一种(E)‑烯基砜类化合物及其制备方法与流程

本发明涉及有机合成领域，具体涉及一种(e)-烯基砜类化合物及其制备方法。

背景技术：

烯基砜类化合物在医药方面的生物活性发挥了巨大作用，是一类极具价值的有机化合物。例如，取代的烯砜是许多酶的有效的小分子抑制剂，如hiv-1整合酶和半胱氨酸蛋白酶，经常用于制药行业药物设计过程。同时该类化合物也是有机合成中的重要骨架，由于烯砜中砜的吸电子能力使其可以作为michael受体，也可以用于环加成反应。(a)wangg.,maheshu.,cheng.y.j.,yaos.-q.,organicletters,2003,vol.5:737～740；(b)gordonc.p.,griffithr.,kellerp.a.,medicinalchemistry,2007,vol.3:199～220；(c)carrr.v.c.,paquettel.a.,journaloftheamericanchemicals℃iety,1980,vol.102:853～855.

随着烯砜的应用越来越广泛，人们逐渐发现了一些合成烯砜类化合物的方法，但也存在着诸如使用有毒或不稳定的物质，步骤多且繁琐以及生产大量化学废物的缺点。更重要的是，许多方法区域和立体选择性差，得到的是z/e-型烯砜的混合物。因此，用简单的催化体系来合成单一型烯砜类化合物变得非常有意义。(d)posnerg.h.,brunelled.j.,journaloforganicchemistry,1972,vol.37:3547～3549；(e)hopkinsp.b.,fuchsp.l.,journaloforganicchemistry1978,vol.43:1208～1217；(f)nairv.,augustinea.,sujat.d.,synthesis,2002,2259～2265；(g)huangx.,duand.,zhengw.,journaloforganicchemistry,2003,vol.68:1958～1963；(h)matteuccim.,bhalayg.,bradleym.,organicletters,2003,vol.5:235～237.

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种合成简单、绿色、廉价的(e)-烯基砜类化合物及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种(e)-烯基砜类化合物，该化合物的结构式如下：

其中，r¹包括芳基或烷基，r²包括芳基或烷基。

一种如上所述的(e)-烯基砜类化合物的合成方法，包括以下步骤：将苯基磺酰肼类底物、苯丙炔酸类底物溶于有机溶剂中，加入铜催化剂，以空气中的氧气为氧化剂，反应即得所述的(e)-烯基砜类化合物。

该反应首先是由苯基磺酰肼类底物在氧气的氧化作用下与cu(ii)触发开始，为方便说明，苯基磺酰肼类底物以苯磺酰肼为例，先经历了单电子转子过程得到化合物接着再脱质子化得到化合物随后化合物释放出n2分子得到磺酰基自由基另一方面，苯丙炔酸类底物在cu(ii)作用下生成炔铜化合物为方便说明，苯丙炔酸类底物以苯丙炔酸为例，而以上所述的磺酰基自由基随后就会插入到炔铜化合物中从而生成乙烯基自由基紧接着，乙烯基自由基与cu(i)反应得到烯铜化合物最后，该烯铜化合物发生质子化作用得到所期望的产物并在此过程中释放出cu(ii)，从而完成整个催化循环，具体反应过程如下：

优选的，所述苯基磺酰肼类底物的结构式如下：

其中，ar²为芳基，更优选的，所述苯基磺酰肼类底物为磺酰肼。

优选的，所述苯丙炔酸类底物的结构式如下：

其中，ar¹为芳基，更优选的，所述苯丙炔酸类底物为苯丙炔酸。

所述铜催化剂包括cucl、cubr、cu2o、cu(oac)2、cu(no3)2·3h2o、cu(otf)2、cu(tfa)2、cuscn、cucl2、cuo中的一种，优选的，所述铜催化剂为cu2o。

优选的，所述有机溶剂包括二氯乙烷、四氢呋喃、n,n-二甲基甲酰胺、二氧六环或乙腈中的一种，优选的，所述有机溶剂为四氢呋喃。

优选的，所述苯基磺酰肼类底物、苯丙炔酸类底物及铜催化剂的摩尔比为(2～4)：1：0.1。

优选的，所述反应的温度为70～120℃，更优选的，反应温度是80℃，反应时间为12～24h，更优选的，所述反应时间为24h。

所得产物(e)-烯基砜类化合物可以经过薄层层析、柱层析的方法来分离。如用薄层层析、柱层析的方法，所用展开剂为非极性溶剂与极性溶剂的混合溶剂。推荐展开剂为石油醚/乙酸乙酯＝5/1。

与现有技术相比，本发明的有益效果体现在以下几方面：

(1)利用廉价催化剂cu2o，绿色氧化剂o2，无需额外添加剂，就可以得到最终所需要的(e)-烯基砜类化合物，高效且环境友好；

(2)本发明的制备方法对于芳环上有不同电子效应和位阻效应基团的底物兼容性都较好，产率高；

(3)合成方法操作简单。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

过渡金属铜催化的苯丙炔酸与苯基磺酰肼合成烯基砜的反应对催化剂、溶剂和反应时间的研究。其中[cu]为铜催化剂，s为有机溶剂，t为反应温度。经过反应条件的筛选，我们得出了最优的反应条件，thf为溶剂，cu2o为催化剂，温度为80℃，反应时间为24h，以空气中的氧气为氧化剂。

