一种β-羰基砜类化合物的合成方法技术

本发明专利技术公开了一种β‑羰基砜类化合物的合成方法，步骤如下：将式Ⅰ所示化合物Ⅰ、式Ⅱ所示化合物Ⅱ和氧化剂混合得到混合液，往混合液中加入金属铜催化剂，分三次加入；反应结束后的混合物先经过阳离子交换膜处理，然后再经过后处理得到式Ⅲ所示β‑羰基砜类化合物；

【技术实现步骤摘要】
一种β-羰基砜类化合物的合成方法
本专利技术属于有机合成
，具体涉及一种β-羰基砜类化合物的合成方法。
技术介绍
烯胺酮是一类重要的有机化合物，广泛应用于有机合成特别是杂环化合物的合成中。由于分子中含有共轭的N-C＝C-C＝O官能团结构，物理化学性质与一般的酮不同，它既有烯胺的亲核性又有烯酮的亲电性。作为一种高度活泼的有机中间体,烯胺酮是合成吡啶、吡咯、吲哚、唑烷、嘧啶酮、喹啉、生物碱等含氮杂环化合物的关键中间体(MingLietc.ChineseJournalofOrganicChemistry,2006,26,1192-1207)。通过研究反应机理发现，这类反应一般经历Micheal加成/关环的过程得到目标产物，反应类型比较单一。尽管上述烯胺酮参与的有机反应得到了极大的丰富，但是烯胺酮化合物参与的自由基官能化反应却研究甚少。β-羰基砜类化合物可用于合成烯烃,双取代乙炔,乙烯砜,丙二烯,四氢吡喃等多种重要的有机化合物，在有机合成中有着广泛的应用。目前已有一些合成β-羰基砜类化合物的方法，如以2-溴苯乙酮(或2-氯苯乙酮)，亚磺酸钠为原料，在碱性条件下经磺化反应制得，但此种中合成方法在大多数情况下需要用到强碱或离子液体，对反应设备的要求过高，同时反应过程中放出大量的热，容易造成生产危险。因此，人们开始探索新的合成方法。专利申请号CN201410314427.9公开了一种合成2-磺酰基酮类化合物的方法，步骤为：将取代N-乙烯基乙酰胺、磺酰肼类化合物、催化剂、氧化剂和溶剂混合得到混合液，在20～120℃下反应2～12h，再经减压脱除溶剂后分离得到所述的2-磺酰基酮类化合物；所述的催化剂为有机胺盐，氧化剂为过氧化物。本专利技术的合成方法中用到的原料是取代N-乙烯基乙酰胺，此物质合成过程比较麻烦，需要分两步合成，反应原料复杂多样，容易发生副反应，而且使用催化剂的量较多，所得产物的后处理比较麻烦，并且产物的纯度也不高；另外本专利技术在合成2-磺酰基酮类化合物的过程中使用非金属催化剂，价格较高，使得整体生产成本较高。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种β-羰基砜类化合物的合成方法。本专利技术提供了一种β-羰基砜类化合物的合成方法，步骤如下：1)将式Ⅰ所示化合物Ⅰ、式Ⅱ所示化合物Ⅱ和氧化剂混合得到混合液，往混合液中加入金属铜催化剂，分三次加入；2)反应结束后的混合物先经过阳离子交换膜处理，然后再经过后处理得到式Ⅲ所示β-羰基砜类化合物；其中，R1为C1～10烷基，苯基，萘基，噻吩基，或者被卤素、C1～4烷基、卤烷基、C1～2烷氧基取代的苯基；R2为C1～4烷基；R3为C1～8烷基，苯基，萘基，或者被卤素、C1～3烷基、C1～3烷氧基取代的苯基。优选的，所述R1为4-甲基苯基、4-氯苯基、萘基、噻吩基、4-溴苯基、苯基或4-三氟甲基苯基。优选的，所述R1为4-溴苯基、苯基或萘基。优选的，所述R2为甲基。优选的，所述R3为甲基、苯基、4-甲基苯基、4-氯苯基或萘基。优选的，所述R3为4-氯苯基或4-甲基苯基。优选的，所述化合物Ⅰ、化合物Ⅱ、金属铜催化剂、氧化剂的摩尔比为1：1～10：0.01～0.2：1～5。优选的，所述反应的温度为40-100℃。优选的，所述金属铜催化剂选自醋酸铜或碘化亚铜中的一种。优选的，所述氧化剂选自叔丁基过氧化氢、二叔丁基过氧化物、过氧化苯甲酰叔丁酯、过硫酸铵、过硫酸钾、过氧化氢或过氧化二苯甲酰中的一种。本专利技术所述金属铜催化剂分三次加入，第一次在反应初期加入总催化剂用量的1/4，第二次在反应中期加入总催化剂用量的1/2，第三次在反应的中后期加入总催化剂用量的1/4。本专利技术所述后处理步骤为：反应结束后，将经过阳离子交换膜处理的反应液先进行减压浓缩得到油状物，所得油状物再进行柱层析分离，洗脱剂为石油醚/乙酸乙酯体积比4：1的混合液，收集含目标化合物的洗脱液，蒸除溶剂后干燥，即得所述的β-羰基砜类化合物。本专利技术所述阳离子交换膜可以为杭州绿合环保科技有限公司提供的型号为Grion0011V。本专利技术所述金属铜催化剂优选为醋酸铜。本专利技术所述氧化剂优选为叔丁基过氧化氢、二叔丁基过氧化物或过氧化苯甲酰。本专利技术所述反应温度优选为60-80℃。本专利技术所述反应时间为4-10h，更优选为8-10h。