本发明涉及一种基于n1,n3-二取代咪唑型离子液体为溶剂、nh-亚磺酰亚胺为原料，重氮化合物、炔以及硫叶立德为偶联试剂，过度金属催化c-h活化/环合反应温和高效合成1,2-苯并噻嗪衍生物的绿色合成新方法。
背景技术：
磺酰亚胺是许多重要生物活性分子中的稳定化合物1-3。其环化产物1,2-苯并噻嗪作为药物化学和农作物保护领域的优势支架4，同时也被研究出具有抗菌和抗真菌5、抗病毒6,7、抗肿瘤8,9及抗氧化10,11等生物活性。1,2-苯并噻嗪在生理和病理科学的应用发展促进了许多制备方法的产生,其中过渡金属催化的碳氢键活化是一个合成杂环的有用工具,因为它避免了起始原料的多不反应和最大限度地减少副产物的产生。
目前，由nh-亚磺酰亚胺化合物与一系列偶联试剂（如炔类、硫叶立德类、重氮类、α-mso/tso酮类以及烯丙基碳酸甲酯等）通过c-h活化/环合反应合成1,2-苯并噻嗪的方法已经被广泛的探索出来12-20。但这些方法一般具有温度较高，酸或碱添加剂的加入，催化剂稀少且不可循环等缺点，这些缺点限制了这些方法的应用。近年来，离子液体因具有低毒、不可燃、良好的热稳定性和化学稳定性、不产生蒸气压、极好的溶解性等优点受到了科学界和工业界的广泛关注。离子液体其独特的物理化学特性使其可能会是一个良好的c-h活化反应媒介以实现催化体系的循环使用。因此，开发一种温和、可循环、安全高效地在离子液中合成1,2-苯并噻嗪的方法是迫切需要的。
技术实现要素：
本发明实现了以亚磺酰亚胺为原料，炔、重氮化合物以及硫叶立德为偶联试剂，离子液体为溶剂，通过过渡金属催化芳基c-h活化环合反应合成1,2-苯并噻嗪的新方法，解决了传统合成方法中反应温度较高、低原子利用率、使用有毒有机溶剂、环境污染以及成本较高等问题，提供了一种较已有报道更加温和、简便、有效、环境友好并且反应体系可循环使用的制备方法，降低了生产成品，避免了环境污染，且副产物仅为氮气，极大地提高了原子利用率，具有深远的意义。
本发明化学反应式如下所示：
r1、r2为氢、卤素、烷基、环烷基、芳基、烷氧基中的一种或一种以上；
r3、r4为烷基、芳基、羰基、苯甲酰基、磷脂基、烷氧酰基、卤代烷氧酰基中的一种或一种以上。
制备步骤如下：
（1）在洁净的反应器中加入磺酰亚胺类化合物、偶联试剂、催化剂、添加剂和离子液，于室温至60℃油浴锅里搅拌24h；
（2）反应完成后，加入乙醚萃取。合并乙醚层，经减压蒸馏除去溶剂，残留物采用硅胶柱层析分离纯化即得产品；离子液层经减压干燥后可循环使用，循环使用时无需添加新的催化剂、银盐和离子液。
步骤（1）中的催化剂为钯碳、四（三苯基膦）钯、醋酸钯、氯化钯、二（乙腈）二氯化钯、二（苯腈）二氯化钯，1，1’-二（二苯基膦基）二茂铁二氯化钯、二（三苯基膦）二氯化钯、双（二亚苄基丙酮）钯、三（二亚苄基丙酮）二钯、氯化烯丙基钯（ii）二聚物、（1,5-环辛二烯）二氯化钯（ii）、铑碳、三氯化铑、醋酸铑、乙酰丙酮三苯基膦羰基铑、双环辛烯氯化铑二聚体、二氯（五甲基环戊二烯基）合铑（iii）二聚体、(二(六氟锑酸)三乙腈(五甲基环戊二烯基)铑(iii))、三苯基膦氯化铑、三氯化钌、三苯基膦氯化钌、二氯二羰基双三苯基膦钌、双（2-甲基烯丙基）（1,5-环辛二烯）钌（ii）、对伞花烃二氯化钌二聚体、氯化钴、乙酰乙酰钴、八羰基二钴、二氯（五甲基环戊二烯基）合钴（iii）二聚体、五甲基环戊二烯基羰基二碘化钴、(二(六氟锑酸)三乙腈(五甲基环戊二烯基)钴(iii))、三氯化铱、二氯(五甲基环戊二烯)合铱(iii)二聚体、双（1,5-环辛二烯）氯化铱（ⅰ）二聚体、甲氧基（环辛二烯）合铱二聚体中的一种或一种以上。
步骤（1）中的添加剂为硝酸银、乙酸银、碳酸银、硫酸银、甲烷磺酸银、三氟甲烷磺酸银、对甲苯磺酸银、双三氟甲烷磺酰亚胺银，三氟甲烷磺酸银，六氟锑酸银、四氟硼酸银、六氟磷酸银中的一种或一种以上。
步骤（1）中的溶剂为n1,n3-二取代咪唑类离子液体的一种。
步骤（1）中磺酰亚胺类化合物：重氮化合物：催化剂：添加剂的摩尔为1:（1.2~3.0）：（0.02~0.05）：（0.08~0.2）。
步骤（1）中磺酰亚胺类化合物的反应浓度为0.1~0.5mol/l。