其中^a为¹hnmr产率，18^b为反应气体变为n2气体。

实施例2

铜催化苯丙炔酸系列底物和苯基磺酰肼合成烯基砜的反应。通过对于苯丙炔酸类底物的扩展研究，发现不同取代基团的苯丙炔酸都能适用该方法，且得到中等至良好的收率。

具体实验操作为在一干燥干净的反应管内，依次加入苯丙炔酸类底物(0.02mmol)、苯基磺酰肼(0.04mmol)和thf(2.0ml)，控制温度为80℃，在空气中反应24h。反应结束后，萃取有机相，减压除去溶剂后，通过薄层层析得到目标产物3，举例如下：

目标产物3ba:(e)-1-methyl-4-(2-(phenylsulfonyl)vinyl)benzene

¹hnmr(400mhz,cdcl3)δ7.94(d,j＝8.0hz,2h),7.66(d,j＝15.4hz,1h),7.63-7.51(m,3h),7.38(d,j＝8.0hz,2h),7.19(d,j＝8.0hz,2h),6.80(d,j＝15.4hz,1h),2.37(s,3h)；¹³cnmr(100mhz,cdcl3)δ142.54,141.85,140.86,133.25,129.78,129.56,129.27,128.56,127.56,125.97,21.51ppm；

hrms(esi-tof)m/z:calcdforc15h14nao2s⁺:281.0607(m+na)⁺,found:281.0615.

目标产物3ca:(e)-1-methyl-2-(2-(phenylsulfonyl)vinyl)benzene

¹hnmr(400mhz,cdcl3)δ7.99-7.94(m,3h),7.65-7.54(m,3h),7.44(d,j＝7.8hz,1h),7.32-7.28(m,1h),7.23-7.17(m,2h),6.79(d,j＝15.3hz,1h),2.46(s,3h)；

¹³cnmr(100mhz,cdcl3)δ140.63,140.09,138.16,133.32,131.18,131.01,130.91,129.30,128.08,127.61,126.81,126.44,19.74ppm；

hrms(esi-tof)m/z:calcdforc15h14nao2s+:281.0607(m+na)⁺,found:281.0612.

目标产物3da:(e)-1-methyl-3-(2-(phenylsulfonyl)vinyl)benzene

¹hnmr(400mhz,cdcl3)δ7.95(d,j＝7.4hz,2h),7.66(d,j＝15.4hz,1h),7.64-7.52(m,3h),7.30-7.27(m,3h),7.23-7.20(m,1h),6.85(d,j＝15.4hz,1h),2.35(s,3h)；

¹³cnmr(100mhz,cdcl3)δ142.65,140.71,138.79,133.29,132.21,132.02,129.27,129.09,128.91,127.57,126.90,125.78,21.22ppm；

hrms(esi-tof)m/z:calcdforc15h14nao2s⁺:281.0607(m+na)⁺,found:281.0612.

目标产物3ea:(e)-1-fluoro-4-(2-(phenylsulfonyl)vinyl)benzene

¹hnmr(400mhz,cdcl3)δ7.94(d,j＝7.2hz,2h),7.67-7.48(m,6h),7.08(t,j＝8.4hz,2h),6.79(d,j＝15.4hz,1h)；

¹³cnmr(100mhz,cdcl3)δ164.31(d,jc-f＝251.5hz),141.12,140.55,133.42,130.58(d,jc-f＝8.7hz),129.33,128.56(d,jc-f＝3.4hz),127.61,126.97(d,jc-f＝2.3hz),116.30(d,jc-f＝22.0hz)ppm；

hrms(esi-tof)m/z:calcdforc14h11fnao2s⁺:285.0356(m+na)⁺,found:285.0366.

目标产物3fa:(e)-1-methoxy-4-(2-(phenylsulfonyl)vinyl)benzene

¹hnmr(400mhz,cdcl3)δ7.94(d,j＝7.2hz,2h),7.65-7.52(m,4h),7.43(d,j＝8.7hz,2h),6.89(d,j＝8.7hz,2h),6.71(d,j＝15.2hz,1h),3.83(s,3h)；

¹³cnmr(100mhz,cdcl3)δ162.02,142.26,141.07,133.14,130.35,129.23,127.47,124.91,124.35,114.47,55.41ppm；

hrms(esi-tof)m/z:calcdforc15h14nao3s⁺:297.0556(m+na)⁺,found:297.0559.

目标产物3ga:(e)-1-(4-(2-(phenylsulfonyl)vinyl)phenyl)ethanone

1hnmr(400mhz,cdcl3)δ7.97(d,j＝8.4hz,4h),7.71(d,j＝15.4hz,1h),7.67-7.56(m,5h),6.96(d,j＝15.4hz,1h),2.61(s,3h)；

13cnmr(100mhz,cdcl3)δ197.10,140.73,140.14,138.64,136.54,133.67,129.78,129.44,128.93,128.68,127.80,26.72ppm；

hrms(esi-tof)m/z:calcdforc16h14nao3s⁺:309.0556(m+na)⁺,found:309.0571.

