CN109020922B

CN109020922B - 一种环状磺酰胺类化合物的制备方法

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Publication number: CN109020922B
Application number: CN201811220908.8A
Authority: CN
Inventors: 张琦; 吴佳荣; 柴永海
Original assignee: Shaanxi Normal University
Current assignee: Shaanxi Normal University
Priority date: 2018-10-19
Filing date: 2018-10-19
Publication date: 2022-01-04
Anticipated expiration: 2038-10-19
Also published as: CN109020922A

Abstract

本发明公开了一种环状磺酰胺类化合物的制备方法，该方法以苯磺酰胺类化合物和硝基甲烷为原料，以Fe²⁺或Fe³⁺作为催化剂，在可见光的诱导下，通过C‑N/C‑C键的形成反应合成中环磺酰胺化合物。本发明反应步骤短，操作简便，无需严格的无水无氧条件，且催化剂成本低廉、对环境友好，可以以较高的区域选择性和中等至较高的收率合成环状磺酰胺类化合物。

Description

一种环状磺酰胺类化合物的制备方法

技术领域

本发明涉及一种中环磺酰胺类化合物的制备方法，尤其涉及一种以邻位苄基取代的苯磺酰胺化合物和硝基甲烷为原料，采用氯化铁或氯化亚铁作为催化剂，在可见光的诱导下，通过C-N/C-C键的形成反应制备环状磺酰胺类化合物的方法。

背景技术

磺酰胺类化合物是一类含有S、N、O三种杂原子的杂环化合物。这类化合物具有多种药理活性，在抗甲状腺、抗肿瘤、抗真菌、抗病毒、抗抑郁等很多方面都表现出很好的药理活性，是医药研发中有用的候选药物分子。磺酰胺类化合物还由于其低毒性、高效性、高选择性、对环境友好，而被作为杀虫剂、除草剂和杀菌剂，广泛应用于农药领域。

由于吡唑类化合物良好的应用前景，多种制备吡唑类化合物的方法被相继建立和报道，主要包括：

1、傅克反应

1978年Rudolph,A.A.等(J.Org.Chem.1978,43,1218)利用邻氨基苯基甲酸甲酯为原料，经过六步反应得到七元环状磺酰胺类化合物。该方法首次报道了七元环状磺酰胺的合成，但是该方法反应步骤较长。

2、分子内氮杂环丙烷化反应

2010年Robert,H.D.等(Bioorg.Med.Chem.Lett.2010,20,7483)利用邻位烯基取代的苯磺酰胺类化合物为原料，Cu(I)为催化剂，亚碘酰苯为氧化剂，乙腈为溶剂，制备分子内氮杂环丙烷化合物，再在亲核试剂的进攻下开环，得到目标化合物。该方法可以中等至良好的收率合成目标化合物，但是亲核试剂进攻发生开环时，区域选择性不好控制。并且，原料合成步骤较长。

3、不对称还原胺化反应

2017年Zhou,Y.G.等(Chem.Commun.,2017,53,1704)利用叔丁基取代的酮磺酰胺为原料，在布朗斯特酸的催化下去保护，再在钯催化剂的作用下经过不对称还原胺化，可以以较好的收率得到目标化合物。该方法可以以较好的收率较高的ee值得到目标化合物，但是过程中需要用到钯催化剂，价格昂贵且环境不友好。

4、其它合成方法

2007年Chemler,S.R.等(J.Am.Chem.Soc.,2007,129,12948)利用烯烃类化合物为原料，在Cu(OTf)₃的催化作用下，加入手性配体发生碳酰胺化反应，可以以较高的收率合成环状磺酰胺类化合物，但是该方法仍然需要手性配体，并且反应温度较高。

综上所述，目前已经报道的合成磺酰胺类化合物的方法各有优势，但是或多或少存在些不足，有的反应条件苛刻、剧烈，有的需要贵金属催化剂，有的反应步骤较长且区域选择性不好。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种合成步骤较短，选择性较高，催化剂廉价易得、安全无毒的环状磺酰胺类化合物的制备方法。

解决上述技术问题所采用的技术方案是：在空气气氛中，将式I所示的苯磺酰胺类化合物、氯化铁或氯化亚铁、硝基甲烷混合均匀，在60～100℃及可见光光照下，搅拌反应6～15小时，得到式II所示的环状磺酰胺类化合物。