用核磁共振氢谱（1hnmr）、碳谱（13cnmr）以及高分辨质谱证实了在芳杂环上形成c-c键以及环合成苯并噻嗪衍生物的结构。其中核磁共振图采用varianinova-400型核磁共振仪测定，以四甲基硅烷（tms）为内标（δ0ppm），氘代氯仿为溶剂；高分辨质谱用agilent1946b质谱仪测定。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步描述，有助于对本发明的理解。但并不能以此来限制本发明的权利范围,而本发明的权利范围应以权利要求书阐述的为准。
实施实例1：化合物1的合成
（1）在洁净的反应器中依次加入s-甲基-s-苯基亚磺酰亚胺（31.0mg，0.20mmol），重氮基乙酰乙酸乙酯（37.5mg，0.24mmol），二氯（五甲基环戊二烯基）合铑（iii）二聚体（6.2mg，0.01mmol），六氟锑酸银（13.7mg，0.04mmol），1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐（0.6ml），30℃下搅拌24小时；
（2）反应完成后，加入乙醚萃取，收集乙醚层，减压除去溶剂，残留物采用硅胶柱层析分离纯化得棕黄油50.4mg，收率95％。1hnmr(400mhz,dmso-d6)δ8.16(dd,j=8.4,0.8hz1h),7.68(t,j=7.2hz,1h),7.60(dd,j=8.4,0.8hz,1h),7.51(t,j=7.2hz,1h),4.30(q,j=7.2hz,2h),3.84(s,3h),2.25(s,3h),1.30(t,j=7.2hz,3h);13cnmr(150mhz,cdcl3)δ168.7,152.1,134.2,133.1,126.1,124.7,123.5,116.9,105.2,60.8,45.3,24.8,14.3;hrms(esi):m/z计算值：c13h16no3s[m+h]+266.0845,实测值：266.0841。
实施实例2：化合物2的合成
（1）在洁净的反应器中依次加入s-甲基-s-（4-甲氧基苯基）亚磺酰亚胺（37.0mg，0.20mmol），重氮基乙酰乙酸乙酯（37.5mg，0.24mmol），二氯（五甲基环戊二烯基）合铑（iii）二聚体（6.2mg，0.01mmol），六氟锑酸银（13.7mg，0.04mmol），1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐（0.6ml），30℃下搅拌24小时；
（2）反应完成后，加入乙醚萃取，收集乙醚层，减压除去溶剂，残留物采用硅胶柱层析分离纯化得棕黄油54.9mg，收率93％。1hnmr(400mhz,cdcl3)δ7.68(d,j=8.8hz,1h),7.20(s,1h),6.95(d,j=11.2hz,1h),4.37(q,j=7.2hz,2h),3.87(s,3h),3.41(s,3h),2.36(s,3h),1.39(t,j=7.2hz,3h);13cnmr(100mhz,cdcl3)δ168.9,163.2,153.7,137.0,125.8,115.3,109.7,106.4,104.6,60.8,55.6,46.1,25.3,14.4;hrms(esi):计算值c14h18no4s[m+h]+296.0951,实测值：296.0948。
实施实例3：化合物3的合成
（1）在洁净的反应器中依次加入s-环己基-s-苯基亚磺酰亚胺（44.7mg，0.20mmol），重氮基乙酰乙酸乙酯（37.5mg，0.24mmol），二氯（五甲基环戊二烯基）合铑（iii）二聚体（6.2mg，0.01mmol），六氟锑酸银（13.7mg，0.04mmol），1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐（0.6ml），30℃下搅拌24小时；
（2）反应完成后，加入乙醚萃取，收集乙醚层，减压除去溶剂，残留物采用硅胶柱层析分离纯化得棕黄油53.3mg，收率80％。1hnmr(400mhz,cdcl3)δ7.69(d,j=8.4hz,2h),7.56(t,j=7.6hz,1h),7.35(t,j=7.6hz,1h),4.36(q,j=7.2hz,2h),3.41(t,j=12.0hz,1h),2.37(s,3h),2.24(d,j=12.8hz,1h),1.97(d,j=12.8hz,1h),1.87–1.60(m,4h),1.39(t,j=7.2hz,3h),1.34–1.16(m,4h);13cnmr(150mhz,cdcl3)δ169.0,153.9,136.4,133.3,125.7,124.7,124.5,113.1,104.2,65.7,60.8,26.7,25.4,25.2,25.1,25.1,23.3,14.4;hrms(esi):计算值c18h24no3s[m+h]+334.1471,实测值:334.1475。
