CN116924949A - 一种α-溴代砜类化合物的合成方法 - Google Patents

一种α-溴代砜类化合物的合成方法 Download PDF

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    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C315/00—Preparation of sulfones; Preparation of sulfoxides
    • C07C315/04—Preparation of sulfones; Preparation of sulfoxides by reactions not involving the formation of sulfone or sulfoxide groups

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Abstract

本发明公开了一种α‑溴代砜类化合物的合成方法，采用混合溶剂，以N‑溴代丁亚酰亚胺为溴化试剂，在碱性条件下将炔基砜类化合物转化为相应的α‑溴代砜类化合物，反应通过N‑溴代丁亚酰亚胺、碱的当量比以及反应时间来控制，实现α‑溴代砜类化合物的选择性合成。本发明方法反应条件温和，操作简单，且具有优异的产率和良好的官能团耐受性。

Description

一种α-溴代砜类化合物的合成方法
技术领域
本发明属于有机化合物合成技术领域，具体涉及一种α-溴代砜类化合物的合成方法。
背景技术
α-卤代甲基砜类化合物在农药化学和有机合成中的应用受到广泛关注。由于卤代甲基砜类化合物具有生物特性，已被用于合成多种药物。如除草剂、抗菌剂、杀藻剂、杀虫剂等。此外在医药学及工业领域卤代甲基砜类化合物也具有一定的作用，如对甲苯基二碘甲基砜对治疗由细菌和真菌引起的皮肤病及作为防腐剂的有效成分在纺织品、塑料、涂料等工业产品中具有一定的作用。因此，探索简单、高效构建α-卤代砜类化合物的方法具有重要的意义。
发明内容
本发明旨在提供一种简单、高效、可选择性的合成α-溴代砜类化合物的方法。本发明方法反应条件温和，操作简单，且具有优异的产率和良好的官能团耐受性。
本发明α-溴代砜类化合物的合成方法，采用混合溶剂，以N-溴代丁亚酰亚胺(NBS)为溴化试剂，在碱性条件下将炔基砜类化合物转化为相应的α-溴代砜类化合物，反应通过N-溴代丁亚酰亚胺、碱的当量比以及反应时间来控制，实现α-溴代砜类化合物的选择性合成。
具体包括：
路线1：炔基砜类化合物在碱性条件下与等当量的N-溴代丁亚酰亚胺在混合溶剂中反应，得到α-溴代-β-羰基砜；
所述炔基砜类化合物的结构如下式IV所示，所述α-溴代-β-羰基砜的结构如下式I所示：
进一步地，将炔基砜类化合物、N-溴代丁亚酰亚胺(NBS)溶于混合溶剂中，然后加入碱，在25℃下反应1.5小时，得到目标产物α-溴代-β-羰基砜。
所述碱选自氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钾、碳酸钠、碳酸铯、乙醇钠、醋酸钠、醋酸钾中的一种，上述不同碱得到的产率分别为85％、81％、35％、22％、23％、15％、27％、12％。因此，优选为氢氧化钾。
所述氢氧化钾的量分别选取1.0、1.2、1.3、1.5、1.6当量，所得产率分别为65％、70％、78％、85％、83％，因此优选为1.5当量。
所述NBS的量分别选取1.0、1.1、1.2、1.3当量，所得产率分别为85％、82％、78％、75％，因此优选为1.0当量。
进一步地，炔基砜类化合物、NBS、碱的物质的量之比为1:1:1.5。
所述混合溶剂为二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、甲苯、乙腈、四氢呋喃、N-甲基吡咯烷酮、1,4-二氧六环中的一种与水按体积比为1:0.3的比例混合构成，各混合溶剂所得的产率分别为85％、45％、15％、10％、5％、21％、6％，因此优选为水和二甲亚砜。水和二甲亚砜的体积比可以为1:0.1、1:0.2、1:0.3、1:0.4、1:0.5，分别得到的产率为76％、80％、85％、83％、79％，因此优选为1:0.3。
更进一步地，炔基砜类化合物、NBS、碱的物质的量之比为1:1:1.5，反应溶剂为二甲亚砜与水的混合溶剂，体积比为1:0.3。
路线2：炔基砜类化合物在碱性条件下与过量的N-溴代丁亚酰亚胺在混合溶剂中反应1小时，得到α,α,α-三溴代砜，其结构如式III所示：
进一步地，将炔基砜类化合物、N-溴代丁亚酰亚胺(NBS)溶于混合溶剂中，然后加入碱，在25℃下反应1小时，得到目标产物α,α,α-三溴代砜。
所述碱选自氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钾、碳酸钠、碳酸铯、乙醇钠、醋酸钠、醋酸钾中的一种，上述不同碱得到的产率分别为90％、85％、15％、10％、11％、7％、15％、5％。因此优选为氢氧化钾。
所述氢氧化钾的量分别选取1.5、2.0、3.0、3.2当量，所得产率分别为47％、79％、90％、77％，因此优选为3.0当量。
所述NBS的量分别选取3.0、3.1、3.2当量，所得产率分别为90％、88％、85％，因此优选为3.0当量。
进一步地、所述炔基砜类化合物、NBS和碱的物质的量之比为1:3:3。
所述混合溶剂为二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、甲苯、乙腈中的一种与水按体积比为1:0.3的比例混合构成，各混合溶剂所得的产率分别为90％、30％、12％、6％，优选为水和二甲亚砜。水和二甲亚砜的体积比可以为1:0.1、1:0.2、1:0.3、1:0.4、1:0.5，分别得到的产率为70％、75％、90％、85％、74％，因此优选为1:0.3。
更进一步地，炔基砜类化合物、NBS、碱的物质的量之比为1:3:3，反应溶剂为二甲亚砜与水的混合溶剂，体积比为1:0.3。
路线3：炔基砜类化合物在碱性条件下与过量的N-溴代丁亚酰亚胺在混合溶剂中反应12小时，得到α,α-二溴代砜，其结构如式II所示：