上式I、式II中，R₁、R₂和R₃各自独立的代表H、C₁～C₄烷基、C₁～C₂烷氧基、卤素中任意一种，优选R₁、R₂和R₃各自独立的代表H、甲基、甲氧基、Cl中任意一种。

上述制备方法，所述的苯磺酰胺类化合物与氯化铁或氯化亚铁的摩尔比优选1﹕(0.2～1.0)；所述的苯磺酰胺类化合物与硝基甲烷的摩尔比优选1：(40～2000)。

上述制备方法，进一步优选在80～90℃及可见光光照下，搅拌反应6～10小时。

本发明以取代的苯磺酰胺类化合物为原料，以Fe³⁺或Fe²⁺作为催化剂，在可见光的诱导下，通过C-N/C-C键的形成反应制备环状磺酰胺类化合物。与现有技术相比，本发明制备方法的主要优点在于：

(1)本发明可以以较高的区域选择性得到目标化合物，并且反应步骤短。

(2)本发明不需要昂贵高毒的催化剂，催化剂成本低廉，对环境友好。

(3)本发明操作简便、不需要严格的无水无氧操作。

(4)本发明可以制备较难合成的中环化合物。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步详细说明，但本发明的保护范围不仅限于这些实施方式。

实施例1

在空气气氛中，向25mL干燥的圆底烧瓶中加入24.7mg(0.1mmol)2-苄基苯磺酰氯、3.2mg(0.02mmol)氯化铁和10mL(0.2mol)硝基甲烷，在80℃及5瓦蓝色LED灯光照下，搅拌6小时，将反应液用饱和碳酸氢钠水溶液洗涤3次，加入乙酸乙酯萃取，有机相用饱和氯化钠水溶液洗涤三次，以乙酸乙酯与石油醚的体积比为1:5的混合液为淋洗剂进行柱色谱分离，得到7,12-二氢-6H-二苯并[d,g][1,2]噻唑嗪-5,5-二氧化物24.9mg，其收率为96％，反应方程式为：

所得产物的结构表征数据为：¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ7.92(d,J＝8.0Hz,1H),7.58(d,J＝7.6Hz,1H),7.51-7.41(m,2H),7.29(t,J＝7.2Hz,1H),7.23(t,J＝7.6Hz,1H),7.16(t,J＝7.6Hz,2H),5.17(dd,J＝15.7,11.0Hz,1H),4.90(d,J＝13.7Hz,1H),4.43(d,J＝10.6Hz,1H),4.18(d,J＝15.8Hz,1H),3.86(d,J＝13.7Hz,1H)；¹³C NMR(100MHz,CDCl₃)δ142.65,142.52,140.02,137.91,134.49,132.89,131.44,130.94,130.66,130.06,128.66,128.03,48.76,39.15；ESI-HRMS计算值C₁₄H₁₃NO₂SNa([M+Na]⁺)282.0559,实测值282.0562。

实施例2

本实施例中，用等摩尔2-苄基-4-甲基苯磺酰胺替换实施例1中的2-苄基苯磺酰氯，其他步骤与实施例1相同，得到2-甲基-7,12-二氢-6H-二苯并[d,g][1,2]噻唑嗪-5,5-二氧化物24.0mg，其收率为88％，反应方程式为：

所得产物的结构表征数据为：¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ7.75(d,J＝8.0Hz,1H),7.46(d,J＝7.6Hz,1H),7.35(s,1H),7.33-7.25(m,1H),7.20-7.12(m,2H),6.98(d,J＝8.0Hz,1H),5.13(dd,J＝15.6,11.2Hz,1H),4.84(d,J＝14.0Hz,1H),4.43(d,J＝10.8Hz,1H),4.14(dd,J＝15.6,1.6Hz,1H),3.78(d,J＝13.6Hz,1H),2.36(s,3H)；¹³C NMR(100MHz,CDCl₃)δ143.66,141.20,138.50,138.42,136.59,132.07,130.03,129.55,129.17,128.70,127.19,127.12,47.32,37.67,21.32；SI-HRMS计算值C₁₅H₁₅NO₂SNa([M+Na]⁺)296.0716,实测值296.0722。

实施例3

本实施例中，用等摩尔2-苄基-5-甲基苯磺酰胺替换实施例1中的2-苄基苯磺酰氯，其他步骤与实施例1相同，得到3-甲基-7,12-二氢-6H-二苯并[d,g][1,2]噻唑嗪-5,5-二氧化物20.2mg，其收率为74％，反应方程式为：

