一种2-脂肪族磺酰基喹啉衍生物的合成方法技术

本发明专利技术公开了一种2‑脂肪族磺酰基喹啉衍生物的合成方法。在超声作用下2‑卤代喹啉、脂肪族磺酰氯化合物和亚硫酸盐在水溶液中发生一锅反应，合成2‑脂肪族磺酰基喹啉衍生物。该方法原料易得，反应条件简单、温和、绿色节能，反应选择性及产率高，底物官能团兼容性优异；特别是可以通过过滤直接分离得到2‑脂肪族磺酰基喹啉衍生物产品，不仅降低生产成本，还避免了传统方法污染环境的问题，对环境友好，具有较高的应用价值。

Synthesis of 2-Aliphatic Sulfonyl Quinoline Derivatives

The invention discloses a method for synthesizing 2 aliphatic sulfonyl quinoline derivatives. Under the action of ultrasound, 2 halogenated quinoline, aliphatic sulfonyl chloride and sulfite react in one pot in aqueous solution to synthesize 2 halogenated sulfonyl quinoline derivatives. The method has the advantages of simple raw materials, mild reaction conditions, green energy-saving, high selectivity and yield, excellent compatibility of functional groups of substrates. Especially, 2_aliphatic sulfonyl quinoline derivatives can be directly separated by filtration, which not only reduces production costs, but also avoids environmental pollution by traditional methods. It is environmentally friendly and has high application value.

【技术实现步骤摘要】
一种2-脂肪族磺酰基喹啉衍生物的合成方法
本专利技术涉及一种2-脂肪族磺酰基喹啉的合成方法，特别涉及一种水相中，超声辅助2-卤代喹啉、脂肪族磺酰氯化合物、亚硫酸盐多组份一锅反应合成2-脂肪族磺酰基喹啉衍生物的方法，属于有机中间体合成

