试结果如图4所示。
<实施例3～14>
在实施例3～14中，提供了几种氘代亚砜的制备方法。
实施例3～14与实施例1、2中制备条件的区别与对应的氘代率如表1所示，未列出的条件与实施例1、2均相同。
表1
由实施例1、2、4、15-19可知，不同的碱金属盐均可作为氘代反应的催化剂，以叔丁醇钾、氢氧化钾、氢氧化钠为催化剂催化的氘代率比较高。
由实施例2、3、5可知，在反应温度、反应时间、氘气压强、溶剂、催化剂均相同的情况下，可以通过增加催化剂浓度提高氘代率。
由实施例4、6、7、8可知，在反应时间、氘气压强、溶剂、催化剂以及催化剂摩尔量均相同的情况下，可以通过提高反应温度提高氘代率。
由实施例4、9、10、11可知，在反应温度、氘气压强、溶剂、催化剂以及催化剂摩尔量均相同的情况下，可以通过延长反应时间提高氘代率。
由实施例4、12、13可知，在反应温度、反应时间、溶剂、催化剂以及催化剂摩尔量均相同的情况下，可以通过提高氘气压力提高氘代率。
由实施例4、14可知，在反应温度、反应时间、氘气压强、溶剂、催化剂以及催化剂摩尔量均相同的情况下，可以通过将反应容器中的气体置换成新的氘气再进行反应提高氘代率。
<实施例20>
在实施例20中，提供了一种氘代苯基甲基亚砜的制备方法。
制备方法如下：
惰性气氛下，在25mL高压釜中，依次加入苯基甲基亚砜(CAS:1193-82-4)(0.0421g，0.3mmol)，氘代苯0.5mL，叔丁醇钾(0.0034g，0.03mmol)。将高压釜密封，充入4bar氘气，在80℃加热48小时。反应完毕后，进行核磁1H NMR、13C NMR测试，氘代率63％、65％。
核磁1H NMR的测试结果如图5所示。13C NMR的测试结果如图6所示。
<实施例21>
在实施例21中，提供了一种氘代N,N-二甲基甲磺酰胺的制备方法。
制备方法如下：
惰性气氛下，在25mL高压釜中，依次加入N,N-二甲基甲磺酰胺(CAS:918-05-8)(0.0369g，0.3mmol)，氘代苯0.5mL，叔丁醇钾(0.0034g，0.03mmol)。将高压釜密封，充入4bar氘气，在80℃加热48小时。反应完毕后，进行核磁1H NMR、13C NMR测试，氘代率72％。
核磁1H NMR的测试结果如图7所示。13C NMR的测试结果如图8所示。
实施例的作用与效果
根据实施例1～实施例21所涉及的砜、亚砜、磺酰胺和亚磺酰胺类化合物的新型氘代方法，包括如下步骤：在惰性气氛下，以碱金属盐为催化剂，砜类化合物、亚砜化合物、磺酰胺化合物以及亚磺酰胺类化合物为反应物，搅拌，向反应容器充入氘气，在预定温度下密闭反应预定时间，得氘代砜、亚砜、磺酰胺和亚磺酰胺类化合物。
其中，亚砜化合物为烷基亚砜或烷基芳基亚砜，亚磺酰胺类化合物为烷基亚磺酰胺，砜类化合物和磺酰胺化合物的氘代反应通式如式1所示：
式1中，R1选自C1-C10的烃基、C6-C20的芳基、C6-C20的取代胺基、C6-C20的杂芳基以及R1、R2之间键结成环；R2选自H、C1-C10的烃基、C6-C20的芳基、C6-C20的杂芳基以及R1、R2之间键结成环。
其中，砜类化合物为烷基砜或烷基芳基砜，磺酰胺化合物为烷基磺酰胺，砜类化合物和磺酰胺化合物的氘代反应通式如式2所示：
式2中，R3选自C1-C10的烃基、C6-C20的芳基、C6-C20的取代胺基、C6-C20的杂芳基以及R3、R4之间键结成环；R4选自H、C1-C10的烃基、C6-C20的芳基、C6-C20的杂芳基、C1-C10的烃基氧基、C1-C10的胺基以及R3、R4之间键结成环。
砜类化合物、亚砜化合物、磺酰胺化合物以及亚磺酰胺类化合物为反应物还可以通过含硫官能团的导向作用实现芳基邻位的氘代反应，其氘代反应通式如式3所示：
式3中，DG为导向基团，选自砜、亚砜、磺酰胺和亚磺酰胺基团。R5选自H、C1-C10的烃基、C6-C20的芳基、C6-C20的杂芳基、C1-C10的烃基氧基以及C1-C10的胺基；R5的位置为在苯环上磺酰基的邻位、间位以及对位中的一种或多种的组合上。
因为本实施例提供的氘代方法催化剂用量少、廉价易得、无毒，操作简便、反应条件温和；反应以氘气为氘源，氘代率高，气体易从体系中分里；所以可一步制备氘代砜、亚砜、磺酰胺和亚磺酰胺类化合物，为国内氘代二甲基亚砜的制备提供了一种新方法、新技术，具有较高的应用价值。
上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种砜、亚砜、磺酰胺和亚磺酰胺类化合物的新型氘代方法，其特征在于，包括以下步骤：
在惰性气氛下，以碱金属盐为催化剂，砜类化合物、亚砜化合物、磺酰胺化合物以及亚磺酰胺类化合物为反应物，搅拌，向反应容器充入氘气，在预定温度下密闭反应预定时间，得氘代砜、亚砜、磺酰胺和亚磺酰胺类化合物，
所述亚砜化合物为烷基亚砜或烷基芳基亚砜，
所述亚磺酰胺类化合物为烷基亚磺酰胺，
所述亚砜化合物和所述亚磺酰胺类化合物的氘代反应通式如式1所示：
式1中，R1选自C1-C10的烃基、C6-C20的芳基、C6-C20的取代胺基、C6-C20的杂芳基以及R1、R2之间键结成环，
R2选自H、C1-C10的烃基、C6-C20的芳基、C6-C20的杂芳基以及R1、R2之间键结成环，
所述砜类化合物为烷基砜或烷基芳基砜，
所述磺酰胺化合物为烷基磺酰胺，
所述砜类化合物和所述磺酰胺化合物的氘代反应通式如式2所示：
式2中，R3选自C1-C10的烃基、C6-C20的芳基、C6-C20的取代胺基、C6-C20的杂芳基以及R3、R4之间键结成环，
