本发明属于有机合成领域,涉及一种2-磺酰基喹啉化合物的制备方法。
背景技术:
1、喹啉是一类重要的含氮杂环化合物,广泛存在于天然产物、医药以及材料等领域。其中,2-磺酰基喹啉作为一类重要的喹啉衍生物,同样具有多样化的生物活性,并作为重要的反应中间体。近年来,2-磺酰基喹啉的制备方法获得了广泛关注并取得了重要进展。通过文献调研,制备2-磺酰基喹啉主要有两种方法:一种是通过卤代喹啉与磺酰化试剂的偶联反应,这种方法受限于喹啉底物的预卤化;另一种方法是通过喹啉氮氧与磺酰化试剂的反应,是当前制备2-磺酰基喹啉更为高效的方法。其中,各种磺酰化试剂,包括亚磺酸钠、磺酰肼、磺酰氯、亚磺酸等被用于2-磺酰基喹啉的制备。在这些磺酰化试剂中,亚磺酸钠、磺酰肼以及亚磺酸等大部分都不可商业获得,需要以磺酰氯为原料在碱性条件下制备。因此,发展直接以廉价易得的磺酰氯为磺酰化试剂制备2-磺酰基喹啉的方法无论从反应成本还是反应的步骤经济性方面考虑都更具优势。赵玉芬课题组以亚磷酸二乙酯为活化试剂,磺酰氯为活化试剂,实现了喹啉氮氧的脱氧c2-h磺酰化反应(chem.commun.,2015,51,12111-12114)。2017年,何卫民课题组通过锌粉还原磺酰氯原位生成亚磺酸锌一锅法制备了2-磺酰基喹啉(green chem.,2017,19,5642-5646)。尽管取得了这些进展,这些反应需要使用到剧毒且易潮解的亚磷酸酯、超当量的强碱以及过渡金属。因此,发展更加温和的、非金属条件下以磺酰氯为磺酰化试剂的喹啉氮氧脱氧c2-h磺酰化反应依旧非常有必要。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种实用的、操作简单、条件温和且易于后处理的2-磺酰基喹啉的制备方法。为了实现上述目标,本发明采用如下技术方案:
2、2-磺酰基喹啉化合物的制备方法,将式1化合物、式2化合物在含有cs2、式3所述的仲胺以及卤代烷烃的体系中进行反应,制得式4的2-磺酰基喹啉化合物;
3、
4、所述的式1中,所述的r1~r6独自为h、烷基、烷氧基、卤素、氰基、硝基、三氟甲基或酯基,或者相邻取代基环合;
5、所述的式2中,所述的r7为烷基、环烷基、芳香、取代芳基、杂环芳基或取代杂环芳基;x为cl、br或i;
6、所述的式3中,所述的r8~r9独自为c1~c3的烷基,且r8~r9的总碳酸在5以下。
7、本发明研究表明,将式1的喹啉氧化物和式2在cs2、式3所述的仲胺以及卤代烷烃的体系中一锅反应,如此能够实现协同,可以基于全新的亲核加成-消除机制一锅、高效地合成所述的2-磺酰基喹啉化合物。
8、本发明中,所述的式1中,所述的r1~r6为h,或者,r1~r4中的1~2个取代基为烷基、烷氧基或者卤素;或者,所述的r5~r6中的1个取代基为烷基、烷氧基或者卤素。所述的烷基为c1~c6的烷基,所述的烷氧基为c1~c6的烷氧基。
9、本发明中,式2化合物中,所述的r7为苯环、取代苯环、五元杂环或取代五元杂环。所述的取代苯环或取代五元杂环中的取代基包括c1~c6的烷基、c1~c6的烷氧基、卤素中的至少一种。所述的x可以为cl。
10、本发明中,cs2、式3所述的仲胺、卤代烷烃溶剂成分联合是促使式1和式2一锅高效合成的关键。
11、本发明中,式3中,所述的r8~r9独自为甲基或乙基。
