CN103922976A - 非对称性二芳基砜类化合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种非对称性二芳基砜类化合物的制备方法，公开了一种室温下氯化亚铜催化的芳基氟硼酸盐参与的二芳基砜及其制备方法。本发明选用易得无毒的芳基亚磺酸钠作为底物，选用低成本反应体系发展了一种氯化亚铜催化的芳基亚磺酸钠同芳基氟硼酸钾的偶联反应，来合成不对称的二芳基砜，该二芳基砜合成方法经济有效、条件温和，反应时间短，反应产率高，成本低廉，具有很好的实用性和经济价值。
Description
技术领域
本发明涉及非对称性二芳基砜类化合物的制备方法，尤其涉及一种室温下氯化亚铜催化的芳基氟硼酸盐参与的二芳基砜及其制备方法。
背景技术
二芳基砜化合物作为一种医药、农药中间体，常用于有机合成中，并已经显示出了良好的生物活性[1]，例如，二芳基砜已被证明具有抗真菌，抗菌，抗肿瘤活性等。最近，二芳基砜和芳杂环砜已被证明能够抑制HIV-1逆转录酶，代表了一类新兴的能解决药物残留毒性及核苷类抑制剂的抗药性问题的物质。而芳基磺酰氯与芳烃通过付克反应制备二芳基砜，则存在只能发生在富电子的芳环上且取代位置受取代基定位效应的影响而大大限制底物的适用范围[2]。急需发展一种反应温度较低，选择性好，底物适用范围广的方法。
近年来，通过过渡金属催化的交叉偶联策略来合成二芳基砜得到了化学家的广泛关注，这些方法可以用来合成不对称的二芳基砜衍生物。芳基亚磺酸钠是最常用的用来提供SO2基团的亲电试剂，可以跟芳基硼酸[3]，卤代芳烃[4]反应制备二芳基砜。
芳基氟硼酸钾是Suzuki-Miyaura反应中芳基硼酸的一种重要的替代物[5]。与大多数有机硼化合物相比，芳基氟硼酸钾在空气中更加稳定且不易吸水，制备方法简便，容易精确称量和大量存储。然而在之前的文献报道中，铜催化的芳基氟硼酸钾参与的二芳基砜的合成只有28%的产率[6]，并不具备实用的价值。
发明内容
本发明针对现有技术存在的缺陷，提供了一种产率高、条件温和的不对称二芳基砜合成方法。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：
本发明提供的氯化亚铜催化的二芳基砜的制备方法包括以下步骤：
（1）芳基亚磺酸盐的制备：
在25ml单颈烧瓶中加入5mmol芳基磺酰氯，1.2g亚硫酸钠和0.84g碳酸氢钠，加入10ml水尽量溶解，在80℃下反应2小时。稍冷后在冰水浴中析出晶体，将晶体减压过滤后烘干得到白色晶体。若无晶体析出，则将水溶液倒入烧杯中，在电热套上蒸发水，至有晶体析出。稍冷后在冰水浴中析出晶体，将晶体减压过滤后烘干得到白色晶体。
（2）芳基氟硼酸盐的制备：
100ml烧杯中，将0.085mol的芳基硼酸溶于25ml甲醇中，剧烈搅拌下，缓慢加入60ml饱和KHF2溶液(KHF2溶液要溶于纸杯或塑料杯中)，反应15分钟，抽滤收集沉淀，用冷的甲醇溶液洗涤，固体用乙腈重结晶。
（3）芳基亚磺酸盐同芳基氟硼酸盐的反应：
将1mmol芳基亚磺酸盐，1mmol芳基氟硼酸盐，1.2mmol氢氧化钠和0.1mmol催化剂加入盛有2ml有机溶剂的反应管中，磁力搅拌3小时。反应完毕，经滤纸过滤后旋干溶剂，柱分离即得产品。
反应基本的方程式为：
该反应不需要任何惰性气体的保护，在空气中能很好的进行；反应具有良好的官能团耐受性；在室温条件下进行，反应时间短，反应产率高，经过简单的后处理就能得到产物。
作为优选，所述的芳基亚磺酸盐为苯基亚磺酸盐、对甲氧基苯基亚磺酸盐、对甲基苯基亚磺酸盐、对二甲氨基苯基亚磺酸盐、对氰基苯基亚磺酸盐、对氯苯基亚磺酸盐、对溴苯基亚磺酸盐、对碘苯基亚磺酸盐、对硝基苯基亚磺酸盐、邻氯苯基亚磺酸盐、邻硝基苯基亚磺酸盐、2-萘基亚磺酸盐、2-吡啶基亚磺酸盐中的任一种。
作为优选，所述的芳基亚磺酸盐为苯基亚磺酸钠、对甲氧基苯基亚磺酸钠、对甲基苯基亚磺酸钠、对二甲氨基苯基亚磺酸钠、对氰基苯基亚磺酸钠、对氯苯基亚磺酸钠、对溴苯基亚磺酸钠、对碘苯基亚磺酸钠、对硝基苯基亚磺酸钠、邻氯苯基亚磺酸钠、邻硝基苯基亚磺酸钠、2-萘基亚磺酸钠、2-吡啶基亚磺酸钠中的任一种。
