本發(fā)明涉及有機(jī)合成領(lǐng)域,具體涉及一種(e)-烯基砜類化合物及其制備方法。
背景技術(shù):
烯基砜類化合物在醫(yī)藥方面的生物活性發(fā)揮了巨大作用,是一類極具價值的有機(jī)化合物。例如,取代的烯砜是許多酶的有效的小分子抑制劑,如hiv-1整合酶和半胱氨酸蛋白酶,經(jīng)常用于制藥行業(yè)藥物設(shè)計過程。同時該類化合物也是有機(jī)合成中的重要骨架,由于烯砜中砜的吸電子能力使其可以作為michael受體,也可以用于環(huán)加成反應(yīng)。(a)wangg.,maheshu.,cheng.y.j.,yaos.-q.,organicletters,2003,vol.5:737~740;(b)gordonc.p.,griffithr.,kellerp.a.,medicinalchemistry,2007,vol.3:199~220;(c)carrr.v.c.,paquettel.a.,journaloftheamericanchemicals℃iety,1980,vol.102:853~855.
隨著烯砜的應(yīng)用越來越廣泛,人們逐漸發(fā)現(xiàn)了一些合成烯砜類化合物的方法,但也存在著諸如使用有毒或不穩(wěn)定的物質(zhì),步驟多且繁瑣以及生產(chǎn)大量化學(xué)廢物的缺點。更重要的是,許多方法區(qū)域和立體選擇性差,得到的是z/e-型烯砜的混合物。因此,用簡單的催化體系來合成單一型烯砜類化合物變得非常有意義。(d)posnerg.h.,brunelled.j.,journaloforganicchemistry,1972,vol.37:3547~3549;(e)hopkinsp.b.,fuchsp.l.,journaloforganicchemistry1978,vol.43:1208~1217;(f)nairv.,augustinea.,sujat.d.,synthesis,2002,2259~2265;(g)huangx.,duand.,zhengw.,journaloforganicchemistry,2003,vol.68:1958~1963;(h)matteuccim.,bhalayg.,bradleym.,organicletters,2003,vol.5:235~237.
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種合成簡單、綠色、廉價的(e)-烯基砜類化合物及其制備方法。
本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):一種(e)-烯基砜類化合物,該化合物的結(jié)構(gòu)式如下:
其中,r1包括芳基或烷基,r2包括芳基或烷基。
一種如上所述的(e)-烯基砜類化合物的合成方法,包括以下步驟:將苯基磺酰肼類底物、苯丙炔酸類底物溶于有機(jī)溶劑中,加入銅催化劑,以空氣中的氧氣為氧化劑,反應(yīng)即得所述的(e)-烯基砜類化合物。
該反應(yīng)首先是由苯基磺酰肼類底物在氧氣的氧化作用下與cu(ii)觸發(fā)開始,為方便說明,苯基磺酰肼類底物以苯磺酰肼為例,先經(jīng)歷了單電子轉(zhuǎn)子過程得到化合物
優(yōu)選的,所述苯基磺酰肼類底物的結(jié)構(gòu)式如下:
其中,ar2為芳基,更優(yōu)選的,所述苯基磺酰肼類底物為磺酰肼。
優(yōu)選的,所述苯丙炔酸類底物的結(jié)構(gòu)式如下:
其中,ar1為芳基,更優(yōu)選的,所述苯丙炔酸類底物為苯丙炔酸。
所述銅催化劑包括cucl、cubr、cu2o、cu(oac)2、cu(no3)2·3h2o、cu(otf)2、cu(tfa)2、cuscn、cucl2、cuo中的一種,優(yōu)選的,所述銅催化劑為cu2o。
優(yōu)選的,所述有機(jī)溶劑包括二氯乙烷、四氫呋喃、n,n-二甲基甲酰胺、二氧六環(huán)或乙腈中的一種,優(yōu)選的,所述有機(jī)溶劑為四氫呋喃。
優(yōu)選的,所述苯基磺酰肼類底物、苯丙炔酸類底物及銅催化劑的摩爾比為(2~4):1:0.1。
