N‑烷基/烯基磺酰亚胺衍生物、其制备方法及应用与流程

本发明属于有机合成化学技术领域，特别涉及n-烷基/烯基磺酰亚胺衍生物的制备方法和应用。

背景技术：

磺酰胺类化合物在医药和农药上具有广泛的生物活性，是近年来有机合成研究的热点之一。因此，把磺酰胺引入到不同的化合物结构中，通过结构修饰可以产生一系列具有生物活性的化合物。特别是，通过羧酸类化合物的施密特反应形成新的c-n键(k.f.schmidt,ber.,1924,57b,704)，是构建胺、酰胺以及磺酰胺类化合物的最有效途径之一。然而，公开的传统的方法存在一些缺陷，例如：使用具有爆炸性的叠氮类化合物作为氮源、使用腐蚀性较强的磺酸和高毒的有机试剂。因此，开发一种清洁、简便的合成磺酰胺类化合物的方法具有重要意义。

近年来，许多科学家利用脱羧c-c、c-p以及c-x偶联反应构建许多具有生物、药物活性的功能性化合物(science,2006,313,662；chem.soc.rev.,2011,40,5030；j.am.chem.soc.,2012,134,10401)。众所周知，通过脱羧c-n偶联反应是在反应物分子中引入氨基最有效的条途径之一。但是，过渡金属催化的脱羧c-n偶联反应报道较少。其中，lei课题组首次发现了在光催化体系实现了α-羰基酸与芳基酰胺的自由机型的脱羧c(sp2)–n偶联反应。紧接着，mainolfi和jia课题组进一步发展了脱羧c(sp2)–n偶联反应。随后，jiao和bolm研究小组开发了铜催化的脱羧c(sp)–n偶联反应。因此，开发同时实现脱羧c(sp2)–n偶联反应和脱羧c(sp3)–n偶联反应是一个具有挑战的课题。到目前为止，同时实现铜催化的羧酸类化合物和n-氟代二苯磺酰亚胺合成磺酰亚胺类化合物的脱羧c(sp2)–n偶联反应和脱羧c(sp3)–n偶联反应还未见文献报道。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本发明通过以1,10-邻菲罗啉作为配体，在催化剂作用下由羧酸类化合物和n-氟代二苯磺酰亚胺经过分子间脱羧偶联反应，制备一系列的n-烷基/烯基磺酰亚胺类化合物。

本发明提供的n-烷基/烯基磺酰亚胺衍生物，具有通式(ⅰ)所示的结构：

其中：r选自碳原子数为1～6的烷基或烯基，这些烷基和烯基分别独立地被苯基、取代的苯基、含s原子的五元杂环、萘基所取代。

优选地，所述n-烷基/烯基磺酰亚胺衍生物包括如下化合物：

本发明提供的n-烷基/烯基磺酰亚胺衍生物的制备方法，具体过程如下：

以通式(ⅱ)所示的羧酸类化合物和n-氟代二苯黄酰亚胺为原料，1,10-邻菲罗啉作为配体，在催化剂的作用下，在非水溶剂中进行分子间脱羧偶联反应得到通式(ⅰ)所示的n-烷基/烯基磺酰亚胺衍生物，其反应方程式如下所示：

其中，通式(ⅱ)中r的定义同上。

优选地，所述催化剂用量为0.1～150mol％。

更优选地，所述催化剂用量为10～20mol％。

优选地，所述催化剂选自四氯化钛、三氯化铁、溴化铜、碘化亚铜、醋酸铜、三氟化硼乙醚、三氟甲磺酸、硫酸中的至少一种。

优选地，所述非水溶剂选自苯、二甲苯、甲苯、四氢呋喃、1,4-二氧六环、乙腈、二甲亚砜、n,n-二甲基甲酰胺、乙醇中的至少一种。

优选地，反应温度为30～150℃。

本发明提供的n-烷基/烯基磺酰亚胺衍生物作为杀虫剂的应用。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

(1)本发明实施例以羧酸类化合物和n-氟代二苯黄酰亚胺为原料，1,10-邻菲罗啉作为配体，在铜催化剂的作用下，在非水溶剂中进行分子间脱羧偶联反应得到n-烷基/烯基磺酰亚胺衍生物，同时实现了脱羧c(sp²)–n偶联反应和脱羧c(sp³)–n偶联反应。

