本申请属于有机合成
技术领域：
，具体涉及一种碳-碳σ-键活化制备（e）-1-苯基-4-磺酰基丁-1-烯类化合物的方法。
背景技术：
：碳-碳σ-键是一类具有高稳定性的常见化学键。最近，碳-碳σ键的活化已成为简单构建复杂分子骨架的有用策略，并且已经开发了许多优异的碳-碳σ-键活化转化以构建新的碳-碳键或碳-杂键。最近，已开发出各种有效的碳-碳σ-键活化策略，包括卤化、氧化断裂，以及带有酯，羧基，羰基，羟基，氰基或肟基团的功能性底物的断裂。其中大多数反应都需要使用过渡金属，如ir，pd，ru,rh,和cu等（例如参见synlett2003,no.13,pp2080–2082）。然而，如果可以在没有过渡金属条件下实现这些变换将是非常理想的，这将提供更简单和更环保的选择。有机基磺酸钠盐作为一种易于获得的高活性盐，广泛用于有机合成和药物合成中。因此，通过使用有机磺酸钠盐作为磺酰基源或烃基源开发了一系列令人感兴趣的转化。最近，许多化学家通过使用有机基磺酸钠盐作为磺酰基来源，提出了许多用于交叉偶联反应和双官能化反应的磺酰化方法。2011年，maloney及其同事报告了氯吡啶和磺酸钠之间的交叉偶联反应，用于构建磺酰化的二嘧啶（例如参见k.-m.maloney,j.kuethe,k.linn,org.lett.2011,13,102）。对于与c-h偶联，各种不同的c-h键，包括c（sp）-h键（例如参见j.yang,y.-y.liu,r.-j.song,z.-h.peng,j.-h.li,adv.synth.catal.2016,358,2286），c（sp2）-h键（例如参见f.wang,x.-z.yu,z.-s.qi,x.-w.li,chem.eur.j.2016,22,511.）和c（sp3）-h键（例如参见w.-h.rao,b.-b.zhan,k.chen,p.-x.ling,z.-z.zhang,b.-f.shi,org.lett.2015,17,3552）可以顺利地经历交叉偶联磺酰化反应。kuhakarn的研究小组提出了芳基乙炔（c（sp）-h键）与磺酸钠的交叉偶联磺酰化反应。li和同事开发了rh催化的芳烃和磺酸钠的c（sp2）-h键之间的交叉偶联反应。shi的研究小组描述了钯催化的c（sp3）-h键与磺酸钠的交叉偶联磺酰化反应。有趣的是，有机基磺酸钠盐也可用于不饱和键的磺酰化和双官能化，包括碳-碳双键和碳-碳三键。2016年，他的研究小组介绍了在无过渡金属和无添加剂的条件下，炔烃与磺酸钠和水的1,2-双官能化。li的研究小组报道了烯烃与亚硝酸叔丁酯和磺酸钠的1,2-双官能化合成α-磺酰基乙烷肟。然而，饱和碳-碳σ-键与有机基磺酸钠盐的反应则未被现有技术所披露过。三元碳环化合物，尤其是亚甲基环丙烷类化合物（mcps），具有高反应性且属于易于获得的结构，通常被用作有机合成中的重要原料。在本文中，我们开发了一种新的通过亚甲基环丙烷中的碳-碳σ-键双官能化，与有机基磺酸钠盐化合物和水在不需要使用过渡金属和碱的条件下反应，选择性地合成（e）-1-苯基-4-磺酰基丁-1-烯类化合物的合成策略。技术实现要素：本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种以亚甲基环丙烷类化合物为起始原料，在不需要过渡金属及碱的条件下，经碳-碳σ-键活化双官能化，选择性地合成（e）-1-苯基-4-磺酰基丁-1-烯类化合物的新方法。本发明提供的一种（e）-1-苯基-4-磺酰基丁-1-烯类化合物的合成方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：在schlenk封管反应器中，以式i所示的亚甲基环丙烷类化合物,式ii所示的有机基磺酸盐类化合物为反应原料，加入一定量的水、氧化剂和有机溶剂，加热搅拌反应，通过tlc或gc-ms监测反应完成后，经后处理得式iii所示的（e）-1-苯基-4-磺酰基丁-1-烯类化合物。其中，式i,式ii和/或式iii中，r1表示所连接的苯环上的一个或多个取代基，选自氢、c1-c20的烷基、c1-c20的烷氧基、c1-c20的烷硫基、c6-c20的芳基、c3-c20的杂芳基、c3-c20的环烷基、c6~c20芳基-c1~c20烷基，c6~c20芳基-c1~c20烷氧基，硝基、卤素、-oh、-sh、-cn、-coor4、-cor5、-ocor6、-nr7r8；其中，r4、r5、r6、r7、r8各自独立地选自氢、c1-c20的烷基、c6-c20的芳基、c3-c20的环烷基中的任意一种或多种。