R4选自H、C1-C10的烃基、C6-C20的芳基、C6-C20的杂芳基、C1-C10的烃基氧基、C1-C10的胺基以及R3、R4之间键结成环，
所述砜类化合物、亚砜化合物、磺酰胺化合物以及亚磺酰胺类化合物为反应物还可以通过含硫官能团的导向作用实现芳基邻位的氘代反应，其氘代反应通式如式3所示：
式3中，DG为导向基团，选自砜、亚砜、磺酰胺以及亚磺酰胺基团，
R5选自H、C1-C10的烃基、C6-C20的芳基、C6-C20的杂芳基、C1-C10的烃基氧基以及C1-C10的胺基，
所述R5的位置为在苯环上磺酰基的邻位、间位以及对位中的一种或多种的组合上。
2.根据权利要求1所述的一种砜、亚砜、磺酰胺和亚磺酰胺类化合物的新型氘代方法，其特征在于：
其中，所述催化剂为碱金属催化体系，
所述碱金属催化体系包括金属锂盐、金属钠盐、金属钾盐、金属铷盐以及金属铯盐中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的一种砜、亚砜、磺酰胺和亚磺酰胺类化合物的新型氘代方法，其特征在于：
所述金属钠盐包括双(三甲基硅烷基)胺基钠、二异丙胺基钠、叔丁醇钠、乙醇钠、甲醇钠、氢氧化钠中的一种或多种，
所述金属钾盐包括双(三甲基硅烷基)胺基钾、二异丙胺基钾、叔丁醇钾、氢氧化钾、氯化钾、碘化钾中的一种或多种，
所述金属铯盐包括双(三甲基硅烷基)胺基铯、二异丙胺基铯、氟化铯、氯化铯、碳酸铯中的一种或多种，
所述金属锂盐包括双(三甲基硅烷基)胺基锂、二异丙胺基锂、丁基锂、叔丁醇锂中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种砜、亚砜、磺酰胺和亚磺酰胺类化合物的新型氘代方法，其特征在于：
其中，所述催化剂的用量为所述砜、亚砜、磺酰胺和亚磺酰胺类化合物摩尔量的1％～50％。
5.根据权利要求1所述的一种砜、亚砜、磺酰胺和亚磺酰胺类化合物的新型氘代方法，其特征在于：其中，所述预定温度为0℃～150℃。
6.根据权利要求1所述的一种砜、亚砜、磺酰胺和亚磺酰胺类化合物的新型氘代方法，其特征在于：
其中，所述预定时间为1h～96h。
7.根据权利要求1所述的一种砜、亚砜、磺酰胺和亚磺酰胺类化合物的新型氘代方法，其特征在于，还包括：
所述搅拌之前，向所述催化剂和所述反应物中加入溶剂，
其中，所述溶剂为芳烃溶剂、烷烃溶剂或醚类溶剂中的任意一种或多种组合。
8.根据权利要求1所述的一种砜、亚砜、磺酰胺和亚磺酰胺类化合物的新型氘代方法，其特征在于：
其中，向所述反应容器中充入氘气，使所述反应容器中的所述氘气的压强为1bar～50bar。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111239460.6A CN116023203B (zh) | 2021-10-25 | 一种砜、亚砜、磺酰胺和亚磺酰胺类化合物的新型氘代方法 | |
| EP22784111.1A EP4321499A1 (en) | 2021-04-09 | 2022-04-07 | Method for preparing deuterated chemical by means of deuteration reaction of carbon-hydrogen bond with deuterium gas under catalysis of alkali |
| PCT/CN2022/085660 WO2022214045A1 (zh) | 2021-04-09 | 2022-04-07 | 一种通过碱催化氘气对碳氢键氘代反应制备氘代化学品的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111239460.6A CN116023203B (zh) | 2021-10-25 | 一种砜、亚砜、磺酰胺和亚磺酰胺类化合物的新型氘代方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116023203A true CN116023203A (zh) | 2023-04-28 |
| CN116023203B CN116023203B (zh) | 2024-06-28 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117003605A (zh) * | 2023-08-07 | 2023-11-07 | 宁波萃英化学技术有限公司 | 一种氘代萘基蒽类化合物的制备方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109020849A (zh) * | 2018-08-29 | 2018-12-18 | 海门海康生物医药科技有限公司 | 一种氘代二甲基亚砜的制备方法 |
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109020849A (zh) * | 2018-08-29 | 2018-12-18 | 海门海康生物医药科技有限公司 | 一种氘代二甲基亚砜的制备方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| CANNING A. S. 等: "Aldol Condensation of Acetone over CsOH/SiO2: a Mechanistic Insight Using Isotopic Labelling", APPLIED CATALYSIS A: GENERAL, pages 59 - 65 * |