作为优选，所述的芳基氟硼酸盐为苯基氟硼酸钾、对甲氧基苯基氟硼酸钾、对甲基苯基氟硼酸钾、对氰基苯基氟硼酸钾、对氯苯基氟硼酸钾、对溴苯基氟硼酸钾、对硝基苯基氟硼酸钾、邻氯苯基氟硼酸钾、邻硝基苯基氟硼酸钾、2-萘基氟硼酸钾中的任一种。
作为优选，所述的有机溶剂为二氯甲烷、四氯化碳，氯仿，1,2-二氯乙烷中任一种。优选二氯甲烷，使用二氯甲烷作为溶剂，反应后极易除去。
作为优选，所述的催化剂采用氯化亚铜。使用便宜的氯化亚铜作为催化剂，并且只需简单的碱作为添加剂，成本得到大幅降低。
本发明还提供一种利用上述方法制备得到的非对称性二芳基砜类化合物。
本发明选用易得无毒的芳基亚磺酸钠作为底物，选用低成本反应体系发展了一种氯化亚铜催化的芳基亚磺酸钠同芳基氟硼酸钾的偶联反应，来合成不对称的二芳基砜，该二芳基砜合成方法经济有效、条件温和，具有很好的实用性和经济价值。
本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：
1)通过易制备的芳基亚磺酸盐和芳基氟硼酸钾可以得到非对称性二芳基砜类化合物，具有很高的实用性和选择性；
2)该反应不需要任何惰性气体的保护，在空气中能很好的进行；反应具有良好的官能团耐受性；
3)该反应在室温条件下进行，反应时间短，反应产率高，经过简单的后处理就能得到产物；
4)该方法中，使用便宜的氯化亚铜作为催化剂，只需简单的碱作为添加剂，成本低廉。
5）该方法中，使用二氯甲烷作为溶剂，反应后极易除去。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述：
实施例1
将1mmol对甲氧基苯亚磺酸钠，1mmol苯基氟硼酸钾，1.2mmol氢氧化钠和0.1mmol氯化亚铜加入盛有2ml二氯甲烷的反应管中，磁力搅拌3小时。反应完毕，经滤纸过滤后旋干溶剂，柱分离即得产品。产率为95%。
1-(4-Methoxyphenylsulfonyl)benzene Yellow solid(mp=90-92℃,lit mp88-90℃);1H NMR(300MHz,CDCl3)δ7.90(m,4H),7.51(m,3H),6.96(m,2H),3.84(s,3H);HRMS calcd forC13H12O3S:248.0507,found:248.0509.
实施例2
将1mmol对硝基苯亚磺酸钠，1mmol苯基氟硼酸钾，1.2mmol氢氧化钠和0.1mmol氯化亚铜加入盛有2ml二氯甲烷的反应管中，磁力搅拌3小时。反应完毕，经滤纸过滤后旋干溶剂，柱分离即得产品。产率为96%。
1-(4-Nitrophenylsulfonyl)benzene Yellow solid(mp=145-149℃,lit mp143-145℃);1H NMR(400MHz,CDCl3):δ8.27–8.38(m,2H),8.07–8.15(m,2H),7.92–8.00(m,2H),7.58–7.66(m,1H),7.51–7.61(m,2H).HRMS calcd for C12H9NO4S:263.0252,found:263.0250.
实施例3
将1mmol苯亚磺酸钠，1mmol对溴苯基氟硼酸钾，1.2mmol氢氧化钠和0.1mmol氯化亚铜加入盛有2ml二氯甲烷的反应管中，磁力搅拌3小时。反应完毕，经滤纸过滤后旋干溶剂，柱分离即得产品。产率为94%。
1-Bromo-4-(phenylsulfonyl)benzene Yellow solid(mp=100-101℃,lit mp98-99℃);1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.88–7.99(m,2H),7.76–7.86(m,2H),7.61–7.69(m,2H),7.55–7.61(m,1H),7.46–7.52(m,2H).HRMS calcd for C12H9BrO2S:295.9507,found:295.9508.