所得产物的结构表征数据为：¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ7.72(s,1H),7.44(d,J＝8.0Hz,2H),7.30-7.22(m,2H),7.16-7.11(m,2H),5.13(dd,J＝15.6,11.2Hz,1H),4.82(d,J＝14.0Hz,1H),4.43(d,J＝10.4Hz,1H),4.14(dd,J＝16.0,2.0Hz,1H),3.80(d,J＝14.0Hz,0H),2.26(s,3H；¹³C NMR(100MHz,CDCl₃)δ141.39,140.88,136.68,136.42,135.53,133.64,131.38,129.94,129.53,129.19,129.01,127.11,47.29,37.32,20.77；SI-HRMS计算值C₁₅H₁₅NO₂SNa([M+Na]⁺)296.0716,实测值296.0720。

实施例4

本实施例中，用等摩尔2-苄基-4-甲氧基苯磺酰胺替换实施例1中的2-苄基苯磺酰氯，其他步骤与实施例1相同，得到2-甲氧基-7,12-二氢-6H-二苯并[d,g][1,2]噻唑嗪-5,5-二氧化物8.1mg，其收率为28％，反应方程式为：

所得产物的结构表征数据为：¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ7.85(d,J＝8.8Hz,1H),7.45(d,J＝7.6Hz,1H),7.29(t,J＝7.2Hz,1H),7.21-7.15(m,2H),7.05(d,J＝2.4Hz,1H),6.66(d,J＝8.8Hz,1H),5.15(dd,J＝16.0,11.2Hz,1H),4.87(d,J＝13.6Hz,1H),4.36(d,J＝11.2Hz,1H),4.17(d,J＝15.6Hz,1H),3.84(s,3H),3.78(d,J＝13.6Hz,1H)；¹³C NMR(100MHz,CDCl₃)δ162.78,140.91,140.60,136.61,133.44,130.95,130.11,129.56,129.20,127.28,117.55,110.27,,55.53,47.41,37.87；SI-HRMS计算值C₁₅H₁₅NO₃SNa([M+Na]⁺)312.0665,实测值312.0666。

实施例5

本实施例中，用等摩尔2-苄基-4-氯苯磺酰胺替换实施例1中的2-苄基苯磺酰氯，其他步骤与实施例1相同，得到2-氯-7,12-二氢-6H-二苯并[d,g][1,2]噻唑嗪-5,5-二氧化物22.1mg，其收率为74％，反应方程式为：

所得产物的结构表征数据为：¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ7.84(d,J＝8.4Hz,1H),7.55(d,J＝1.6Hz,1H),7.47(d,J＝7.6Hz,1H),7.33(t,J＝7.6Hz,1H),7.24-7.15(m,3H),5.14(dd,J＝16.0,11.2Hz,1H),4.86(d,J＝13.6Hz,1H),4.48(d,J＝10.4Hz,1H),4.18(d,J＝16.0Hz,1H),3.81(d,J＝13.6Hz,1H)；¹³C NMR(100MHz,CDCl₃)δ140.41,140.31,139.81,138.92,136.43,131.32,130.14,130.08,129.63,129.44,127.56,126.69,47.29,37.52；SI-HRMS计算值C₁₄H₁₂ClNO₂SNa([M+Na]⁺)316.0619,实测值316.0170。

实施例6

本实施例中，用等摩尔2-(2-甲基苄基)苯磺酰胺替换实施例1中的2-苄基苯磺酰氯，其他步骤与实施例1相同，得到11-甲基-7,12-二氢-6H-二苯并[d,g][1,2]噻唑嗪-5,5-二氧化物17.5mg，其收率为64％，反应方程式为：

所得产物的结构表征数据为：¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ7.95(d,J＝8.0Hz,1H),7.68(d,J＝8.0Hz,1H),7.43(t,J＝7.6Hz,1H),7.22(d,J＝8.0Hz,1H),7.18(d,J＝8.8Hz,1H),7.08(t,J＝7.2Hz,1H),7.03(d,J＝7.2Hz,1H),5.13(dd,J＝15.6,10.8Hz,1H),4.68(d,J＝14.4Hz,1H),4.55(d,J＝10.8Hz,1H),4.18(dd,J＝15.6,2.0Hz,1H),4.11(d,J＝14.4Hz,1H),2.65(s,3H)；¹³C NMR(100MHz,CDCl₃)δ142.02,138.76,137.64,137.56,137.53,132.45(2C),131.65,128.93,127.87,126.94,126.55,47.87,33.49,21.59；SI-HRMS计算值C₁₅H₁₅NO₂SNa([M+Na]⁺)296.0716,实测值296.0717。