(2)本发明实施例提供的方法能够高效地单一选择性的制备高纯度的n-烷基/烯基磺酰亚胺衍生物，经生物活性测试结果表明，本发明实施例合成的n-烷基/烯基磺酰亚胺衍生物具有很好的杀虫效果，能够广泛应用与动物学、植物学以及医学等诸多领域。

附图说明

图1为本发明实施例4提供的化合物的¹h-nmr的核磁共振谱图；

图2为本发明实施例4提供的化合物的¹³c-nmr的核磁共振谱图；

图3为本发明实施例5提供的化合物的¹h-nmr的核磁共振谱图；

图4为本发明实施例5提供的化合物的¹³c-nmr的核磁共振谱图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案能予以实施，下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但所举实施例不作为对本发明的限定。

需要说明的是，下面实施例中未注明具体条件的实验方法，均按照本领域的常规方法和条件进行，所用试剂如无特殊说明，均为常规试剂。

实施例1

化合物(1)的制备，具体反应方程式如下所示：

具体制备过程为：向带有磁力搅拌装置的10ml带支口圆底烧瓶中加入乙腈(2ml)作为溶剂、4-甲基苯乙酸(0.46g，1mmol)、n-氟代二苯磺酰亚胺(0.097g,1.2mmol)、碘化亚铜(0.026ml，0.3mmol)和1,10-邻菲罗啉(0.026ml，0.3mmol)，搅拌均匀后，将其放入80℃油浴中继续搅拌。tlc检测底物消失，反应结束。将反应液倾入饱和氯化钠水溶液(5ml)中，用二氯甲烷(3×6ml)萃取，合并有机相，无水硫酸镁干燥、抽虑，然后减压蒸馏除去有机溶剂，得到液体混合物，最后经过硅胶柱层析(洗脱液为v石油醚:v乙酸乙酯＝10:1)得到淡黄色固体0.41g，经过nmr、ms证实为化合物(1)，以4-甲基苯乙酸为基础，计算其收率为90％。

化合物(1)的谱图解析数据具体如下：

¹hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.78(d,j＝7.5hz,4h),7.56(t,j＝7.5hz,2h),7.42(t,j＝8.0hz,4h),7.26-7.23(m,2h),7.03(d,j＝7.5hz,2h),4.89(s,2h),2.32(s,3h)；

¹³cnmr(125mhz,cdcl3)δ140.0,137.8,133.4,131.4,129.1,128.9,128.7,128.0,52.2,21.0；

hrms(esi)m/zcalculatedforc20h19nnao4s2[m+na]⁺:424.0653,found424.0658。

实施例2

化合物(2)的制备，具体反应方程式如下所示：

具体制备过程和实施例1相同，不同之处仅在于，用“4-氟苯乙酸”代替“4-甲基苯乙酸”，且反应温度为30℃，反应时间为6h。经过nmr、ms证实为化合物(2)，以4-氟苯乙酸为基础，计算其收率为89％。

化合物(2)的谱图解析数据具体如下：

¹hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.80(d,j＝7.5hz,4h),7.60(t,j＝7.5hz,2h),7.46(t,j＝8.0hz,4h),7.37(dd,j＝5.5,8.5hz,2h),6.93(t,j＝9.0hz,2h),4.89(s,2h)；

¹³cnmr(125mhz,cdcl3)δ163.5(d,j＝245.7hz),139.8,133.6,131.1(d,j＝8.1hz),130.3(d,j＝2.5hz),128.8,128.0,115.3(d,j＝21.3hz),51.6；

hrms(esi)m/zcalculatedforc19h16fnnao4s2[m+na]⁺:428.0402,found428.0407。

实施例3

化合物(3)的制备，具体反应方程式如下所示：

具体制备过程和实施例1相同，不同之处仅在于，用“2-噻吩乙酸”代替“4-甲基苯乙酸”，溶剂选择1，2-二氯乙烷，且反应温度为130℃，反应时间为8h。经过nmr、ms证实为化合物(3)，以2-噻吩乙酸为基础，计算其收率为91％。

