一种芳基磺酰氟以及以芳基碘鎓盐为原料的制备方法

本发明属于有机合成，涉及一种芳基磺酰氟以及以芳基碘鎓盐为原料的制备方法。

背景技术：

1、磺酰氟化合物具有特殊的反应活性和稳定性的平衡、抗还原性及对亲核取代反应的高热力学稳定性，在有机合成、生物学医药、高分子材料等领域有着重要的应用[angew.chem.int.ed.,2019,58,957；rsc med.chem.,2020,11,10.]。2014年sharpless教授课题组报道了一种新型点击化学反应——六价硫(vi)氟交换(sufex)反应[angew.chem.int.ed.,2014,53,9430.]，而磺酰氟基团是该反应的核心基团。含磺酰氟基团的分子几乎涉及在现代化学的所有领域。然而目前向有机分子中引入磺酰氟基团的方法还比较局限，限制了sufex点击反应的进一步研究和应用，因此迫切需要开发更多合成磺酰氟的方法。随着点击化学sufex反应的发展，芳基磺酰氟化合物的研究和应用也越来越多，在化学生物学和分子药理学中可以作为反应探针、蛋白质不可逆共价抑制剂或探针的弹头等[j.am.chem.soc.,2017,139,680.]。而制备各种芳基磺酰氟化合物的方法也被广泛报道。

2、最经典的制备芳基磺酰氟方法是芳基磺酰氯的亲核氟氯交换反应[j.org.chem.,1977,42,2031.]，然而芳基磺酰氯性质不稳定，对水敏感且不易制备。芳基磺酰氟化合物也可依赖各种含硫官能团的转化通过简单的氧化氟化或电化学方法来制备[green chem.,2016,18,1224；j.am.chem.soc.,2019,141,11832.]，但底物限制了其广泛应用。此外，通过过渡金属催化的方法同样能够有效地合成各种芳基磺酰氟化合物[j.org.chem.,2017,82,2294.]，然而过渡金属的使用会造成环境污染，对自然环境不友好。因此，开发新的合成方法环境友好地来制备各种高价值的芳基磺酰氟化合物具有重要意义。

3、目前对于光化学合成方法的应用非常广泛，而不同于金属催化的反应，有机光氧化还原催化剂的应用吸引了从化学生物、药物到材料科学等各个领域中人们对它的探索。有机光氧化还原催化提供的可以不仅仅是过渡金属催化示例的“无金属”替代方案，还可以是有效反应的独特化学物质以及在大多数合成环境中并不反应的广泛底物[chem.rev.,2016,116,10075.]。

4、对于光化学合成芳基磺酰氟的方法少有报道。最近tlili课题组报道了一例可见光介导的以芳基重氮盐作为底物，使用一种氰芳烃作为有机光氧化还原催化剂，通过单电子转移过程合成芳基磺酰氟的方法[chem.–eur.j.,2021,27,8704.]。芳基重氮盐作为一种具有高反应性活性的化合物，广泛用于通过sandmeyer反应制备多官能团化的芳香族化合物，然而，芳基重氮盐通常不太稳定，在加热状态或剧烈振动时容易分解甚至发生爆炸，具有潜在的危险。

5、基于以上研究背景，发展温和反应条件，从稳定的底物出发合成芳基磺酰氟是目前亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的就是提供一种芳基磺酰氟以及以芳基碘鎓盐为原料的制备方法。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、芳基碘鎓盐是一类稳定且具有高反应活性的物质，能在光照作用下作为芳基自由基前体。本发明通过在可见光诱导下实现无金属催化芳基磺酰氟的构建，提供一种高效温和的从芳基碘鎓盐制备芳基磺酰氟的方法，该方法包括：

