技术领域
本发明属于有机合成领域,具体涉及一种由NBS或NIS催化的制备 N-取代磺酰胺衍生物的方法。
背景技术
在20世纪30年代,磺酰胺类化合物被发现可有效治疗溶血性链球菌 感染而被开始应用于临床治疗。磺酰胺类药物具有抗菌谱广、性质稳定、 使用简便、价格便宜等特点,在长达50多年的时间里一直是抗菌治疗的 主力军,即使到了目前,其仍是仅次于抗生素的常用抗菌药物。但是,随 着药物学家们对磺酰胺类化合物研究的不断深入,这类结构广泛的生物活 性也逐渐被发现,例如利尿、抗甲状腺、抗癌、抗糖尿病、抗低血糖、治 疗白内障等。
合成磺酰胺传统的方法是用胺在碱的作用下亲核进攻磺酰氯。以磺酰 氯和胺为原料合成磺酰胺的方法非常有效,但是也有很多不足,比如需要 取代的磺酰氯不易合成且不稳定,不易存放与操作,且磺酰氯为腐蚀物品, 遇水放出有毒氯化氢及硫化物气体。受热产生有毒硫化物和氯化物烟雾, 对人体健康不利。
因此,发展一种操作简单,条件温和,经济便捷,环境友好的合成磺 酰胺类化合物的方法就显得十分有意义了。
发明内容
本发明提供了一种N-取代磺酰胺衍生物的制备方法,该制备方法可 以采用稳定易得的原料作为反应底物,同时反应条件温和,操作简单。
一种N-取代磺酰胺衍生物的制备方法,包括:以NBS或NIS作氧化 剂,唑类化合物与芳亚磺酸钠在有机溶剂中发生反应,反应完全之后经过 后处理得到所述的N-取代磺酰胺衍生物;
所述的N-取代磺酰胺衍生物的结构如式(Ⅰ)或(Ⅱ)所示:
所述的唑类化合物的结构如式(Ⅲ)或(Ⅳ)所示:
所述的芳亚磺酸钠的结构如式(Ⅴ)所示:
Ar为取代或者未取代的芳基,所述的芳基上的取代基选自C1~C4烷基 或卤素,优选为甲基或者卤素;
所述的芳基包括苯基和噻吩基;
R2和R3独立地选自H或C1~C4烷基,优选为H或甲基;
R4独立地选自氢、甲基、卤素、苯基、吡啶基或R1OOC-,其中R1为C1~C4烷基;
X为Br或I。
优选地,所述的N-取代磺酰胺衍生物与唑类化合物中的R2均为氢原 子;所述的N-取代磺酰胺衍生物与唑类化合物中的R3均为氢原子;所述 的N-取代磺酰胺衍生物与唑类化合物中的R4均为氢原子;所述的Ar为甲 基取代的苯基,以提高反应收率。
所述的唑类化合物与所述的芳亚磺酸钠的摩尔比为1:1~1:8,以提高 反应的产率。在实际操作过程中,并不严格控制氧化剂用量的上限,一般 会加入过量的氧化剂,所述的唑类化合物与所述的氧化剂的摩尔比优选为 1:1~1:3,所述的氧化剂为N-碘代丁二酰亚胺(NIS)或N-溴代丁二酰亚胺 (NBS)。
所述的合成的温度为0~80℃,所述的合成的时间为3~24h,延长反 应时间,升高反应温度,能使催化反应进行得更彻底,可以提高原料的转 化率,但反应温度过高,反应时间过长,不利于反应的实际应用,所述的 合成的温度优选为0~50℃,更优选为25℃,所述的合成的时间优选为3~12 h,更优选为12h。
所述的有机溶剂为乙酸乙酯、二氯甲烷、1,4-二氧六环,乙腈、1,2- 二氯乙烷、甲苯、乙醇中的一种,优选为1,4-二氧六环。
所述的合成的反应方程式为:
其中,R1为氢、甲基或卤素;R2为氢、甲基;R3为氢或甲基;R4为 氢、甲基、卤素、苯环、吡啶或酯基;X为Br原子或I原子。
所述的合成反应原理为:芳亚磺酸钠在氧化剂作用下被氧化为磺酰 基,唑类化合物亲核进攻磺酰基生成N-取代磺酰胺。
与现有技术相比,本发明具有以下优点:
本发明方法以唑类化合物与芳亚磺酸钠为底物进行反应合成N-取代 磺酰胺,反应原料廉价易得,制备方法简单,用NIS或NBS作氧化剂, 廉价易得,可大大降低成本。本发明方法可用于合成一系列N-取代磺酰 胺,合成的产物具有生物活性。