技术介绍
2-脂肪族磺酰基喹啉是一类重要的喹啉衍生物，在有机合成、药物研发等多个领域发挥着重要的作用。2-卤代喹啉与亚磺酸钠的偶联反应是区域选择性最好的合成2-磺酰基喹啉的方法，相对于研究方法较多的2-芳基磺酰基喹啉及其衍生物合成方法，利用易得的2-卤代喹啉为原料，合成2-脂肪族磺酰基喹啉的方法仅一例。2018年，袁金伟报道了微波辐射作用下(反应温度：120℃)，2-氯喹啉与1.5倍化学当量的甲基亚磺酸钠或乙基亚磺酸钠在二甲基亚砜溶液中反应，合成2-甲磺酰基喹啉(58％)或2-乙基磺酰基喹啉(69％)的工作，Z.Naturforsch.B.,2018,73,295-303。但是该方法存在以下不足：1)脂肪族亚磺酸钠作为磺酰化试剂，需要预先在碱性条件下，还原相应的脂肪族磺酰氯制备脂肪族亚磺酸钠，再分离提纯，增加了操作步骤，原料成本较高；2)合成方法的反应条件苛刻，需要高温微波辐射促进反应；3)使用昂贵、有毒的二甲基亚砜作为溶剂，不仅反应成本高，还对环境造成副作用。
技术实现思路
为了克服现有技术中2-脂肪族磺酰基喹啉的合成方法存在的不足，本专利技术的目的旨在提供一种反应区域选择性专一，反应产率高，成本低，环境友好型的2-脂肪族磺酰基喹啉衍生物的合成方法。为了实现上述技术目的，本专利技术提供了一种2-脂肪族磺酰基喹啉衍生物的合成方法，该方法是将2-卤代喹啉、脂肪族磺酰氯类化合物及亚硫酸盐在水溶液体系中，在超声作用下，一锅反应生成2-芳基磺酰基喹啉衍生物；所述2-卤代喹啉具有式1结构：所述脂肪族磺酰氯类化合物具有式2结构：所述2-脂肪族磺酰基喹啉衍生物具有式3结构：其中，X为卤素；R为脂肪族取代基团。本专利技术的2-卤代喹啉类化合物中X为氯、溴或碘。本专利技术的脂肪族磺酰氯类化合物中R为脂肪族取代基团，脂肪族取代基包括烯类取代基、烷烃类取代基、脂肪醇类取代基团、脂肪醚类取代基图案、脂肪酮类取代基团、脂肪醛类取代基团或酯类取代基团等。优选为烷基、环烷基、苄基、卤素取代烷基或脂肪酮基团等。烷基可以为C1～C12的烷基，优选的烷基可以为直链烷基或者环烷基，也可以为带支链的烷基。如甲基、环丙基、乙基、辛基、异辛基等。卤素取代烷基为C1～C12的烷基上含至少有一个卤素取代基，其中，C1～C12烷基的选择范围如上所述，卤素取代基的位置不限，卤素取代基的个数可以为一个或多个，常见的为含一个卤素取代基，卤素可以为氟、氯、溴等，卤素取代烷基如3-氯丙基等。R为脂肪酮基团时，所述脂肪酮基团为C3～C12的脂肪酮基团，如樟脑酮基团等。优选的方案，亚硫酸盐主要作为还原剂，理论上只要能电离出亚硫酸根离子的亚硫酸盐均适应本专利技术，优选为亚硫酸钠、亚硫酸钾、亚硫酸钙中至少一种；最优选为亚硫酸钾。优选的方案，2-卤代喹啉、脂肪族磺酰氯类化合物和亚硫酸盐的摩尔比为1:1～1.5:1～1.5。较优选为1:1.1:1.2。优选的方案，所述一锅反应的条件为：超声功率为30～100W，超声频率为80KHz～180KHz，反应时间为10～30分钟。超声频率如：80KHz、100KHz、140KHz、160KHz、180KHz。反应时间优选为10～20min。优选的超声功率为60～80W。优选的超声频率为150～170KHz。优选的方案，一锅反应完成后，过滤分离，得到2-脂肪族磺酰基喹啉衍生物粗产品，2-脂肪族磺酰基喹啉衍生物粗产品采用乙醇洗涤即得2-脂肪族磺酰基喹啉衍生物纯品。反应产物无需复杂的提纯方法，只需简单的过滤分离即可获得目标产物。本专利技术在超声反应体系中脂肪族磺酰氯类化合物的还原及与2-卤代喹啉发生偶联反应一锅快速完成。本领公知，脂肪族磺酰氯类化合物易于水解分解，一般情况下需要采用无水有机溶剂体系来进行反应，以避免脂肪族磺酰氯类化合物的水解。而在本专利技术的超声反应条件下，反应在常温条件下，在10～20分钟内可以快速完成，从而大大减少脂肪族磺酰氯水解对反应的影响，因此本专利技术可以采用脂肪族磺酰氯作为直接底物替换现有的亚磺酸钠原料来合成2-脂肪族磺酰基喹啉衍生物，一方面避免了有机溶剂的使用，另一方面降低了原料的使用成本。