实施例3

铜催化苯丙炔酸和苯基磺酰肼系列底物合成烯基砜的反应。通过苯基磺酰肼类底物的扩展研究，发现无论是吸电子基团取代还是缺电子基团取代的苯基磺酰肼，还有位阻效应大的苯基磺酰肼都适用该方法，也同样能得到良好的收率。

具体实验操作为在一干燥干净的反应管内，依次加入苯丙炔酸(0.02mmol)、苯基磺酰肼系列底物(0.04mmol)和thf(2.0ml)，控制温度为80℃，在空气中反应24h。反应结束后，萃取有机相，减压除去溶剂后，通过薄层层析得到目标产物3，举例如下：

目标产物3aa:(e)-1-phenylsulfonyl-2-phenylethene

¹hnmr(400mhz,cdcl3)δ7.94(d,j＝8.4hz,2h),7.69(d,j＝15.4hz,1h),7.64–7.60(m,1h),7.55(t,j＝7.5hz,2h),7.50–7.47(m,2h),7.42–7.39(m,3h),6.87(d,j＝15.4hz,1h)；¹³cnmr(100mhz,cdcl3)δ142.45,140.61,133.35,132.27,131.19,129.30,129.04,128.53,127.60,127.17ppm；

hrms(esi-tof)m/z:calcdforc14h12nao2s⁺:267.0450(m+na)⁺,found:267.0460.

目标产物3ab:(e)-1-methyl-4-(2-(phenylsulfonyl)vinyl)benzene

¹hnmr(400mhz,cdcl3)δ7.83(d,j＝8.3hz,2h),7.66(d,j＝15.4hz,1h),7.47(d,j＝7.6hz,2h),7.41-7.38(m,3h),7.34(d,j＝8.0hz,2h),6.85(d,j＝15.4hz,1h),2.43(s,3h)；¹³cnmr(100mhz,cdcl3)δ144.38,141.92,137.66,132.40,131.09,129.95,129.04,128.50,127.69,127.54,21.16ppm；

hrms(esi-tof)m/z:calcdforc15h14nao2s⁺:281.0607(m+na)⁺,found:281.0613.

目标产物3ac:(e)-1-fluoro-4-(styrylsulfonyl)benzene

¹hnmr(400mhz,cdcl3)δ7.98-7.95(m,2h),7.68(d,j＝15.4hz,1h),7.49(d,j＝7.9hz,2h),7.44-7.38(m,3h),7.25-7.20(m,2h),6.84(d,j＝15.4hz,1h)；

¹³cnmr(100mhz,cdcl3)δ165.58(d,jc-f＝254.5hz),142.66,136.71(d,jc-f＝3.0hz),132.15,131.33,130.48(d,jc-f＝9.5hz),129.10,128.57,127.01,116.62(d,jc-f＝22.6hz)ppm；

hrms(esi-tof)m/z:calcdforc14h11fnao2s⁺:285.0356(m+na)⁺,found:285.0365.

目标产物3ad:(e)-1-bromo-4-(styrylsulfonyl)benzene

¹hnmr(400mhz,cdcl3)δ7.81(d,j＝7.6hz,2h),7.71-7.67(m,3h),7.49(d,j＝7.6hz,2h),7.43-7.38(m,3h),6.84(d,j＝16.0hz,1h)；

¹³cnmr(100mhz,cdcl3)δ143.07,139.68,132.61,132.08,131.40,129.17,129.10,128.61,126.67ppm；

hrms(esi-tof)m/z:calcdforc14h11brnao2s⁺:344.9555(m+na)⁺,found:344.9564.

目标产物3ae:(e)-2-(styrylsulfonyl)naphthalene

¹hnmr(400mhz,cdcl3)δ8.56(s,1h),7.98(d,j＝8.2hz,2h),7.93-7.87(m,2h),7.75(d,j＝15.4hz,1h),7.68-7.59(m,2h),7.50-7.48(m,2h),7.40-7.36(m,3h),6.93(d,j＝15.4hz,1h)；

¹³cnmr(100mhz,cdcl3)δ142.54,137.41,135.11,132.32,132.25,131.19,129.65,129.35,129.21,129.16,129.05,128.56,127.93,127.63,127.22,122.52ppm；

hrms(esi-tof)m/z:calcdforc18h14nao2s⁺:317.0607(m+na)⁺,found:317.0620.

目标产物3af:(e)-1-bromo-3-(styrylsulfonyl)benzene

¹hnmr(400mhz,cdcl3)δ8.08(s,1h),7.88(d,j＝7.9hz,1h),7.74-7.68(m,2h),7.51-7.49(m,2h),7.47-7.38(m,4h),6.85(d,j＝15.4hz,1h)；

¹³cnmr(100mhz,cdcl3)δ143.47,142.56,136.38,132.02,131.46,130.83,130.48,129.10,128.66,126.45,126.16,123.23ppm；

hrms(esi-tof)m/z:calcdforc14h11brnao2s⁺:344.9555(m+na)⁺,found:344.9558。