r2选自氢、取代或未取代的c1-c20的烷基、取代或未取代的c6-c20的芳基、c6~c20芳基-c1~c20烷基；其中，所述取代或未取代的中的取代基选自c1-c6的烷基、c1-c6的烷氧基、c1-c6的酰基、卤素、-no2、-cn、-oh、c6-c20的芳基、c3-c6的环烷基，-nme2。r3选自取代或未取代的c1-c20的烷基、取代或未取代的c6-c20的芳基、取代或未取代的c3-c20的杂芳基；其中，所述取代或未取代的中的取代基选自c1-c6的烷基、c1-c6的烷氧基、c1-c6的酰基、卤素、-no2、-cn、-oh、c6-c20的芳基、c3-c6的环烷基，-nme2。对于本领域技术人员而言，可以理解的是，本发明上述任一处所述的“取代或未取代的”这一表述中的取代基的个数可以是一个或多个，例如两个、三个、四个、五个；当具有两个或多个取基时，各个取代基则可以从上述的取代基定义中彼此独立地选择。所述的杂芳基具有本领域公知的定义，杂原子可以选自例如o，s，n等杂原子种类，从而所述的杂芳基可以选自例如呋喃基、吡啶基、噻吩基、喹啉基等。优选地，式i,式ii和/或式iii中，r1表示所连接的苯环上的一个或多个取代基，选自氢、c1-c6的烷基、c1-c6的烷氧基、c6-c14的芳基、c6~c14芳基-c1~c6烷基，c6~c14芳基-c1~c6烷氧基，硝基、卤素、-oh、-sh、-cn、-coor4、-cor5、-ocor6、-nr7r8；其中，r4、r5、r6、r7、r8各自独立地选自氢、c1-c6的烷基、c6-c14的芳基中的任意一种。r2选自氢、取代或未取代的c1-c6的烷基、取代或未取代的c6-c14的芳基、c6~c14芳基-c1~c6烷基；其中，所述取代或未取代的中的取代基选自c1-c6的烷基、c1-c6的烷氧基、c1-c6的酰基、卤素、-no2、-cn、-oh、c6-c14的芳基、c3-c6的环烷基，-nme2。r3选自取代或未取代的c1-c6的烷基、取代或未取代的c6-c14的芳基、取代或未取代的c3-c14的杂芳基；其中，所述取代或未取代的中的取代基选自c1-c6的烷基、c1-c6的烷氧基、c1-c6的酰基、卤素、-no2、-cn、-oh、c6-c20的芳基、c3-c6的环烷基，-nme2。最优选地，式i化合物选自如下式i-1~i-17结构所示的化合物：式ii化合物选自：三氟甲磺酸钠、苯磺酸钠、对甲氧基苯磺酸钠、对甲基苯磺酸钠、对氟苯磺酸钠、对氯苯磺酸钠、对溴苯磺酸钠、对三氟甲基苯磺酸钠、对氰基苯磺酸钠、对硝基苯磺酸钠、间甲基苯磺酸钠、2,4,6-三甲基苯磺酸钠、2-萘磺酸钠、苄基磺酸钠、2-噻吩磺酸钠、甲磺酸钠。根据本发明前述的方法，其中，所述的氧化剂为k2s2o8。根据本发明前述的方法，所述反应在惰性气氛或空气气氛下进行，优选在惰性气氛（氩气）下进行。对于所述的惰性气氛，可以理解的是，是指对反应呈惰性的气氛，而并非机械地认为是惰性气体。对于本领域技术人员而言，常用于有机反应的惰性气氛可以选自氩气气氛或氮气气氛。优选氩气气氛。根据本发明前述的方法，其中，所述的有机溶剂选自甲苯、四氢呋喃、1，4-二氧六环、乙腈中的任意一种。优选地，所述的有机溶剂为甲苯。有机溶剂的用量可以由本领域技术人员根据反应实际情况而定。根据本发明前述的方法，所述的加热搅拌反应的反应温度为40-120℃，优选60-100℃，最优选80℃。所述反应的反应时间为12-72小时，优选24~48小时。根据本发明前述的方法，其中式i化合物、式ii化合物、氧化剂（k2s2o8）、水的摩尔比为1:（1~3）:（1-3）:（2-8），优选地，式i化合物、式ii化合物、氧化剂（k2s2o8）、水的摩尔比为1:2:2:4。根据本发明前述的反应，其中所述的后处理操作如下：将反应完成后的混合液减压浓缩，得到残余物，再将残余物经柱胶柱层析分离得到式iii所示的目标产物，其中硅胶柱层析分离的洗脱液为正己烷和乙酸乙酯的混合液。本发明的有益效果如下：（1）本发明首次提出了以式i所示的亚甲基环丙烷类化合物,式ii所示的有机基磺酸盐类化合物为反应原料，制备式iii所示的（e）-1-苯基-4-磺酰基丁-1-烯类化合物的合成路线，该合成方法未见诸现有技术报道；（2）本发明的方法不需要使用过渡金属和/或碱，经济环保，具有原料来源易得、工艺路线简单、反应条件温和、工艺成本低、底物适应范围广、目标产物收率高的优点。具体实施方式以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细的描述。实施例1-17反应条件优化试验以式i-1所示的化合物、式ii-1所示的三氟甲磺酸钠为反应原料，探讨了不同反应条件对于合成工艺优化结果的影响，选择出其中具有代表性的实施例1-17。结果如表一所示。