本专利技术以2-卤代喹啉作为底物原料，脂肪族磺酰氯类化合物作为磺酰化试剂，亚硫酸盐(如亚硫酸钾)作为还原剂，纯水作为溶剂，在超声波作用下进行多组份串联还原-偶联反应合成2-脂肪族磺酰基喹啉的路线如下：相对现有技术，本专利技术的技术方案带来的有益技术效果：1)本专利技术采用脂肪族磺酰氯类化合物替换传统的亚磺酸钠作为磺化试剂，磺酰氯类化合物原料来源丰富易得，价格低于相应的亚磺酸钠；2)本专利技术采用水作为溶剂，避免使用有机溶剂作为反应介质，不仅降低反应成本，也避免使用易挥发有机溶剂作为反应介质造成的环境问题；另一方面，2-脂肪族磺酰基喹啉衍生物产物难溶于水，反应结束后过滤即可得到较高纯度的2-脂肪族磺酰基喹啉衍生物，进一步乙醇洗涤得2-脂肪族磺酰基喹啉衍生物纯品，纯度大于98％；3)本专利技术使用超声波辅助反应，在缩短反应时间的同时，提高反应产率；同时通过使用超声波缩短反应时间，有效避免了脂肪族磺酰氯类化合物在水体系中水解，使2-卤代喹啉类化合物、脂肪族磺酰氯类化合物及亚硫酸盐在水溶液体系中反应合成2-脂肪族磺酰基喹啉衍生物成为可能。具体实施方式以下具体实施例旨在进一步说明本
技术实现思路
，而不是限制本专利技术权利要求的保护范围。实施例12-苄基磺酰基喹啉：在50mL圆底烧瓶中，依次加入2-氯喹啉1.64g，苄基磺酰氯2.10g，亚硫酸钾2.09g，20ml水，60W/160KHz的超声反应装置中超声反应10分钟。过滤得2-苄基磺酰基喹啉粗产品，95％乙醇洗涤粗产品得相应的纯品2.60g，产率92％。核磁数据：1HNMR(400MHz,CDCl3):δ＝8.32–8.28(m,2H),7.92–7.86(m,3H),7.73(t,J＝8.0Hz,1H),7.24–7.19(m,5H),4.80(s,2H)；13CNMR(100MHz,CDCl3):δ＝156.2,147.1,138.4,131.2,131.1,130.1,129.3,129.1,128.6,128.6,127.9,127.4,117.9,58.2。对照实验组1：以室温搅拌反应替换超声波辅助反应：在50mL圆底烧瓶中，依次加入2-氯喹啉1.64g，苄基磺酰氯2.10g，亚硫酸钾2.09g，20ml水，室温搅拌反应10小时。二氯甲烷萃取，合并有机相，液相色谱面积归一化法计算2-苄基磺酰基喹啉产物产率为28％。对照实验组2：以60℃搅拌反应替换超声波辅助反应：在50mL圆底烧瓶中，依次加入2-氯喹啉1.64g，苄基磺酰氯2.10g，亚硫酸钾2.09g，20ml水，60℃搅拌反应10小时。二氯甲烷萃取，合并有机相，液相色谱面积归一化法计算2-苄基磺酰基喹啉产物产率为56％。对照实验组3：以30W/160KHz超声辐射代替60W/160KHz辐射：在50mL圆底烧瓶中，依次加入2-氯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种2‑脂肪族磺酰基喹啉衍生物的合成方法，其特征在于：2‑卤代喹啉、脂肪族磺酰氯化合物及亚硫酸盐在水溶液体系中，在超声作用下，一锅反应生成2‑脂肪族磺酰基喹啉衍生物；所述2‑卤代喹啉具有式1结构：

【技术特征摘要】
1.一种2-脂肪族磺酰基喹啉衍生物的合成方法，其特征在于：2-卤代喹啉、脂肪族磺酰氯化合物及亚硫酸盐在水溶液体系中，在超声作用下，一锅反应生成2-脂肪族磺酰基喹啉衍生物；所述2-卤代喹啉具有式1结构：所述脂肪族磺酰氯类化合物具有式2结构：所述2-脂肪族磺酰基喹啉衍生物具有式3结构：其中，X为卤素；R为脂肪族取代基团。2.根据权利要求1所述的一种2-脂肪族磺酰基喹啉衍生物的合成方法，其特征在于：R为烷基、环烷基、苄基、卤素取代烷基或脂肪酮基团。3.根据权利要求2所述的一种2-脂肪族磺酰基喹啉衍生物的合成方法，其特征在于：R为烷基时，所述烷基选自C1～C12的烷基、环烷基；R为卤素取代烷基时，所述卤素取代烷基选自C1～C12的卤素取代烷基；R为脂肪酮基团时，所述脂肪酮基团为C3～C12的脂肪酮基团。4.根据权利要求1所述的一种2-脂肪族磺酰基喹啉衍生物的合...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖芳，肖元元，吴心音，张玉静，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43