N-氰基-N-苯基芳磺酰胺的一种新用途及2-取代苯并咪唑N-芳磺酰化的方法技术

本发明专利技术公开了N‑氰基‑N‑苯基芳磺酰胺的一种新用途及一种2‑取代苯并咪唑N‑磺酰化的方法。新用途是指可作为一种N‑芳磺酰化试剂。该方法是N‑氰基‑N‑苯基芳磺酰胺与2‑取代苯并咪唑，在催化剂作用下，以1,2‑二氯乙烷为溶剂，在一定的温度下反应数小时，得到N‑芳磺酰基‑2‑取代苯并咪唑。该方法克服了现有技术中需要使用易变质、不易保存的磺酰氯，当量助剂或化学氧化剂，分步操作，低收率、较窄的底物适用范围等缺点。本发明专利技术对N‑氰基‑N‑苯基芳磺酰胺对现有试剂新功能的开发及在2‑取代苯并咪唑的衍生物研究领域有重要作用。

A New Use of N-Cyano-N-Phenyl Aromatic Sulfonamide and the Method of N-Aromatic Sulfonation of 2-Substituted Benzimidazole

The invention discloses a new use of N cyano N phenyl aromatic sulfonamide and a method of 2 substituted benzimidazole N sulfonylation. New uses refer to the use as a N aromatic sulfonylation reagent. The method is N cyano N phenyl aromatic sulfonamide and 2 substituted benzimidazole. Under the action of catalyst, N aromatic sulfonyl 2 substituted benzimidazole was obtained by reaction of 1,2 dichloroethane at a certain temperature for several hours. The method overcomes the shortcomings of the prior technology, such as the use of deteriorating sulfonyl chloride, equivalent additives or chemical oxidants, step-by-step operation, low yield and narrow application range of substrates. The invention plays an important role in the development of new functions of existing reagents and in the research field of derivatives of 2 substituted benzimidazole for N cyano N phenyl aromatic sulfonamide.