12、本发明中,式1化合物、式2化合物、cs2、式3的摩尔比为1:1.5~2.2:1~3:1~3;优选为1:2~2.1:1.5~2:1.5~2。
13、本发明中,所述的卤代烷烃为1~3个卤素取代的c1~c3的烷烃;优选为二氯甲烷、二氯乙烷中至少一种。
14、本发明中,卤代烷烃相对于式1化合物的用量在1ml/mmol以上,进一步为5~50ml/mmol,更进一步为5~15ml/mmol。
15、本发明中,反应温度为室温,优选为15~40℃,进一步可以为20~35℃。
16、本发明中,反应的时间可根据常规的中控手段进行控制,例如,其可以为10min以上,考虑到制备效率,可进一步为20~60min,更进一步为25~35min。
17、本发明中,反应结束后,加入水,随后经疏水溶剂进行萃取,浓缩得到粗品。
18、本发明中,对粗品进行色谱层析纯化,制得纯品;
19、本发明中,色谱层析纯化阶段的填料为硅胶;
20、本发明中,色谱层析纯化阶段的洗脱剂为体积比为1.5~6:1(进一步为3~4:1)的石油醚、乙酸乙酯混合溶剂。
21、本发明提供一种基于磺酰氯活化的喹啉氮氧化物脱氧c2-h官能化反应构筑2-磺酰基喹啉类化合物,具体反应历程及合成机理优选如下,其中,磺酰氯在反应中既作为磺酰化试剂,又作为喹啉氮氧化合物的活化试剂。
22、本发明所述的制备方法,典型的反应机理如下:
23、
24、有益效果:
25、本发明将式1的喹啉氧化物和式2在cs2、式3所述的仲胺以及卤代烷烃的体系种一锅反应,基于反应体系成分特点的联合控制,如此能够意外地实现协同,能够基于全新的亲核加成-消除机制一锅、高效地合成所述的2-磺酰基喹啉化合物。。
1.2-磺酰基喹啉化合物的制备方法,其特征在于,将式1化合物、式2化合物在含有cs2、式3所述的仲胺以及卤代烷烃的体系中进行反应,制得式4的2-磺酰基喹啉化合物;
2.如权利要求1所述的2-磺酰基喹啉化合物的制备方法,其特征在于,所述的式1中,所述的r1~r6为h,或者,r1~r4中的1~2个取代基为烷基、烷氧基或者卤素;或者,所述的r5~r6中的1个取代基为烷基、烷氧基或者卤素;
3.如权利要求1所述的2-磺酰基喹啉化合物的制备方法,其特征在于,式2化合物中,所述的r7为苯环、取代苯环、五元杂环或取代五元杂环;
4.如权利要求1所述的2-磺酰基喹啉化合物的制备方法,其特征在于,式3中,所述的r8~r9独自为甲基或乙基。
5.如权利要求1~4任一项所述的2-磺酰基喹啉化合物的制备方法,其特征在于,式1化合物、式2化合物、cs2、式3的摩尔比为1:1.5~2.2:1~3:1~3;优选为1:2~2.1:1.5~2:1.5~2。
6.如权利要求1所述的2-磺酰基喹啉化合物的制备方法,其特征在于,所述的卤代烷烃为1~3个卤素取代的c1~c3的烷烃;优选为二氯甲烷、二氯乙烷中至少一种。
7.如权利要求1或6所述的2-磺酰基喹啉化合物的制备方法,其特征在于,卤代烷烃相对于式1化合物的用量在1ml/mmol以上,进一步为5~50ml/mmol,更进一步为5~15ml/mmol。
8.如权利要求1所述的2-磺酰基喹啉化合物的制备方法,其特征在于,反应温度为室温,优选为15~40℃。
9.如权利要求1所述的2-磺酰基喹啉化合物的制备方法,其特征在于,反应结束后,加入水,随后经疏水溶剂进行萃取,浓缩得到粗品。
10.如权利要求9所述的2-磺酰基喹啉化合物的制备方法,其特征在于,对粗品进行色谱层析纯化,制得纯品;