具体实施方式
下面结合具体实施例来详细说明本发明,但本发明并不仅限于此。
实施例1
在干燥的试管中,加入59mg的苯并咪唑和178mg的对甲基苯亚磺 酸钠,再加入127mg的碘单质。然后再加入2mL的1,2-二氯乙烷溶解上 述固体,得到的反应液在25℃下搅拌12小时。反应结束后,加乙酸乙酯 和水萃取,得到的有机相用旋转蒸发仪浓缩,过硅胶柱(乙酸乙酯与石油 醚的体积比为1:3),得到产物60mg,产率为44%,反应过程如下式所示:
对本实施例制备得到的产物(产物为已知化合物,见OrganicLetters, 2014,16(3),860-863)进行核磁共振分析:
1HNMR(500MHz,CDCl3):δ8.84(s,1H),8.04(d,J=7.0Hz,2H),7.88 (d,J=6.5Hz,1H),7.76(d,J=7.0Hz,1H),7.45~7.38(m,4H),2.33(s,3H);
13CNMR(125MHz,CDCl3):δ146.5,143.5,142.4,133.6,130.6,130.1, 127.3,125.6,124.9,120.7,112.4,21.08。
实施例2
在干燥的试管中,加入59mg的苯并咪唑和178mg的对甲基苯亚磺 酸钠,再加入112mg的NIS。然后再加入2mL的1,2-二氯乙烷溶解上述 固体,得到的反应液在25℃下搅拌12小时。反应结束后,加乙酸乙酯和 水萃取,得到的有机相用旋转蒸发仪浓缩,过硅胶柱(乙酸乙酯与石油醚 的体积比为1:3),得到产物106mg,产率为78%,反应过程如下式所示:
对本实施例制备得到的产物进行核磁共振分析:
1HNMR(500MHz,CDCl3):δ8.84(s,1H),8.04(d,J=7.0Hz,2H),7.88 (d,J=6.5Hz,1H),7.76(d,J=7.0Hz,1H),7.45~7.38(m,4H),2.33(s,3H);
13CNMR(125MHz,CDCl3):δ146.5,143.5,142.4,133.6,130.6,130.1, 127.3,125.6,124.9,120.7,112.4,21.08。
实施例3
在干燥的试管中,加入59mg的苯并咪唑和178mg的对甲基苯亚磺 酸钠,再加入89mg的NBS。然后再加入2mL的1,2-二氯乙烷溶解上述 固体,得到的反应液在25℃下搅拌12小时。反应结束后,加乙酸乙酯和 水萃取,得到的有机相用旋转蒸发仪浓缩,过硅胶柱(乙酸乙酯与石油醚 的体积比为1:3),得到产物118mg,产率为87%,反应过程如下式所示:
对本实施例制备得到的产物进行核磁共振分析:
1HNMR(125MHz,CDCl3):δ8.84(s,1H),8.04(d,J=7.0Hz,2H),7.88 (d,J=6.5Hz,1H),7.76(d,J=7.0Hz,1H),7.45~7.38(m,4H),2.33(s,3H);
13CNMR(125MHz,CDCl3):δ146.5,143.5,142.4,133.6,130.6,130.1, 127.3,125.6,124.9,120.7,112.4,21.08。
实施例4
在干燥的试管中,加入59mg的苯并咪唑和178mg的对甲基苯亚磺 酸钠,再加入67mg的NCS。然后再加入2mL的1,2-二氯乙烷溶解上述 固体,得到的反应液在25℃下搅拌12小时。反应结束后,加乙酸乙酯和 水萃取,得到的有机相用旋转蒸发仪浓缩,过硅胶柱(乙酸乙酯与石油醚 的体积比为1:3),得到产物71mg,产率为52%,反应过程如下式所示:
对本实施例制备得到的产物进行核磁共振分析:
1HNMR(500MHz,CDCl3):δ8.84(s,1H),8.04(d,J=7.0Hz,2H),7.88 (d,J=6.5Hz,1H),7.76(d,J=7.0Hz,1H),7.45~7.38(m,4H),2.33(s,3H);
13CNMR(125MHz,CDCl3):δ146.5,143.5,142.4,133.6,130.6,130.1, 127.3,125.6,124.9,120.7,112.4,21.08。
实施例1~4的结果说明,氧化剂的种类对反应收率有着关键的影响, 当氧化剂替换成NCS或者碘单质时,反应收率明显降低。
实施例5
在干燥的试管中,加入59mg的苯并咪唑和178mg的对甲基苯亚磺 酸钠,再加入89mg的NBS。然后再加入2mL的1,2-二氯乙烷溶解上述 固体,得到的反应液在90℃下搅拌12小时。反应结束后,加乙酸乙酯和 水萃取,得到的有机相用旋转蒸发仪浓缩,过硅胶柱(乙酸乙酯与石油醚 的体积比为1:3),得到产物82mg,产率为60%,反应过程如下式所示:
对本实施例制备得到的产物进行核磁共振分析:
1HNMR(500MHz,CDCl3):δ8.84(s,1H),8.04(d,J=7.0Hz,2H),7.88 (d,J=6.5Hz,1H),7.76(d,J=7.0Hz,1H),7.45~7.38(m,4H),2.33(s,3H);
13CNMR(125MHz,CDCl3):δ146.5,143.5,142.4,133.6,130.6,130.1, 127.3,125.6,124.9,120.7,112.4,21.08。
实施例6
在干燥的试管中,加入59mg的苯并咪唑和178mg的对甲基苯亚磺 酸钠,再加入89mg的NBS。然后再加入2mL的乙酸乙酯溶解上述固体, 得到的反应液在25℃下搅拌12小时。反应结束后,加乙酸乙酯和水萃取, 得到的有机相用旋转蒸发仪浓缩,过硅胶柱(乙酸乙酯与石油醚的体积比 为1:3),得到产物117mg,产率为86%,反应过程如下式所示:
对本实施例制备得到的产物进行核磁共振分析:
1HNMR(500MHz,CDCl3):δ8.84(s,1H),8.04(d,J=7.0Hz,2H),7.88 (d,J=6.5Hz,1H),7.76(d,J=7.0Hz,1H),7.45~7.38(m,4H),2.33(s,3H);
13CNMR(125MHz,CDCl3):δ146.5,143.5,142.4,133.6,130.6,130.1, 127.3,125.6,124.9,120.7,112.4,21.08。
实施例7
在干燥的试管中,加入59mg的苯并咪唑和178mg的对甲基苯亚磺 酸钠,再加入89mg的NBS。然后再加入2mL的二氯甲烷溶解上述固体, 得到的反应液在25℃下搅拌12小时。反应结束后,加乙酸乙酯和水萃取, 得到的有机相用旋转蒸发仪浓缩,过硅胶柱(乙酸乙酯与石油醚的体积比 为1:3),得到产物84mg,产率为62%,反应过程如下式所示:
对本实施例制备得到的产物进行核磁共振分析:
1HNMR(500MHz,CDCl3):δ8.84(s,1H),8.04(d,J=7.0Hz,2H),7.88 (d,J=6.5Hz,1H),7.76(d,J=7.0Hz,1H),7.45~7.38(m,4H),2.33(s,3H);
13CNMR(125MHz,CDCl3):δ146.5,143.5,142.4,133.6,130.6,130.1, 127.3,125.6,124.9,120.7,112.4,21.08。
实施例8