優(yōu)選的,所述反應(yīng)的溫度為70~120℃,更優(yōu)選的,反應(yīng)溫度是80℃,反應(yīng)時間為12~24h,更優(yōu)選的,所述反應(yīng)時間為24h。
所得產(chǎn)物(e)-烯基砜類化合物可以經(jīng)過薄層層析、柱層析的方法來分離。如用薄層層析、柱層析的方法,所用展開劑為非極性溶劑與極性溶劑的混合溶劑。推薦展開劑為石油醚/乙酸乙酯=5/1。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在以下幾方面:
(1)利用廉價催化劑cu2o,綠色氧化劑o2,無需額外添加劑,就可以得到最終所需要的(e)-烯基砜類化合物,高效且環(huán)境友好;
(2)本發(fā)明的制備方法對于芳環(huán)上有不同電子效應(yīng)和位阻效應(yīng)基團(tuán)的底物兼容性都較好,產(chǎn)率高;
(3)合成方法操作簡單。
具體實施方式
下面對本發(fā)明的實施例作詳細(xì)說明,本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實施,給出了詳細(xì)的實施方式和具體的操作過程,但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實施例。
實施例1
過渡金屬銅催化的苯丙炔酸與苯基磺酰肼合成烯基砜的反應(yīng)對催化劑、溶劑和反應(yīng)時間的研究。其中[cu]為銅催化劑,s為有機(jī)溶劑,t為反應(yīng)溫度。經(jīng)過反應(yīng)條件的篩選,我們得出了最優(yōu)的反應(yīng)條件,thf為溶劑,cu2o為催化劑,溫度為80℃,反應(yīng)時間為24h,以空氣中的氧氣為氧化劑。
其中a為1hnmr產(chǎn)率,18b為反應(yīng)氣體變?yōu)閚2氣體。
實施例2
銅催化苯丙炔酸系列底物和苯基磺酰肼合成烯基砜的反應(yīng)。通過對于苯丙炔酸類底物的擴(kuò)展研究,發(fā)現(xiàn)不同取代基團(tuán)的苯丙炔酸都能適用該方法,且得到中等至良好的收率。
具體實驗操作為在一干燥干凈的反應(yīng)管內(nèi),依次加入苯丙炔酸類底物(0.02mmol)、苯基磺酰肼(0.04mmol)和thf(2.0ml),控制溫度為80℃,在空氣中反應(yīng)24h。反應(yīng)結(jié)束后,萃取有機(jī)相,減壓除去溶劑后,通過薄層層析得到目標(biāo)產(chǎn)物3,舉例如下:
目標(biāo)產(chǎn)物3ba:(e)-1-methyl-4-(2-(phenylsulfonyl)vinyl)benzene
1hnmr(400mhz,cdcl3)δ7.94(d,j=8.0hz,2h),7.66(d,j=15.4hz,1h),7.63-7.51(m,3h),7.38(d,j=8.0hz,2h),7.19(d,j=8.0hz,2h),6.80(d,j=15.4hz,1h),2.37(s,3h);13cnmr(100mhz,cdcl3)δ142.54,141.85,140.86,133.25,129.78,129.56,129.27,128.56,127.56,125.97,21.51ppm;
hrms(esi-tof)m/z:calcdforc15h14nao2s+:281.0607(m+na)+,found:281.0615.
目標(biāo)產(chǎn)物3ca:(e)-1-methyl-2-(2-(phenylsulfonyl)vinyl)benzene
1hnmr(400mhz,cdcl3)δ7.99-7.94(m,3h),7.65-7.54(m,3h),7.44(d,j=7.8hz,1h),7.32-7.28(m,1h),7.23-7.17(m,2h),6.79(d,j=15.3hz,1h),2.46(s,3h);
13cnmr(100mhz,cdcl3)δ140.63,140.09,138.16,133.32,131.18,131.01,130.91,129.30,128.08,127.61,126.81,126.44,19.74ppm;
hrms(esi-tof)m/z:calcdforc15h14nao2s+:281.0607(m+na)+,found:281.0612.