| MAOTONG XU 等: "Alkali Metal Speciesin the Reversible Activation of H2", ANGEW. CHEM. INT. ED., pages 11050 - 11054 * |
| MARTIN JOHANNES 等: "Hydrogen Isotope Exchange with Superbulky Alkaline Earth Metal Amide Catalysts", ACS CATAL., pages 7792 - 7799 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117003605A (zh) * | 2023-08-07 | 2023-11-07 | 宁波萃英化学技术有限公司 | 一种氘代萘基蒽类化合物的制备方法 |
| CN117003605B (zh) * | 2023-08-07 | 2024-06-11 | 宁波萃英化学技术有限公司 | 一种氘代萘基蒽类化合物的制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108772102B (zh) | 高效催化二氧化碳合成环碳酸酯的杂多金属高效催化剂 | |
| CN102633821B (zh) | 由嘧啶羧酸基配体构筑的铜配合物及其制备方法与应用 | |
| CN112979400A (zh) | 一种在碱金属氢化物作用下制备2-碘代芳醚的方法 | |
| CN109134326B (zh) | 一种s-芳基硫代砜类化合物的合成方法 | |
| CN111777536A (zh) | 一种制备不对称二硫醚的方法 | |
| CN106478381B (zh) | 一种由环氧乙烷催化制备双醚芴的方法 | |
| WO2022252404A1 (zh) | 一种氟磺酰基自由基试剂及其制备方法和应用 | |
| CN103172480B (zh) | 一种制备碘代芳烃的方法 | |
| CN116023203B (zh) | 一种砜、亚砜、磺酰胺和亚磺酰胺类化合物的新型氘代方法 | |
| CN116023203A (zh) | 一种砜、亚砜、磺酰胺和亚磺酰胺类化合物的新型氘代方法 | |
| CN116003260B (zh) | 一种由尿素衍生物制备1-萘胺类化合物的方法及其预测模型 | |
| CN108947876B (zh) | 一种烯丙基砜的合成方法 | |
| CN103664721B (zh) | 用于制备硫代羧酸的芳基酯的方法 | |
| EP3521266B1 (en) | Substituted bis(trifluorovinyl)benzene compound | |
| Lo et al. | Efficient synthesis of symmetrical and unsymmetrical disulfides using a continuous flow method | |
| CN108084142A (zh) | 一种碳酸酯的合成方法 | |
| CN103709204A (zh) | 一种钴配合物、制备方法及其用途 | |
| US6713044B2 (en) | Synthesis of [2H1, 13C], [2H2, 13C] and [2H3, 13C]methyl aryl sulfides | |
| CN109678673B (zh) | 一种芳基取代的高烯丙醇的合成方法 | |
| US6764673B2 (en) | Synthesis of [2H1, 13C], [2H2, 13C] and [2H3, 13C]methyl aryl sulfones and sulfoxides | |
| CN113683559A (zh) | 一种制备杂环邻碘硫醚的方法 | |
| CN113620848A (zh) | 一种硫酚与邻二碘苯的反应方法 | |
| CN115215774B (zh) | 一种甲基硫醚类化合物的氘代方法 | |
| CN101812001B (zh) | 一种在水相中催化制备苯硫醚的方法 | |
| CN112694427A (zh) | 一种制备2,3-二甲基苯甲硫醚的方法 |
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 | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Application publication date: 20230428 Assignee: Shanghai Eskate Technology Co.,Ltd. Assignor: FUDAN University Contract record no.: X2024990000278 Denomination of invention: A novel deuteratation method for sulfone, sulfoxide, sulfonamide, and sulfonamide compounds License type: Exclusive License Record date: 20240607 |
|
| GR01 | Patent grant |