在干燥的试管中,加入59mg的苯并咪唑和178mg的对甲基苯亚磺 酸钠,再加入89mg的NBS。然后再加入2mL的1,4-二氧六环溶解上述 固体,得到的反应液在25℃下搅拌12小时。反应结束后,加乙酸乙酯和 水萃取,得到的有机相用旋转蒸发仪浓缩,过硅胶柱(乙酸乙酯与石油醚 的体积比为1:3),得到产物126mg,产率为93%,反应过程如下式所示:
对本实施例制备得到的产物进行核磁共振分析:
1HNMR(500MHz,CDCl3):δ8.84(s,1H),8.04(d,J=7.0Hz,2H),7.88 (d,J=6.5Hz,1H),7.76(d,J=7.0Hz,1H),7.45~7.38(m,4H),2.33(s,3H);
13CNMR(125MHz,CDCl3):δ146.5,143.5,142.4,133.6,130.6,130.1, 127.3,125.6,124.9,120.7,112.4,21.08。
实施例9
在干燥的试管中,加入59mg的苯并咪唑和198mg的对氯苯亚磺酸 钠,再加入89mg的NBS。然后再加入2mL的1,4-二氧六环溶解上述固 体,得到的反应液在25℃下搅拌12小时。反应结束后,加乙酸乙酯和水 萃取,得到的有机相用旋转蒸发仪浓缩,过硅胶柱(乙酸乙酯与石油醚的 体积比为1:3),得到产物124mg,产率为85%,反应过程如下式所示:
对本实施例制备得到的产物进行核磁共振分析:
1HNMR(500MHz,CDCl3):δ8.37(s,1H),7.93(d,J=9.0Hz,2H), 7.84(d,J=7.5Hz,1H),7.79(d,J=7.5Hz,1H),7.49(d,J=9.0Hz,2H), 7.43~7.38(m,2H);
13CNMR(125MHz,CDCl3):δ144.1,141.7,141.1,136.0,130.6,130.1, 128.6,125.8,125.0,121.3,112.4。
实施例10
在干燥的试管中,加入59mg的苯并咪唑和238mg的2,5-二氯噻吩 -3-亚磺酸钠,再加入89mg的NBS。然后再加入2mL的1,4-二氧六环溶 解上述固体,得到的反应液在25℃下搅拌12小时。反应结束后,加乙酸 乙酯和水萃取,得到的有机相用旋转蒸发仪浓缩,过硅胶柱(乙酸乙酯与 石油醚的体积比为1:3),得到产物125mg,产率为75%,反应过程如下 式所示:
对本实施例制备得到的产物进行核磁共振分析:
1HNMR(500MHz,CDCl3):δ8.43(s,1H),7.83(d,J=9.0Hz,1H), 7.76(d,J=9.5Hz,1H),7.43~7.41(m,2H),7.30(s,1H);
13CNMR(125MHz,CDCl3):δ144.1,141.3,133.9,132.9,130.6,128.9, 125.9,125.8,125.2,121.4,112.3。
实施例11
在干燥的试管中,加入66mg的2-甲基苯并咪唑和178mg的对甲基 苯亚磺酸钠,再加入89mg的NBS。然后再加入2mL的1,4-二氧六环溶 解上述固体,得到的反应液在25℃下搅拌12小时。反应结束后,加乙酸 乙酯和水萃取,得到的有机相用旋转蒸发仪浓缩,过硅胶柱(乙酸乙酯与 石油醚的体积比为1:3),得到产物117mg,产率为82%,反应过程如下 式所示:
对本实施例制备得到的产物进行核磁共振分析:
1HNMR(500MHz,CDCl3):δ8.02(d,J=8.0Hz,1H),7.81(d,J=8.5 Hz,2H),7.63(d,J=7.0Hz,1H),7.36~7.28(m,4H),2.81(s,3H),2.39(s,3H);
13CNMR(125MHz,CDCl3):δ151.4,146.0,141.9,135.5,133.2,130.3, 126.8,124.7,124.6,119.7,113.5,21.6,16.9。