目標(biāo)產(chǎn)物3da:(e)-1-methyl-3-(2-(phenylsulfonyl)vinyl)benzene
1hnmr(400mhz,cdcl3)δ7.95(d,j=7.4hz,2h),7.66(d,j=15.4hz,1h),7.64-7.52(m,3h),7.30-7.27(m,3h),7.23-7.20(m,1h),6.85(d,j=15.4hz,1h),2.35(s,3h);
13cnmr(100mhz,cdcl3)δ142.65,140.71,138.79,133.29,132.21,132.02,129.27,129.09,128.91,127.57,126.90,125.78,21.22ppm;
hrms(esi-tof)m/z:calcdforc15h14nao2s+:281.0607(m+na)+,found:281.0612.
目標(biāo)產(chǎn)物3ea:(e)-1-fluoro-4-(2-(phenylsulfonyl)vinyl)benzene
1hnmr(400mhz,cdcl3)δ7.94(d,j=7.2hz,2h),7.67-7.48(m,6h),7.08(t,j=8.4hz,2h),6.79(d,j=15.4hz,1h);
13cnmr(100mhz,cdcl3)δ164.31(d,jc-f=251.5hz),141.12,140.55,133.42,130.58(d,jc-f=8.7hz),129.33,128.56(d,jc-f=3.4hz),127.61,126.97(d,jc-f=2.3hz),116.30(d,jc-f=22.0hz)ppm;
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目標(biāo)產(chǎn)物3fa:(e)-1-methoxy-4-(2-(phenylsulfonyl)vinyl)benzene
1hnmr(400mhz,cdcl3)δ7.94(d,j=7.2hz,2h),7.65-7.52(m,4h),7.43(d,j=8.7hz,2h),6.89(d,j=8.7hz,2h),6.71(d,j=15.2hz,1h),3.83(s,3h);
13cnmr(100mhz,cdcl3)δ162.02,142.26,141.07,133.14,130.35,129.23,127.47,124.91,124.35,114.47,55.41ppm;
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目標(biāo)產(chǎn)物3ga:(e)-1-(4-(2-(phenylsulfonyl)vinyl)phenyl)ethanone
1hnmr(400mhz,cdcl3)δ7.97(d,j=8.4hz,4h),7.71(d,j=15.4hz,1h),7.67-7.56(m,5h),6.96(d,j=15.4hz,1h),2.61(s,3h);
13cnmr(100mhz,cdcl3)δ197.10,140.73,140.14,138.64,136.54,133.67,129.78,129.44,128.93,128.68,127.80,26.72ppm;
hrms(esi-tof)m/z:calcdforc16h14nao3s+:309.0556(m+na)+,found:309.0571.