实施例7

本实施例中，用等摩尔2-(4-甲基苄基)苯磺酰胺替换实施例1中的2-苄基苯磺酰氯，其他步骤与实施例1相同，得到9-甲基-7,12-二氢-6H-二苯并[d,g][1,2]噻唑嗪-5,5-二氧化物23.2mg，其收率为85％，反应方程式为：

所得产物的结构表征数据为：¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ7.94(d,J＝7.6Hz,1H),7.56(d,J＝7.6Hz,1H),7.45(t,J＝7.2Hz,1H),7.35(d,J＝8.0Hz,1H),7.22(d,J＝7.6Hz,1H),7.09(d,J＝7.6Hz,1H),6.96(s,1H),5.14(dd,J＝15.6,11.2Hz,1H),4.85(d,J＝14.0Hz,1H),4.37(d,J＝10.8Hz,1H),4.13(d,J＝14.4Hz,1H),3.82(d,J＝14.0Hz,1H),2.27(s,3H)；¹³C NMR(100MHz,CDCl₃)δ141.15,138.95,138.04,137.00,136.29,133.06,131.43,130.27,129.91,129.80,128.66,126.52,47.39,37.33,20.78；SI-HRMS计算值C₁₅H₁₅NO₂SNa([M+Na]⁺)296.0716,实测值296.0721。

实施例8

本实施例中，用等摩尔2-(1-苯基乙基)苯磺酰胺替换实施例1中的2-苄基苯磺酰氯，其他步骤与实施例1相同，得到12-甲基-7,12-二氢-6H-二苯并[d,g][1,2]噻唑嗪-5,5-二氧化物17.5mg，其收率为64％，反应方程式为：

所得产物的结构表征数据为：¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ7.86(d,J＝8.0Hz,1H),7.74(d,J＝8.0Hz,1H),7.58(d,J＝7.6Hz,1H),7.48(t,J＝7.6Hz,1H),7.32(t,J＝8.0Hz,1H),7.18-7.09(m,3H),5.35-5.28(m,1H),5.20(dd,J＝16.0,11.2Hz,1H),4.42(d,J＝10.8Hz,1H),4.16(d,J＝17.6Hz,1H),1.79(d,J＝7.2Hz,3H)；¹³C NMR(100MHz,CDCl₃)δ145.51,143.31,141.16,135.65,133.10,129.46,129.34,128.40,126.93,126.83,126.26,125.98,47.43,34.97,19.23；SI-HRMS计算值C₁₅H₁₅NO₂SNa([M+Na]⁺)296.0716,实测值296.0720。

上述实施例1～8中所用的氯化铁也可用等摩尔量的氯化亚铁替换，其可获得与相应实施例接近的产物收率。

Claims

1.一种环状磺酰胺类化合物的制备方法，其特征在于：在空气气氛中，将式I所示的苯磺酰胺类化合物、氯化铁或氯化亚铁、硝基甲烷混合均匀，在60～100℃及蓝色LED灯光照下，搅拌反应6～15小时，得到式II所示的环状磺酰胺类化合物；

式I、式II中，R₁、R₂和R₃各自独立的代表H、C₁～C₄烷基、C₁～C₂烷氧基、卤素中任意一种。

2.根据权利要求1所述的环状磺酰胺类化合物的制备方法，其特征在于：所述的R₁、R₂和R₃各自独立的代表H、甲基、甲氧基、Cl中任意一种。

3.根据权利要求1或2所述的环状磺酰胺类化合物的制备方法，其特征在于：所述的苯磺酰胺类化合物与氯化铁或氯化亚铁的摩尔比为1﹕(0.2～1.0)。

4.根据权利要求1或2所述的环状磺酰胺类化合物的制备方法，其特征在于：所述的苯磺酰胺类化合物与硝基甲烷的摩尔比为1：(40～2000)。

5.根据权利要求1或2所述的环状磺酰胺类化合物的制备方法，其特征在于：在80～90℃及蓝色LED灯光照下，搅拌反应6～10小时。