进一步地，将炔基砜类化合物、N-溴代丁亚酰亚胺(NBS)溶于混合溶剂中，然后加入碱，在25℃下反应12小时，得到目标产物α,α-二溴代砜。
所述α,α-二溴代砜产物在路线2的基础上将反应时间延长，延长时间分别为2、3、5、7、10、12、13小时，所得产率分别为0％、0％、20％、35％、62％、78％、75％，因此优选为12小时。
更进一步地，炔基砜类化合物、NBS、碱的物质的量之比为1:3:3，反应溶剂为二甲亚砜与水的混合溶剂，体积比为1:0.3，反应时间为12小时。
其中，R1和R2分别独立地选自C1-C4烷基、芳基、杂芳基中的任意一种。
所述C1-C4烷基选自甲基、乙基、正丙基、叔丁基、环丙基。
所述芳基选自苯基、4-甲基苯基、4-甲氧基苯基、4-氟苯基、4-氯苯基、4-溴苯基、4-联苯基、3-甲基苯基、3-氟苯基、3-氯苯基、3-溴苯基、2-甲基苯基、2-氯苯基、2-溴苯基。
所述杂芳基选自2-噻吩基、3-呋喃基、3-吡啶基、2-萘基。
优选地，R1和R2独立为芳基中的任意一种；更进一步地，R1优选为苯基，R2优选为4-甲基苯基。
本发明通过N-溴代丁亚酰亚胺、氢氧化钾的当量比以及反应时间的控制，实现α-溴代砜类化合物α-溴代-β-羰基砜、α,α-二溴代砜、α,α,α-三溴代砜类化合物的选择性合成。α-溴代-β-羰基砜、α,α-二溴代砜、α,α,α-三溴代砜的结构通式分别如式I，式II，式III所示：
本发明方法，还包括每步反应所得产物的分离提纯。所述分离提纯过程可以参照本领域常规的提纯分离方法，例如柱层析发、薄层层析发、重结晶法等。
与已有技术相比，本发明方法反应条件温和，操作简单，且具有优异的产率和良好的官能团耐受性，是一种有效构建α-溴代砜类化合物的方法。
附图说明
图1为实施例1产物的核磁共振氢谱；
图2为实施例1产物的核磁共振碳谱；
图3为实施例2产物的核磁共振氢谱；
图4为实施例2产物的核磁共振碳谱；
图5为实施例3产物的核磁共振氢谱；
图6为实施例3产物的核磁共振碳谱。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明技术方案进行详细描述。
实施例1：
将1-苯基-2-(对甲苯磺酰基)乙炔(0.2mmol,51mg)、NBS(0.2mmol,36mg)、NaOH(0.3mmol,12mg)、1mLDMSO、0.3mLH2O加入到反应管中，25℃下搅拌反应1.5h，反应结束后，饱和氯化铵淬灭，乙酸乙酯提取(10mL×3)，合并有机相，无水Na2SO4干燥。静置，过滤，浓缩，粗产品快速柱层析分离(石油醚/乙酸乙酯15/1)得到目标产物2-溴-1-苯基-2-对甲苯磺酰基乙酮。本步骤的反应路线如下式所示：
产物的数据测试结果为：White solid；mp 149-150℃。
1H NMR(300MHz,CDCl3):δ8.00(d,J＝7.6Hz,2H),7.85(d,J＝8.2Hz,2H),7.66(t,J＝7.2Hz,1H),7.51(t,J＝7.7,2H),7.37(d,J＝8.0Hz,2H),6.22(s,1H),2.47(s,3H).13CNMR(75MHz,CDCl3):δ186.7,146.4,134.7,134.3,131.8,130.9,129.6,129.5,129.0,60.1,21.8.IR(KBr):v(cm-1)3002,1686,1594,1329,1155.HRMS(ESI)m/z calculated forC15H14BrO3S[M+H]+:352.9847,found 352.9842.
实施例2：
将1-苯基-2-(对甲苯磺酰基)乙炔(0.2mmol,51mg)、NBS(0.6mmol,72mg)、NaOH(0.6mmol,24mg)、1mL DMSO、0.3mLH2O，加入到反应管中，25℃下搅拌反应1h，反应结束后，饱和氯化铵淬灭，乙酸乙酯提取(10mL×3)，合并有机相，无水Na2SO4干燥。静置，过滤，浓缩，粗产品快速柱层析分离(石油醚/乙酸乙酯15/1)得到目标产物1-甲基-4-三溴甲磺酰基苯。本步骤的反应路线如下式所示：
产物的数据测试结果为：White solid；mp 138-139℃。
1H NMR(300MHz,CDCl3):δ8.12(d,J＝8.1Hz,4H),7.42(d,J＝8.0Hz,2H),2.51(s,3H).13C NMR(75MHz,CDCl3):δ147.4,133.7,129.9,129.5,51.1,21.9.IR(KBr):v(cm-1)1592,1336,1152.HRMS(ESI)m/z calculated for C8H8Br3O2S[M+H]+:406.7769,found406.7764.
实施例3：
将1-苯基-2-(对甲苯磺酰基)乙炔(0.2mmol,51mg)、NBS(0.6mmol,72mg)、NaOH(0.6mmol,24mg)、1mLDMSO、0.3mLH2O，加入到反应管中，25℃下搅拌反应12h，反应结束后，饱和氯化铵淬灭，乙酸乙酯提取(10mL×3)，合并有机相，无水Na2SO4干燥。静置，过滤，浓缩，粗产品快速柱层析分离(石油醚/乙酸乙酯15/1)得到目标产物-甲基-4-二溴甲磺酰基苯。本步骤的反应路线如下式所示：
产物的数据测试结果为：White solid；mp 95-96℃；yield:75％。
1H NMR(300MHz,CDCl3):δ7.93(d,J＝8.3Hz,2H),7.42(d,J＝8.1Hz,2H),6.23(s,1H),2.50(s,3H).13C NMR(125MHz,CDCl3):δ147.3,131.6,130.3,129.4,51.1,22.3.IR(KBr):v(cm-1)3002,1686,1329,1155.HRMS(ESI)m/z calculated for C8H9Br2O2S[M+H]+:328.8664,found 328.8660.
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上诉实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变形，这些简单的变形均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不在再另行说明。