實施例3
銅催化苯丙炔酸和苯基磺酰肼系列底物合成烯基砜的反應(yīng)。通過苯基磺酰肼類底物的擴(kuò)展研究,發(fā)現(xiàn)無論是吸電子基團(tuán)取代還是缺電子基團(tuán)取代的苯基磺酰肼,還有位阻效應(yīng)大的苯基磺酰肼都適用該方法,也同樣能得到良好的收率。
具體實驗操作為在一干燥干凈的反應(yīng)管內(nèi),依次加入苯丙炔酸(0.02mmol)、苯基磺酰肼系列底物(0.04mmol)和thf(2.0ml),控制溫度為80℃,在空氣中反應(yīng)24h。反應(yīng)結(jié)束后,萃取有機(jī)相,減壓除去溶劑后,通過薄層層析得到目標(biāo)產(chǎn)物3,舉例如下:
目標(biāo)產(chǎn)物3aa:(e)-1-phenylsulfonyl-2-phenylethene
1hnmr(400mhz,cdcl3)δ7.94(d,j=8.4hz,2h),7.69(d,j=15.4hz,1h),7.64–7.60(m,1h),7.55(t,j=7.5hz,2h),7.50–7.47(m,2h),7.42–7.39(m,3h),6.87(d,j=15.4hz,1h);13cnmr(100mhz,cdcl3)δ142.45,140.61,133.35,132.27,131.19,129.30,129.04,128.53,127.60,127.17ppm;
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目標(biāo)產(chǎn)物3ab:(e)-1-methyl-4-(2-(phenylsulfonyl)vinyl)benzene
1hnmr(400mhz,cdcl3)δ7.83(d,j=8.3hz,2h),7.66(d,j=15.4hz,1h),7.47(d,j=7.6hz,2h),7.41-7.38(m,3h),7.34(d,j=8.0hz,2h),6.85(d,j=15.4hz,1h),2.43(s,3h);13cnmr(100mhz,cdcl3)δ144.38,141.92,137.66,132.40,131.09,129.95,129.04,128.50,127.69,127.54,21.16ppm;
hrms(esi-tof)m/z:calcdforc15h14nao2s+:281.0607(m+na)+,found:281.0613.
目標(biāo)產(chǎn)物3ac:(e)-1-fluoro-4-(styrylsulfonyl)benzene
1hnmr(400mhz,cdcl3)δ7.98-7.95(m,2h),7.68(d,j=15.4hz,1h),7.49(d,j=7.9hz,2h),7.44-7.38(m,3h),7.25-7.20(m,2h),6.84(d,j=15.4hz,1h);
13cnmr(100mhz,cdcl3)δ165.58(d,jc-f=254.5hz),142.66,136.71(d,jc-f=3.0hz),132.15,131.33,130.48(d,jc-f=9.5hz),129.10,128.57,127.01,116.62(d,jc-f=22.6hz)ppm;
hrms(esi-tof)m/z:calcdforc14h11fnao2s+:285.0356(m+na)+,found:285.0365.
目標(biāo)產(chǎn)物3ad:(e)-1-bromo-4-(styrylsulfonyl)benzene
1hnmr(400mhz,cdcl3)δ7.81(d,j=7.6hz,2h),7.71-7.67(m,3h),7.49(d,j=7.6hz,2h),7.43-7.38(m,3h),6.84(d,j=16.0hz,1h);
13cnmr(100mhz,cdcl3)δ143.07,139.68,132.61,132.08,131.40,129.17,129.10,128.61,126.67ppm;
hrms(esi-tof)m/z:calcdforc14h11brnao2s+:344.9555(m+na)+,found:344.9564.
目標(biāo)產(chǎn)物3ae:(e)-2-(styrylsulfonyl)naphthalene
1hnmr(400mhz,cdcl3)δ8.56(s,1h),7.98(d,j=8.2hz,2h),7.93-7.87(m,2h),7.75(d,j=15.4hz,1h),7.68-7.59(m,2h),7.50-7.48(m,2h),7.40-7.36(m,3h),6.93(d,j=15.4hz,1h);
13cnmr(100mhz,cdcl3)δ142.54,137.41,135.11,132.32,132.25,131.19,129.65,129.35,129.21,129.16,129.05,128.56,127.93,127.63,127.22,122.52ppm;
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目標(biāo)產(chǎn)物3af:(e)-1-bromo-3-(styrylsulfonyl)benzene
1hnmr(400mhz,cdcl3)δ8.08(s,1h),7.88(d,j=7.9hz,1h),7.74-7.68(m,2h),7.51-7.49(m,2h),7.47-7.38(m,4h),6.85(d,j=15.4hz,1h);
13cnmr(100mhz,cdcl3)δ143.47,142.56,136.38,132.02,131.46,130.83,130.48,129.10,128.66,126.45,126.16,123.23ppm;
hrms(esi-tof)m/z:calcdforc14h11brnao2s+:344.9555(m+na)+,found:344.9558。