实施例12
在干燥的试管中,加入73mg的5,6-二甲基苯并咪唑和178mg的对 甲基苯亚磺酸钠,再加入89mg的NBS。然后再加入2mL的1,4-二氧六 环溶解上述固体,得到的反应液在25℃下搅拌12小时。反应结束后,加 乙酸乙酯和水萃取,得到的有机相用旋转蒸发仪浓缩,过硅胶柱(乙酸乙 酯与石油醚的体积比为1:3),得到产物137mg,产率为91%,反应过程 如下式所示:
对本实施例制备得到的产物进行核磁共振分析:
1HNMR(500MHz,CDCl3):δ8.26(s,1H),7.85(d,J=8.0Hz,2H),7.61 (s,1H),7.50(s,1H),7.29(d,J=8.0Hz,2H),2.37(s,6H),2.33(s,3H);
13CNMR(125MHz,CDCl3):δ145.9,142.6,140.5,135.0,134.9,133.9, 130.3,129.3,127.1,121.0,112.7,21.6,20.6,20.1。
实施例13
在干燥的试管中,加入34mg的吡唑和178mg的对甲基苯亚磺酸钠, 再加入336mg的NIS。然后再加入2mL的乙酸乙酯溶解上述固体,得到 的反应液在25℃下搅拌12小时。反应结束后,加乙酸乙酯和水萃取,得 到的有机相用旋转蒸发仪浓缩,过硅胶柱(乙酸乙酯与石油醚的体积比为 1:3),得到产物148mg,产率为85%,反应过程如下式所示:
对本实施例制备得到的产物进行核磁共振分析:
1HNMR(500MHz,CDCl3):δ8.14(s,1H),7.89(d,J=7.0Hz,2H), 7.68(s,1H),7.34(d,J=7Hz,2H),2.43(s,3H);
13CNMR(125MHz,CDCl3):δ149.8,146.5,134.9,133.6,130.3,128.5, 61.3,21.9。
实施例13的结果表明,当以咪唑为底物的时候,不仅在N上发生磺 酰化反应,而且在咪唑的4-位会同时发生碘代反应,为进一步的衍生化提 供了可能。
实施例14
在干燥的试管中,加入34mg的吡唑和198mg的对氯苯亚磺酸钠, 再加入336mg的NIS。然后再加入2mL的乙酸乙酯溶解上述固体,得到 的反应液在25℃下搅拌12小时。反应结束后,加乙酸乙酯和水萃取,得 到的有机相用旋转蒸发仪浓缩,过硅胶柱(乙酸乙酯与石油醚的体积比为 1:3),得到产物155mg,产率为84%,反应过程如下式所示:
对本实施例制备得到的产物进行核磁共振分析:
1HNMR(500MHz,CDCl3):δ8.14(s,1H),7.97(d,J=9Hz,2H),7.71 (s,1H),7.53(d,J=9Hz,2H);
13CNMR(125MHz,CDCl3):δ150.1,141.9,134.9,134.8,129.9,129.7, 61.6。
实施例15
在干燥的试管中,加入34mg的吡唑和198mg的对氯苯亚磺酸钠, 再加入267mg的NBS。然后再加入2mL的乙酸乙酯溶解上述固体,得 到的反应液在25℃下搅拌12小时。反应结束后,加乙酸乙酯和水萃取, 得到的有机相用旋转蒸发仪浓缩,过硅胶柱(乙酸乙酯与石油醚的体积比 为1:3),得到产物109mg,产率为68%,反应过程如下式所示:
对本实施例制备得到的产物进行核磁共振分析:
1HNMR(500MHz,CDCl3):δ8.11(s,1H),7.96(d,J=9Hz,2H),7.68 (s,1H),7.53(d,J=8.5Hz,2H);