其中实施例1的典型试验操作如下：向schlenk封管反应器中加入式i-1所示的化合物(0.2mmol),式ii-1所示的三氟甲磺酸钠(2当量，0.4mmol)、氧化剂（k2s2o8，2当量，0.4mmol），h2o(4当量，0.6mmol)，和甲苯(2ml)，然后在氩气保护、80℃条件下搅拌反应48小时，通过tlc或gc-ms监测反应完成后，减压蒸馏除去溶剂，再将残余物经柱层析分离（洗脱液为正己烷/乙酸乙酯）得到式iii-1的目标产物，产率82%；1hnmr(400mhz,cdcl3)δ:7.44-7.32(m,6h),7.20(t,j=7.6hz,1h),6.96-6.87(m,3h),6.20-6.12(m,1h),5.10(s,2h),4.48-4.42(m,1h),4.25-4.19(m,1h),2.70-2.65(m,2h);13cnmr(100mhz,cdcl3)δ:155.6,137.0,128.6,128.6,128.6,127.9,127.3,126.8,126.2,124.1,122.9(d,j=336.9hz),121.0,112.4,70.3,68.1,33.8;19fnmr(282mhz,cdcl3)δ:-78.3(s,1f);表一：其中，实施例2-17的具体操作及参数除上述表一所列的变量与实施例1不相同之外，其余操作及参数均与实施例1相同。由上述实施例1-17可以看出，最佳反应条件为实施例1的反应条件。发明人在实施例1的反应条件下，对反应底物进行扩展，进一步制备各种式iii的目标化合物（实施例18-34）。式i式ii式iii18cf3so2na产率88%；1hnmr(500mhz,cdcl3):6.96(s,1h),6.83-6.75(m,3h),6.17-6.10(m,1h),4.49-4.45(m,1h),4.26-4.23(m,1h),3.80(s,3h),3.79(s,3h),2.72-2.66(m,2h).19cf3so2na产率82%；1hnmr(500mhz,cdcl3):7.23(t,j=8.0hz,1h),6.95(d,j=7.6hz,1h),6.89(s,1h),6.80(t,j=8.0hz,1h),6.49(t,j=16.0hz,1h),6.17-6.10(m,1h),4.50-4.44(m,1h),4.27-4.21(m,1h),3.82(s,3h),2.70-2.64(m,2h).20cf3so2na产率78%；1hnmr(500mhz,cdcl3):7.41-7.39(m,1h),7.17-7.15(m,3h),6.73(d,j=16.0hz,1h),6.04-5.97(m,1h),4.51-4.46(m,1h),4.28-4.23(m,1h),2.72-2.67(m,2h),2.33(s,3h).21cf3so2na产率90%；1hnmr(500mhz,cdcl3):7.61-7.55(m,4h),7.46-7.41(m,4h),7.36-7.32(m,1h),6.55(d,j=16.0hz,1h),6.22-6.14(m,1h),4.52-4.46(m,1h),4.28-4.22(m,1h),2.72-2.67(m,2h).22cf3so2na产率85%；1hnmr(500mhz,cdcl3):7.28-7.26(m,4h),6.49-6.45(m,1h),6.16-6.08(m,1h),4.51-4.45(m,1h),4.27-4.22(m,1h),2.70-2.64(m,2h).23cf3so2na产率76%；1hnmr(500mhz,cdcl3):7.11(d,j=8.4hz,1h),7.03(d,j=8.4hz,1h),6.89(t,j=8.4hz,1h),6.41(d,j=15.6hz,1h),6.04-5.96(m,1h),4.48-4.44(m,1h),4.24-4.22(m,1h),3.89(s,3h),2.68-2.63(m,2h).24cf3so2na产率65%；1hnmr(500mhz,cdcl3):7.36-7.30(m,4h),7.25-7.22(m,1h),6.52(d,j=15.6hz,1h),6.18-6.10(m,1h),4.50-4.44(m,1h),4.27-4.21(m,1h),2.70-2.65(m,2h).25cf3so2na产率90%；1hnmr(500mhz,cdcl3):7.41-7.33(m,3h),7.28-7.21(m,5h),7.16(d,j=6.4hz,2h),6.05(t,j=7.6hz,1h),4.44-4.38(m,1h),4.20-4.15(m,1h),2.61-2.56(m,2h).26cf3so