化合物(3)的谱图解析数据具体如下：

¹hnmr(300mhz,cdcl3)δ7.88-7.81(m,4h),7.63-7.56(m,2h),7.50-7.42(m,4h),7.25(dd,j＝1.2,5.1hz,1h),7.12(d,j＝2.7hz,1h),6.92(dd,j＝3.6,5.1hz,1h),5.09(s,2h)；

¹³cnmr(75mhz,cdcl3)δ139.8,137.2,133.7,129.4,128.8,127.9,127.2,126.4,47.1；

hrms(esi)m/zcalculatedforc17h15nnao4s3[m+na]⁺:416.0061,found416.0061。

实施例4

化合物(4)的制备，具体反应方程式如下所示：

具体制备过程和实施例1相同，不同之处仅在于，用“2-萘乙酸”代替“4-甲基苯乙酸”，溶剂为乙醇，且反应温度为80℃，反应时间为10h。经过nmr、ms证实为化合物(4)，以2-萘乙酸为基础，计算其收率为73％。

化合物(4)的谱图解析数据具体如下：

¹hnmr(300mhz,cdcl3)δ8.09(d,j＝8.4hz,1h),7.81-7.72(m,5h),7.69(d,j＝8.4hz,1h),7.53-7.39(m,4h),7.38-7.30(m,5h),7.25-7.17(m,1h),5.52(s,2h)；

¹³cnmr(75mhz,cdcl3)δ139.6,133.4,133.3,130.9,129.1,128.66,128.62,128.5,127.8,127.7,126.4,125.6,124.8,122.5,50.6；

hrms(esi)m/zcalculatedforc23h19nnao4s2[m+na]⁺:460.0653,found460.0654。

化合物(4)的¹h-nmr的核磁共振谱图和¹³c-nmr的核磁共振谱图见图1和图2；

实施例5

化合物(5)的制备，具体反应方程式如下所示：

具体制备过程和实施例1相同，不同之处仅在于，用“4-甲氧基肉桂酸”代替“4-甲基苯乙酸”，溶剂为n,n-二甲基甲酰胺，且反应温度为100℃，反应时间为12h。经过nmr、ms证实为化合物(5)，以4-甲氧基肉桂酸为基础，计算其收率为98％。

化合物(5)的谱图解析数据具体如下：

¹hnmr(400mhz,cdcl3)δ8.00(d,j＝8.0hz,4h),7.67(t,j＝7.2hz,2h),7.56(t,j＝8.0hz,4h),7.30(d,j＝8.4hz,2h),6.87(d,j＝8.4hz,2h),6.61(d,j＝13.6hz,1h),6.38(d,j＝13.6hz,1h),3.81(s,3h)；

¹³cnmr(100mhz,cdcl3)δ160.5,139.5,139.2,133.8,129.0,128.6,128.1,126.2,117.0,114.1,55.3；

hrms(esi)m/zcalculatedforc21h20no5s2[m+na]⁺:430.0783,found430.0785。

化合物(5)的¹h-nmr的核磁共振谱图和¹³c-nmr的核磁共振谱图见图1和图2；

实施例6

化合物(6)的制备，具体反应方程式如下所示：

具体制备过程和实施例1相同，不同之处仅在于，用“4-氟肉桂酸”代替“4-甲基苯乙酸”，溶剂为甲苯，催化剂为氯化亚铜，且反应温度为100℃，反应时间为12h。经过nmr、ms证实为化合物(6)，以4-氟肉桂酸为基础，计算其收率为88％。

化合物(6)的谱图解析数据具体如下：

¹hnmr(500mhz,cdcl3)δ8.01-7.97(m,4h),7.69(t,j＝7.5hz,2h),7.57(t,j＝8.0hz,4h),7.36-7.31(m,2h),7.07-7.01(m,2h),6.66(d,j＝13.5hz,1h),6.46(d,j＝13.5hz,1h)；

¹³cnmr(125mhz,cdcl3)δ164.3(d,j＝248.7hz),139.4,137.8,134.0,129.9(d,j＝3.3hz),129.1,129.0(d,j＝12.5hz),128.1,119.1(d,j＝1.6hz),115.9(d,j＝21.7hz)；

hrms(esi)m/zcalculatedforc20h16fnnao4s2[m+na]⁺:440.0402,found440.0404。

实施例7

化合物(7)的制备，具体反应方程式如下所示：

具体制备过程和实施例1相同，不同之处仅在于，用“2,4-二氯肉桂酸”代替“4-甲基苯乙酸”，溶剂为二甲亚砜，且反应温度为150℃，反应时间为16h。经过nmr、ms证实为化合物(7)，以2,4-二氯肉桂酸为基础，计算其收率为82％。