4、在惰性气体氛围中，将芳基碘鎓盐、二氧化硫源、氟源、光敏剂于有机溶剂中混合，并在光照条件下搅拌反应，即得到芳基磺酰氟；

5、其中，所述的芳基碘鎓盐结构式如下所示：

6、

7、相应的，所述的芳基磺酰氟结构式如下所示，为

8、或者

9、式中，r1、r2分别为h、c1-c10的直链或支链的烷基、f、cl、br、i、甲氧基、硝基、氰基、乙酰氨基、三氟甲基、三氟甲氧基或联苯基中的一种或几种组合；

10、阴离子x为六氟磷酸根阴离子、三氟甲磺酸根阴离子、对甲苯磺酸根阴离子或四氟硼酸根阴离子中的一种。

11、进一步地，所述的二氧化硫源为4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷-双(二氧化硫)加合物(dabso)、二氧化硫脲、二氧化硫、4-(二甲氨基)吡啶-1-鎓-1-亚磺酸酯、焦亚硫酸钾、焦亚硫酸钠(na2s2o5)或连二亚硫酸钠(na2s2o4)中的一种。

12、进一步地，所述的氟源为n-氟代双苯磺酰胺(nfsi)、选择性氟化试剂(selectfluor)、1-氟吡啶四氟硼酸盐、1-氟-2,4,6-三甲基吡啶四氟化硼盐、氟化钾、氟氢化钾、氟化钠、氟化铯、氟化银或氟化铜中的一种。

13、进一步地，所述的光敏剂为樟脑醌(cq)、10-己基-7-(噻吩-3-基)-10h-吩噻嗪-3-甲醛(ps)、7,7’-((10-己基-10h-吩噻嗪-3,7-二基)双(乙炔-2,1-二基))双(10-己基-10h-吩噻嗪-3-甲醛)(pcpcho)、曙红y(eosin y)、荧光素(fluorecein)、姜黄素、四氯四碘荧光素二钠(rose bengal)、罗丹明b、蒽醌、2,4,6-三苯基吡喃四氟化硼盐、米氏酮、四氯苯醌、10-苯基吩噻嗪或2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(tpo)中的一种。

14、进一步地，所述的有机溶剂为乙腈、1,2-二氯乙烷(dce)、二氯甲烷(dcm)、乙酸乙酯、正己烷、乙醇(etoh)、叔丁醇、甲苯(toluene)、丙酮(acetone)、n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、n-甲基吡咯烷酮(nmp)、二甲基亚砜(dmso)、氯苯或氯仿中的一种。

15、进一步地，搅拌反应中，反应温度为室温，反应时间为1-48h。

16、进一步地，所述的芳基碘鎓盐、二氧化硫源、氟源、光敏剂的摩尔比为1:(0.5～5):(1.2～5):(0.01～0.1)。

17、进一步地，所述的光照条件中，所用光源为紫外灯、蓝光灯(blue led)、白炽灯(cfl)、绿光灯(green led)中的一种。

18、进一步地，当选用蓝光灯作为光源时，蓝光灯功率为20w，蓝光波长为440～445nm。

19、一种芳基磺酰氟，采用如上所述的方法制备而成。

20、光化学合成方法在近年来受到广泛关注和应用，是一种绿色环保且高效的有机合成方法。本发明通过在光催化条件下，光敏剂与芳基碘鎓盐作用形成芳基自由基，同时从二氧化硫源中捕获二氧化硫形成芳基磺酰基自由基，随后被氟负离子亲核进攻得到芳基磺酰氟化合物。反应条件温和，操作简便，用料简单，无需过渡金属催化，对于对称的和不对称的底物均有较好的适用性。

21、本发明对反应过程中的工艺条件，如反应温度、反应时间及各原料之间的添加量之比进行了限定，条件若不在本发明权利要求范围内，反应仍然可以顺利进行得到芳基磺酰氟化合物，但产率会降低。

22、与现有技术相比，本发明具有以下特点：

23、1)本发明基于“自由基二氧化硫插入氟化”策略，实现了从芳基碘鎓盐到芳基磺酰氟的高效合成，产率良好；

24、2)本发明在光照条件下合成芳基磺酰氟，且反应无需过渡金属催化，绿色合成，条件温和，操作简便；

25、3)本发明合成芳基磺酰氟的方法对于各种对称的和不对称的芳基碘鎓盐底物均有良好的适用性。