2na产率84%；1hnmr(500mhz,cdcl3):7.12(d,j=8.0hz,2h),7.05-6.96(m,6h),5.97(t,j=7.2hz,1h),4.42-4.37(m,1h),4.19-4.14(m,1h),2.61-2.56(m,2h),2.39(s,3h),2.32(s,3h).27cf3so2na产率90%；1hnmr(500mhz,cdcl3):7.16-7.14(m,2h),7.09-7.07(m,2h),6.93-6.90(m,2h),6.83-6.79(m,2h),5.89(t,j=7.6hz,1h),4.42-4.37(m,1h),4.19-4.14(m,1h),3.83(s,3h),3.78(s,3h),2.61-2.56(m,2h).28cf3so2na产率81%；1hnmr(500mhz,cdcl3):7.39-7.36(m,2h),7.28(s,1h),7.26-7.24(m,1h),7.14-7.08(m,4h),6.03(d,j=7.6hz,1h),4.46-4.40(m,1h),4.20-4.15(m,1h),2.59-2.54(m,2h).29苯亚磺酸钠产率80%；1hnmr(500mhz,cdcl3):7.70-7.68(m,2h),7.54-7.48(m,3h),7.14-7.11(m,2h),7.03-7.00(m,2h),6.89-6.86(m,2h),6.81-6.78(m,2h),5.84(t,j=7.6hz,1h),4.12-4.06(m,1h),3.89(s,3h),3.83(s,3h),3.71-3.65(m,1h),2.47-2.42(m,2h).30对甲氧基苯亚磺酸钠产率87%；1hnmr(500mhz,cdcl3):7.81(d,j=8.8hz,2h),7.07(d,j=8.8hz,2h),7.00(d,j=8.4hz,2h),6.95(d,j=9.2hz,2h),6.87(d,j=8.8hz,2h),6.78(d,j=8.8hz,2h),5.76(t,j=7.2hz,1h),4.06(t,j=6.8hz,2h),3.86(s,3h),3.83(s,3h),3.79(s,3h),2.46-2.41(m,2h).31对氟苯亚磺酸钠产率90%；1hnmr(500mhz,cdcl3):7.84-7.80(m,2h),7.17(t,j=8.8hz,2h),7.07(d,j=8.8hz,2h),6.95(d,j=8.4hz,2h),6.83(d,j=8.8hz,2h),6.78(d,j=8.8hz,2h),5.81(t,j=7.2hz,1h),3.84(s,3h),3.78(s,3h),3.17-3.13(m,2h),2.52-2.47(m,2h).32对硝基苯亚磺酸钠产率75%；1hnmr(500mhz,cdcl3):8.32(d,j=8.4hz,2h),7.86(d,j=8.4hz,2h),7.11(d,j=8.4hz,2h),7.01(d,j=8.4hz,2h),6.88(d,j=8.4hz,2h),6.80(d,j=8.4hz,2h),5.79(t,j=7.6hz,1h),4.17-4.11(m,1h),3.83(s,3h),3.8-3.72(m,4h),2.50-2.44(m,2h).332,4,6-三甲基苯亚磺酸钠产率80%；1hnmr(500mhz,cdcl3):7.07(d,j=8.8hz,2h),7.00(d,j=8.8hz,2h),6.93(s,2h),6.86(d,j=8.4hz,2h),7.78(d,j=8.8hz,2h),5.78(t,j=7.6hz,1h),4.00(t,j=6.8hz,2h),3.83(s,3h),3.78(s,3h),2.60(s,6h),2.48-2.43(m,2h),2.30(s,3h).342-萘亚磺酸钠产率85%；1hnmr(500mhz,cdcl3):8.48(s,1h),7.97-7.91(m,3h),7.83(d,j=8.8hz,1h),7.69-7.63(m,2h),7.01-6.94(m,4h),6.84-6.81(m,2h),6.75-6.71(m,2h),5.73(t,j=7.6hz,1h),4.13(t,j=6.4hz,2h),3.81(s,3h),3.78(s,3h),2.48-2.43(m,2h).以上所述实施例仅为本发明的优选实施例，而并非本发明可行实施的穷举。对于本领域技术人员而言，在不背离本发明原理和精神的前提下，对其所作出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。当前第1页12