实施例4
将1mmol苯亚磺酸钠，1mmol对溴苯基氟硼酸钾，1.2mmol氢氧化钠和0.1mmol氯化亚铜加入盛有2ml二氯甲烷的反应管中，磁力搅拌3小时。反应完毕，经滤纸过滤后旋干溶剂，柱分离即得产品。产率为90%。
2-(Phenylsulfonyl)naphthalene Colorless solid(mp=119-120℃,lit mp119-121℃);1H NMR(400MHz,CDCl3):δ8.58(s,1H),7.95–8.06(m,3H),7.93(d,J=8.8Hz,1H),7.82–7.89(m,2H),7.48–7.66(m,5H).HRMS calcd for C16H12O2S:268.0558,found:268.0556.
上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。
Claims (7)
1.非对称性二芳基砜类化合物的制备方法，其特征在于，方法如下：
芳基亚磺酸盐的制备：每5mmol芳基磺酰氯中加入1.2g亚硫酸钠和0.84g碳酸氢钠，加水溶解，80oC下反应2小时；稍冷后在冰水浴中析出晶体，将晶体减压过滤后烘干得到白色晶体，得到芳基亚磺酸盐；
芳基氟硼酸盐的制备：将0.085mol的芳基硼酸溶于25ml甲醇中，剧烈搅拌下，缓慢加入60ml饱和KHF2溶液，反应15分钟，抽滤收集沉淀，用甲醇溶液洗涤，固体用乙腈重结晶，得到芳基氟硼酸盐；
催化芳基亚磺酸盐同芳基氟硼酸盐反应：将1 mmol芳基亚磺酸盐，1 mmol芳基氟硼酸盐，1.2 mmol氢氧化钠，0.1 mmol催化剂加入2 ml有机溶剂中，磁力搅拌3小时，反应温度25oC，反应完毕，经滤纸过滤后旋干溶剂，柱分离即得产品。
2.根据权利要求1所述的非对称性二芳基砜类化合物的制备方法，其特征在于：所述的芳基亚磺酸盐为苯基亚磺酸盐、对甲氧基苯基亚磺酸盐、对甲基苯基亚磺酸盐、对二甲氨基苯基亚磺酸盐、对氰基苯基亚磺酸盐、对氯苯基亚磺酸盐、对溴苯基亚磺酸盐、对碘苯基亚磺酸盐、对硝基苯基亚磺酸盐、邻氯苯基亚磺酸盐、邻硝基苯基亚磺酸盐、2-萘基亚磺酸盐、2-吡啶基亚磺酸盐中的任一种。
3.根据权利要求1或2所述的非对称性二芳基砜类化合物的制备方法，其特征在于：所述的芳基亚磺酸盐为苯基亚磺酸钠、对甲氧基苯基亚磺酸钠、对甲基苯基亚磺酸钠、对二甲氨基苯基亚磺酸钠、对氰基苯基亚磺酸钠、对氯苯基亚磺酸钠、对溴苯基亚磺酸钠、对碘苯基亚磺酸钠、对硝基苯基亚磺酸钠、邻氯苯基亚磺酸钠、邻硝基苯基亚磺酸钠、2-萘基亚磺酸钠、2-吡啶基亚磺酸钠中的任一种。
4.根据权利要求1所述的非对称性二芳基砜类化合物的制备方法，其特征在于：所述的芳基氟硼酸盐为苯基氟硼酸钾、对甲氧基苯基氟硼酸钾、对甲基苯基氟硼酸钾、对氰基苯基氟硼酸钾、对氯苯基氟硼酸钾、对溴苯基氟硼酸钾、对硝基苯基氟硼酸钾、邻氯苯基氟硼酸钾、邻硝基苯基氟硼酸钾、2-萘基氟硼酸钾中的任一种。
5.根据权利要求1所述的非对称性二芳基砜类化合物的制备方法，其特征在于：所述的有机溶剂为二氯甲烷、四氯化碳，氯仿，1,2-二氯乙烷中任一种。
6.根据权利要求1所述的非对称性二芳基砜类化合物的制备方法，其特征在于：所述的催化剂采用氯化亚铜。
7.根据权利要求1-6所述方法制备得到的非对称性二芳基砜类化合物。
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