化合物(7)的谱图解析数据具体如下：

¹hnmr(400mhz,cdcl3)δ8.02(d,j＝7.6hz,4h),7.71(t,j＝7.6hz,2h),7.60(t,j＝8.0hz,4h),7.42-7.38(m,2h),7.24(dd,j＝1.2,8.4hz,1h),7.00(d,j＝13.6hz,1h),6.55(d,j＝13.6hz,1h)；

¹³cnmr(100mhz,cdcl3)δ139.3,135.4,134.4,134.1,133.2,130.8,129.7,129.1,128.2,128.1,127.4,122.4；

hrms(esi)m/zcalculatedforc20h15cl2nnao4s2[m+na]⁺:489.9717,found489.9718。

实施例8

化合物(8)的制备，具体反应方程式如下所示：

具体制备过程和实施例1相同，不同之处仅在于，用“2-噻吩烯丙酸”代替“4-甲基苯乙酸”，溶剂为二甲亚砜，催化剂为无水醋酸铜，且反应温度为150℃，反应时间为18h。经过nmr、ms证实为化合物(8)，以2-噻吩烯丙酸为基础，计算其收率为93％。

化合物(8)的谱图解析数据具体如下：

¹hnmr(400mhz,cdcl3)δ7.93(d,j＝7.6hz,4h),7.62(t,j＝7.6hz,2h),7.51(t,j＝7.6hz,4h),7.23(d,j＝4.8hz,1h),7.00(d,j＝3.2hz,1h),6.96-6.93(m,1h),6.78-6.72(m,1h),6.32(d,j＝13.6hz,1h)；

¹³cnmr(100mhz,cdcl3)δ139.4,137.3,134.0,132.3,129.1,128.8,128.2,127.7,126.8,117.9；

hrms(esi)m/zcalculatedforc18h15nnao4s3[m+na]⁺:428.0061,found428.0064。

实施例9

化合物(9)的制备，具体反应方程式如下所示：

具体制备过程和实施例1相同，不同之处仅在于，用“1-萘烯丙酸”代替“4-甲基苯乙酸”，溶剂为二甲亚砜，催化剂为三氟甲磺酸铜，且反应温度为150℃，反应时间为20h。经过nmr、ms证实为化合物(9)，以1-萘烯丙酸为基础，计算其收率为87％。

化合物(9)的谱图解析数据具体如下：

¹hnmr(400mhz,cdcl3)δ8.06(d,j＝8.0hz,4h),7.89-7.82(m,3h),7.70(t,j＝7.6hz,2h),7.59(t,j＝7.6hz,5h),7.54-7.50(m,2h),7.48-7.42(m,2h),6.53(d,j＝13.2hz,1h)；

¹³cnmr(100mhz,cdcl3)δ139.5,137.3,134.0,133.4,131.2,131.1,129.6,129.1,128.5,128.2,126.7,126.2,125.4,124.8,123.7,121.6；

hrms(esi)m/zcalculatedforc24h19nnao4s2[m+na]⁺:472.0653,found472.0656。

上述实施例1-实施例9制备得到的化合物具有很好的杀虫效果，可作为杀虫剂来使用，为了证明其效果，下面以部分化合物为例，通过东方粘虫试验，对这些化合物的杀虫效果进行进一步验证。

具体的，下述表1中化合物分别配置不同浓度的水溶液，在室温条件下，当相对湿度为80％，对东方粘虫进行生物活性实验，这些化合物对东方粘虫的抑制率如下表1所示：

表1不同浓度的各化合物对东方粘虫的抑制率

由表1可以看出，随着浓度的增大，对东方粘虫的抑制率逐渐增大，其中化合物(1)浓度为100mg/l时，杀东方粘虫的生物活性可达67％，其他化合物均对东方粘虫有不同程度的抑制情况，说明本发明实施例1-实施例9提供的化合物是一种潜在的杀虫剂，可作为杀虫估计来使用，有效预防和治疗农作物的病虫害。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，其保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内，本发明的保护范围以权利要求书为准。