实施实例4：化合物4的合成
（1）在洁净的反应器中依次加入s-甲基-s-苯基亚磺酰亚胺（31.0mg，0.20mmol），重氮基苯甲酰乙酸乙酯（52.3mg，0.24mmol），二氯（五甲基环戊二烯基）合铑（iii）二聚体（6.2mg，0.01mmol），六氟锑酸银（13.7mg，0.04mmol），1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐（0.6ml），30℃下搅拌24小时；
（2）反应完成后，加入乙醚萃取，收集乙醚层，减压除去溶剂，残留物采用硅胶柱层析分离纯化得棕黄油58.3mg，收率89％。1hnmr(400mhz,cdcl3)δ8.07(d,j=8.4hz,1h),7.84(d,j=7.6hz,1h),7.67(t,j=7.2hz,1h),7.59–7.57(m,2h),7.49(t,j=7.6hz,1h),7.40–7.38(m,3h),4.02–3.85(m,2h),3.61(s,3h),0.80(t,j=7.2hz,3h);13cnmr(150mhz,cdcl3)δ169.0,153.0,140.6,133.9,133.4,129.0,128.4,128.1,126.8,124.9,123.5,117.4,105.8,60.9,45.1,13.4;hrms(esi):计算值c18h18no3s[m+h]+328.1002,实测值：328.1004。
实施实例5：化合物5的合成
（1）在洁净的反应器中依次加入s-甲基-s-苯基亚磺酰亚胺（31.0mg，0.20mmol），二苯乙炔（42.8mg，0.24mmol），二氯（五甲基环戊二烯基）合铑（iii）二聚体（6.2mg，0.01mmol），六氟锑酸银（13.7mg，0.04mmol），无水醋酸铜（36.3mg，0.20mmol），1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐（0.6ml），室温下搅拌24小时；
（2）反应完成后，加入乙醚萃取，收集乙醚层，减压除去溶剂，残留物采用硅胶柱层析分离纯化得淡黄色固体53.7mg，收率81％。1hnmr(400mhz,cdcl3)δ7.87(dd,j=8.0hz,j=1.6,1h),7.50–7.41(m,2h),7.30–7.20(m,6h),7.16–7.11(m,5h),3.70(s,3h);13cnmr(150mhz,cdcl3)δ146.1,140.5,137.9,137.0,132.6,132.5,129.8,129.7,128.5,127.5,127.4,126.9,126.2,123.4,118.8,112.9,45.3;hrms(esi):计算值c21h18nos[m+h]+332.1104,实测值：332.1102。
实施实例6：化合物6的合成
（1）在洁净的反应器中依次加入s-甲基-s-苯基亚磺酰亚胺（31.0mg，0.20mmol），叔丁基硫叶立德（70.5mg，0.24mmol），二氯（五甲基环戊二烯基）合铑（iii）二聚体（6.2mg，0.01mmol），六氟锑酸银（13.7mg，0.04mmol），1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐（0.6ml），60℃下搅拌24小时；
（2）反应完成后，加入乙醚萃取，收集乙醚层，减压除去溶剂，残留物采用硅胶柱层析分离纯化得黄色油状物43.8mg，收率93％。1hnmr(400mhz,cdcl3)δ7.71(d,j=8.0hz,1h),7.49(t,j=7.6hz,1h),7.35–7.25(m,2h),6.06(s,1h),3.47(s,3h),1.27(s,9h);13cnmr(150mhz,cdcl3)δ159.8,137.0,132.3,126.8,125.7,123.2,117.7,95.2,45.1,37.3,28.9;hrms(esi):计算值c13h18nos[m+h]+236.1104,实测值：236.1108。
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