本专利技术所述化合物Ⅰ、化合物Ⅱ、金属铜催化剂、氧化剂的摩尔比更优选为1：2～5：0.05～0.2：2～4。本专利技术所述化合物Ⅰ优选为N,N-(二甲氨基)-1-苯基烯胺酮、N,N-(二甲氨基)-1-(4-氯苯基)烯胺酮、N,N-(二甲氨基)-1-(4-溴苯基)烯胺酮、N,N-(二甲氨基)-1-(3-溴苯基)烯胺酮、N,N-(二甲胺基)-1-噻吩基烯胺酮、N,N-(二甲胺基)-1-(4-甲基苯基)烯胺酮或N,N-(二甲胺基)-1-萘基烯胺酮。进一步的，所述化合物Ⅰ更有选为N,N-(二甲氨基)-1-苯基烯胺酮、N,N-(二甲氨基)-1-(4-溴苯基)烯胺酮、N,N-(二甲胺基)-1-(4-甲基苯基)烯胺酮或N,N-(二甲胺基)-1-萘基烯胺酮。所述化合物Ⅱ优选为甲基磺酰肼、苯磺酰肼、对甲基苯磺酰肼、2-萘磺酰肼、4-氯苯磺酰肼。进一步，所述化合物Ⅱ更优选为对甲基苯磺酰肼、4-氯苯磺酰肼、2-萘磺酰肼。本专利技术所述烷氧基的含义是指烷基与氧原子相连后得到的基团。本专利技术所述卤素为F、Cl、Br或I。本专利技术中β-羰基砜类化合物命名中的“β”指的是相对于磺酰基来说，羰基与它隔了1个碳原子，相当于在它的β位。本专利技术所述化合物Ⅰ的制备方法简单，以N,N-(二甲胺基)-1-苯基烯胺酮为例，步骤如下：在100mL干燥的圆底烧瓶中，分别加入苯乙酮1.08g(9mmol)N,N-二甲基甲酰胺二甲基缩醛3.9mL(30mmol)以及30mL二甲苯作溶剂，混合物在140℃下回流反应12小时。TLC检测反应完毕后停止加热，减压除去溶剂，粗产物通过快速柱层析分离得到淡黄色固体N,N-(二甲胺基)-1-苯基烯胺酮1.48g(97％的收率)。本专利技术中使用化合物Ⅰ、化合物Ⅱ为主要原料，与申请号CN201410314427.9中使用的取代N-乙烯基乙酰胺相比，本专利技术的化合物Ⅰ通过一步反应就能得到，原料简单易得，合成路线简便，减少了副反应的发生，杂质较少，安全环保，不产生废气，反应结束后的后处理简单，而且不需要使用催化剂，省去了分离催化剂的麻烦，并且产物的纯度和收率较高。相比于申请号CN201410314427.9中的非金属催化剂，本专利技术使用的是金属铜催化剂，原料简单易得并且价格便宜，催化剂用量少，对本申请发生的反应具有较高的专一性，本专利技术将金属铜催化剂分三次，并与本专利技术的其他原料相配合，以及反应后的混合物先经过阳离子交换膜再进行后处理的制备方法相结合，能够很好的解决现有技术中出现的金属催化剂难以分离的问题，大大提高了金属铜催化剂在制备β-羰基砜类化合物中的应用，也降低了后处理的难度，提高了最终产物的产率和纯度。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术以化合物Ⅰ和化合物Ⅱ为原料，通过自由基反应合成相应的β-羰基砜类化合物，化合物Ⅰ通过一步反应就能得到，原料简单易得，合成路线简便，减少了副反应的发生，杂质较少，反应结束后的后处理简单，而且不需要使用催化剂，省去了分离本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种β‑羰基砜类化合物的合成方法，其特征在于，步骤如下：1)将化合物Ⅰ、化合物Ⅱ和氧化剂混合得到混合液，往混合液中加入金属铜催化剂，分三次加入；2)反应结束后的混合物先经过阳离子交换膜处理，然后再经过后处理得到式Ⅲ所示β‑羰基砜类化合物；

【技术特征摘要】
1.一种β-羰基砜类化合物的合成方法，其特征在于，步骤如下：1)将化合物Ⅰ、化合物Ⅱ和氧化剂混合得到混合液，往混合液中加入金属铜催化剂，分三次加入；2)反应结束后的混合物先经过阳离子交换膜处理，然后再经过后处理得到式Ⅲ所示β-羰基砜类化合物；其中，R1为C1～10烷基，苯基，萘基，噻吩基，或者被卤素、C1～4烷基、卤烷基、C1～2烷氧基取代的苯基；R2为C1～4烷基；R3为C1～8烷基，苯基，萘基，或者被卤素、C1～3烷基、C1～3烷氧基取代的苯基。2.如权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述R1为4-甲基苯基、4-氯苯基、萘基、噻吩基、4-溴苯基、苯基或4-三氟甲基苯基。3.如权利要求1所述的β-羰基砜类化合物的合成方法，其特征在于，所述R1为4-溴苯基、苯基或萘基。4.如权利要求1所述的β-羰基砜类化合物的合成方法，其特征在于，所述R2为甲基。5.如权利要求1所述的β...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐裕才，周诗彪，
申请(专利权)人：湖南文理学院，
类型：发明
国别省市：湖南,43