13CNMR(125MHz,CDCl3):δ146.1,142.0,134.9,130.5,129.7,129.7, 97.9。
实施例16
在干燥的试管中,加入41mg的吡唑和178mg的对甲基苯亚磺酸钠, 再加入336mg的NIS。然后再加入2mL的乙酸乙酯溶解上述固体,得到 的反应液在25℃下搅拌12小时。反应结束后,加乙酸乙酯和水萃取,得 到的有机相用旋转蒸发仪浓缩,过硅胶柱(乙酸乙酯与石油醚的体积比为 1:3),得到产物143mg,产率为79%,反应过程如下式所示:
对本实施例制备得到的产物进行核磁共振分析:
1HNMR(500MHz,CDCl3):δ8.05(s,1H),7.87(d,J=8.0Hz,2H),7.33 (d,J=8.0Hz,2H),2.43(s,3H),2.23(s,3H);
13CNMR(125MHz,CDCl3):δ157.0,146.0,135.6,130.1,128.2,65.8, 21.7,14.0。
实施例17
在干燥的试管中,加入48mg的吡唑和178mg的对甲基苯亚磺酸钠, 再加入267mg的NBS。然后再加入2mL的乙酸乙酯溶解上述固体,得 到的反应液在25℃下搅拌12小时。反应结束后,加乙酸乙酯和水萃取, 得到的有机相用旋转蒸发仪浓缩,过硅胶柱(乙酸乙酯与石油醚的体积比 为1:3),得到产物102mg,产率为62%,反应过程如下式所示:
对本实施例制备得到的产物进行核磁共振分析:
1HNMR(500MHz,CDCl3):δ7.84(d,J=8.0Hz,2H),7.32(d,J=8.0 Hz,2H),2.51(s,3H),2.42(s,3H),2.22(s,3H);
13CNMR(125MHz,CDCl3):δ152.1,145.6,141.1,134.9,130.0,127.8, 100.9,21.7,12.8,12.2。
实施例18
在干燥的试管中,加入72.5mg的3-吡啶吡唑和178mg的对甲基苯 亚磺酸钠,再加入336mg的NIS下搅拌12小时。反应结束后,加乙酸乙 酯和水萃取,得到的有机相用旋转蒸发仪浓缩,过硅胶柱(乙酸乙酯与石 油醚的体积比为1:3),得到产物200mg,产率为94%,反应过程如下式 所示:
对本实施例制备得到的产物进行核磁共振分析:
1HNMR(500MHz,CDCl3):δ8.69(d,J=4.5Hz,1H),8.25(s,1H), 7.94~7.91(m,3H),7.75(t,J=7.5Hz,1H),7.34~7.30(m,3H);
13CNMR(125MHz,CDCl3):δ154.7,150.2,148.9,146.3,137.6,136.6, 133.6,130.2,128.4,123.8,122.9,60.9,21.7。
实施例19
在干燥的试管中,加入70mg的3-吡唑乙酸乙酯和178mg的对甲基 苯亚磺酸钠,再加入267mg的NBS。然后再加入2mL的乙酸乙酯溶解 上述固体,得到的反应液在25℃下搅拌12小时。反应结束后,加乙酸乙 酯和水萃取,得到的有机相用旋转蒸发仪浓缩,过硅胶柱(乙酸乙酯与石 油醚的体积比为1:3),得到产物175mg,产率为94%,反应过程如下式 所示:
对本实施例制备得到的产物进行核磁共振分析:
1HNMR(500MHz,CDCl3):δ8.20(s,1H),7.94(d,J=8.5Hz,2H),7.37 (d,J=8.5Hz,2H),4.39(q,J=7Hz,2H),2.44(s,3H),1.39(t,J=7Hz,3H);
13CNMR(125MHz,CDCl3):δ160.4,147.7,147.0,137.3,132.9,130.3, 128.7,62.4,61.9,21.8,14.2。