Claims (10)

1.一种α-溴代砜类化合物的合成方法，其特征在于：
采用混合溶剂，以N-溴代丁亚酰亚胺为溴化试剂，在碱性条件下将炔基砜类化合物转化为相应的α-溴代砜类化合物，反应通过N-溴代丁亚酰亚胺、碱的当量比以及反应时间来控制，实现α-溴代砜类化合物的选择性合成；具体包括如下步骤：
路线1：炔基砜类化合物在碱性条件下与等当量的N-溴代丁亚酰亚胺在混合溶剂中反应，得到α-溴代-β-羰基砜；
路线2：炔基砜类化合物在碱性条件下与过量的N-溴代丁亚酰亚胺在混合溶剂中反应1小时，得到α,α,α-三溴代砜；
路线3：炔基砜类化合物在碱性条件下与过量的N-溴代丁亚酰亚胺在混合溶剂中反应12小时，得到α,α-二溴代砜；
所述炔基砜类化合物的结构如下式IV所示：
目标产物α-溴代-β-羰基砜、α,α-二溴代砜、α,α,α-三溴代砜的结构通式分别如下式I、式II、式III所示：
其中，R1和R2分别独立地选自C1-C4烷基、芳基、杂芳基中的任意一种。
2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：
路线1：将炔基砜类化合物、N-溴代丁亚酰亚胺溶于混合溶剂中，然后加入碱，在25℃下反应1.5小时，得到目标产物α-溴代-β-羰基砜。
3.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于：
炔基砜类化合物、NBS、碱的物质的量之比为1:1:1.5。
4.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：
路线2：将炔基砜类化合物、N-溴代丁亚酰亚胺溶于混合溶剂中，然后加入碱，在25℃下反应1小时，得到目标产物α,α,α-三溴代砜。
5.根据权利要求4所述的合成方法，其特征在于：
炔基砜类化合物、NBS和碱的物质的量之比为1:3:3。
6.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：
路线3：将炔基砜类化合物、N-溴代丁亚酰亚胺溶于混合溶剂中，然后加入碱，在25℃下反应12小时，得到目标产物α,α-二溴代砜。
7.根据权利要求6所述的合成方法，其特征在于：
炔基砜类化合物、NBS、碱的物质的量之比为1:3:3。
8.根据权利要求2、4或6所述的合成方法，其特征在于：
所述碱选自氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钾、碳酸钠、碳酸铯、乙醇钠、醋酸钠、醋酸钾中的一种。
9.根据权利要求2、4或6所述的合成方法，其特征在于：
所述混合溶剂为二甲亚砜与水混合构成。
10.根据权利要求9所述的合成方法，其特征在于：
水和二甲亚砜的体积比为1:0.3。
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