【技术实现步骤摘要】
N-氰基-N-苯基芳磺酰胺的一种新用途及2-取代苯并咪唑N-芳磺酰化的方法
本专利技术涉及N-氰基-N-苯基芳磺酰胺的一种新用途及一种2-取代苯并咪唑N-磺酰化的方法，具体来说，涉及N-氰基-N-苯基芳磺酰胺用作N-芳磺酰化试剂，与2-取代苯并咪唑，在催化剂作用下，以1,2-二氯乙烷为溶剂，在一定的温度下反应数小时，得到N-芳磺酰基-2-取代苯并咪唑的方法。
技术介绍
N-氰基-N-苯基芳磺酰胺是一类重要的有机中间体，其制备简单、制备收率高，最重要的特点是无不良气味、对环境稳定、不造成污染。其重要的代表性化合物N-氰基-N-苯基对甲苯磺酰胺（NCTS）近年被用作亲电性氰基化试剂（Angew.Chem.,Int.Ed.2011,50,519-522）。本专利的另一个目的是发展一种该类化合物用作N-芳磺酰化试剂的用途。苯并咪唑是一类重要的含氮杂环母核结构，广泛存在于许多药物和天然产物分子中。苯并咪唑衍生物大都具有十分重要的生理、药理活性，被认为是药物创制中发现新型药物先导分子的优势结构。苯并咪唑N-衍生化是制备其衍生物非常重要的手段。目前为止，已报道有多种实现苯并咪唑N-芳磺酰基化的方法。最传统的方法是以芳磺酰氯为磺酰化试剂，在碱性条件下实现苯并咪唑的N-芳磺酰基化，但对于2-位取代基上邻咪唑环碳上含氢的苯并咪唑必须使用有机碱如三乙胺等（IndianJ.Chem.,Sect.B,1986,25B(12):1273–1274）。主要包括二硫醚在碘单质/醋酸铜催化作用下通过氧化实现苯并咪唑N-磺酰化（ChemistrySelect2016,1,6293–6296）；苯磺酸钠作为磺酰化试剂在氧化剂作用下实现苯并咪唑N-磺酰化加成（Adv.Synth.Catal.2015,357,987–992;GreenChem.2015,17,1395–1399;J.Org.Chem.2016,81,4713–4719;Tetrahedron2017,73,2504–2511）等。纵观文献，现有技术中存在需要使用对水汽敏感、易变质、不易保存的磺酰氯，使用当量添加剂如溴化锂或氧化剂N-溴（碘）代丁二酰亚胺，必须分步操作，较窄的底物适用范围、收率很低等一种或多种缺点。因此，提供一种步骤简洁、试剂批量稳定、环境友好的2-取代苯并咪唑N-苯磺酰基化的制备方法成为本专利技术需要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是发展N-氰基-N-苯基芳磺酰胺用作N-芳磺酰化试剂的用途，并提供一种步骤简洁、试剂批量稳定、环境友好的2-取代苯并咪唑N-芳磺酰化的方法。本专利技术所述的N-氰基-N-苯基芳磺酰胺，其结构式如式I所示：本专利技术所述的2-取代苯并咪唑，其结构式如式II所示：本专利技术所要制备的N-芳磺酰基-2-取代苯并咪唑，其结构式如式III所示：。本专利技术所述的新用途是指N-氰基-N-苯基芳磺酰胺可以用作N-芳磺酰化试剂。本专利技术所提供的制备式Ⅲ所示化合物的方法，其特征在于，所述方法的主要步骤是：式I所示的N-氰基-N-苯基芳磺酰胺和式Ⅱ所示的2-取代苯并咪唑在1,2-二氯乙烷中，在催化剂作用下，于一定温度下反应数小时，得到式Ⅲ所示的目标物化合物；其中，R1为烷基，卤素，优先指甲基，氯；R2为烷基，卤素，优先指甲基，氯，溴；Ar为芳香基，优先指取代苯基，萘基；所述取代苯基的取代基是指烷基，卤代烷基，芳基，卤素，优先指甲基，三氟甲基，苯基，氯，氟。所述的催化剂是指金属铑、钴的盐或配合物，优先指二氯（五甲基环戊二烯基）合铑（III）二聚体（CASNo：12354-85-7，Cp*Rh），一水合三氯化铑，六水合二氯化钴，八羰基二钴，特别优先指八羰基二钴。所述的一定温度为90~130℃，优先指110℃。所述数小时是指5~24h。本专利技术的特点是：采用N-氰基-N-苯基芳磺酰胺（式I所示化合物）为新型芳磺酰化试剂，在金属催化下得到目标产物式III所示化合物，克服了现有技术中需要使用易变质、不易保存的磺酰氯，当量助剂或化学氧化剂，分步操作，低收率，较窄的底物适用范围等缺点。下面结合具体实例对本专利技术做进一步详细说明。具体实施方式下述实施中所用方法如无特殊说明均为常规方法。实施例1、以N-氰基-N-苯基对甲苯磺酰胺为对甲苯磺酰化试剂，与2-苄基苯并咪唑反应合成N-对甲苯磺酰基-2-苄基苯并咪唑，并检测金属催化剂对反应的影响（以式所示式III-1化合物为例）；在10mL的反应管中，先后加入2-苄基苯并咪唑（0.2mmol）、金属催化剂(5mol%)、1，2-二氯乙烷（2mL）和N-氰基-N-苯基对甲苯磺酰胺（0.24mmol），于110℃下反应20h。用乙酸乙酯和水萃取，有机相用无水硫酸钠干燥，旋干用硅胶柱层析分离出目标产物，计算分离收率如表1所示，其中，八羰基二钴作催化剂时目标产物式III-1的收率最高66%，将最佳催化剂定为八羰基二钴。Mp130-134℃；1HNMR(400MHz,CDCl3)δ7.95(d,J=7.6Hz,1H),7.71(d,J=7.2Hz,1H),7.38–7.26(m,9H),7.06(d,J=7.6Hz,2H),4.64(s,2H),2.30(s,3H).13CNMR(100MHz,CDCl3)δ153.0,145.6,141.9,136.0,135.1,133.0,129.9(2C),129.2(2C),128.6(2C),127.0(2C),126.9,124.9,124.7,120.2,113.7,35.7,21.6。表1不同催化剂对反应的影响。催化剂Cp*RhRhCl3·H2OCoCl2·6H2OCo2(CO)8分离收率（%）44364151实施例2、以N-氰基-N-苯基对甲苯磺酰胺为对甲苯磺酰化试剂，与2-苄基苯并咪唑反应合成N-对甲苯磺酰基-2-苄基苯并咪唑，并检测反应温度对反应的影响（以式所示式III-1化合物为例）；在10mL的反应管中，先后加入2-苄基苯并咪唑（0.2mmol）、八羰基二钴(5mol%)、1，2-二氯乙烷（2mL）和N-氰基-N-苯基对甲苯磺酰胺（0.24mmol），于90oC,110oC和130oC下反应20h。用乙酸乙酯和水萃取，有机相用无水硫酸钠干燥，旋干用硅胶柱层析分离出目标产物，计算分离收率如表1所示，其中，110oC时目标产物式III-1的收率最高66%，将最佳温度定为110oC。表2不同温度对反应的影响。反应温度（oC）90110130分离收率（%）445151实施例3、以N-氰基-N-苯基对甲苯磺酰胺为对甲苯磺酰化试剂，与2-苄基苯并咪唑反应合成N-对甲苯磺酰基-2-苄基苯并咪唑，并检测反应时间对反应的影响（以式所示式III-1化合物为例）；在10mL的反应管中，先后加入2-苄基苯并咪唑（0.2mmol）、八羰基二钴(5mol%)、1，2-二氯乙烷（2mL）和N-氰基-N-苯基对甲苯磺酰胺（0.24mmol），于110oC下反应5h,10h,15h,20h,24h,48h。用乙酸乙酯和水萃取，有机相用无水硫酸钠干燥，旋干用硅胶柱层析分离出目标产物，计算分离收率如表1所示，其中，24时目标产物式III-1的收率达到最高54%，将最佳反应时间定为24h。表3不同反应时间对反应的影响。反应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.N‑氰基‑N‑苯基芳磺酰胺的新用途，其特征在于，作为N‑芳磺酰化试剂。

【技术特征摘要】
1.N-氰基-N-苯基芳磺酰胺的新用途，其特征在于，作为N-芳磺酰化试剂。2.一种2-取代苯并咪唑N-磺酰化的方法，其特征在于，所述方法的主要步骤是：N-氰基-N-苯基芳磺酰胺（结构式如式I所示）用作N-芳磺酰化试剂，与2-取代苯并咪唑（结构式如式II所示），在催化剂作用下，以1,2-二氯乙烷为溶剂，在一定的温度下反应数小时，得到N-芳磺酰基-2-取代苯并咪唑（结构式如式III所示）；其中，R1为烷基，卤素；R2为烷基，卤素；Ar为芳香基。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所用的催化剂为金属铑、钴的盐或配合物，优先指二氯（五甲基环戊...

【专利技术属性】
技术研发人员：李江胜，陈郭芹，杨倩，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43