一种光催化制备烯丙基亚砜亚胺类化合物的方法

本发明属于有机化学合成，具体涉及一种光催化制备烯丙基亚砜亚胺类化合物的方法。

背景技术：

1、含有烯丙基骨架的分子具有多种生物学特性，普遍存在于天然产物和药物分子中，被广泛应用在医药、材料等领域。对烯丙基结构进行修饰在药物发现和药物结构改良中具有重要意义。目前，β,γ-不饱和羧酸来源产生的烯丙基模块也因其具有易于获得，官能团形式多样，原子利用率高，并且仅生成唯一副产物-二氧化碳等优点，而备受研究者们的喜爱。

2、亚砜亚胺是一类重要的有机合成中间体及药物分子骨架结构，具有分子量很小、亲水，稳定性好等优点，因而在不对称催化、含有亚砜亚胺的生物活性小分子的合成以及药物分子改性等领域中具有重要作用。近期已有研究(y.-m.yang,c.zhang,h.yang,z.-y.tang,photo-catalyzed acetoxysulfoximination of styrene with sulfoximidoylthianthrenium salt.chemical communications,2022,58,8580-8583.)设计构建出一种s-n类型亚砜亚胺试剂磺酰亚胺基四氟硼酸盐，并成功利用该试剂对烯烃进行氮氧双官能团化，构建了一系列双官能团化产物。该类s-n型亚砜亚胺试剂结构新颖，合成容易，合成条件简单，将其引入烯丙基结构中，探索研究具有以上两种活性结构的化合物，具有重要意义。相比传统的过渡金属催化脱羧偶联反应，光催化具有条件更温和，且反应高效，官能团兼容性好等优点。将光催化引入脱羧烯丙基化反应中，有望为烯丙基骨架构建的发展提供新的思路。

3、然而，目前为止，尚未有利用光催化下β,γ-不饱和羧酸脱羧后与亚砜亚胺进行自由基加成反应生成烯丙基亚砜亚胺化合物的报道。

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种光催化制备烯丙基亚砜亚胺类化合物的方法，该方法反应条件温和，过程简单，为从稳定易得的羧酸中获得易于官能化的含烯丙基骨架的提供了一种便捷且强有力的策略。而且，本发明是首次通过光催化β,γ-不饱和羧酸脱羧后与亚砜亚胺进行自由基加成反应制得烯丙基亚砜亚胺化合物，填补了现有技术的空白。

2、为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

3、本发明提供了一种光催化制备烯丙基亚砜亚胺类化合物的方法，具体为：将式1所示的磺酰亚胺基四氟硼酸盐和式2所示的β,γ-不饱和羧酸溶解在反应溶剂中，再加入光催化剂和无机碱，然后在光照条件下进行自由基加成反应，合成得到式3所示的烯丙基亚砜亚胺化合物：

4、

5、式中，r1独立地选自甲基、乙基、苄基；r2独立地选自甲基、苯基、氮杂环；r3选自苯基，且所述苯基上允许带有取代基，所述取代基选自甲基、甲氧基、卤素、苄氧基、酯基、三氟甲基，或氰基。

6、优选地，所述磺酰亚胺基四氟硼酸盐选自下列结构中的任意一种：

7、

8、优选地，所述β,γ-不饱和羧酸选自下列结构中的任意一种：

9、

10、更优选地，所述β,γ-不饱和羧酸的结构式如下：

11、

12、优选地，所述烯丙基亚砜亚胺类化合物选自下列结构式中的任意一种：

13、

14、优选地，所述光催化剂选自[ir(dfppy)2(dtbbpy)]pf6、[ir(dtbbpy)2(ppy)2]pf6、ir[(df(cf3)ppy)]2(dtbbpy)pf6和ru(bpy)cl2、ir(ppy)3中的至少一种。

15、更优选地，所述光催化剂为[ir(dfppy)2(dtbbpy)]pf6。

16、优选地，所述无机碱选自k2co3、koac、nah2po4、khco3和nahco3中的至少一种。

17、更优选地，所述无机碱选自nahco3。

18、优选地，所述光照的光源为蓝色led灯产生的光源，和/或绿色led灯产生的光源。

19、更优选地，所述光照的光源为蓝色led灯产生的光源。

20、更优选地，所述蓝色led灯或绿色led灯的光源功率为20w。

21、优选地，所述反应溶剂选自二甲基亚砜、n,n-二甲基甲酰胺、乙腈、二氯甲烷和n,n-二甲基乙酰胺中的至少一种。

22、更优选地，所述反应溶剂为二氯甲烷。

23、优选地，所述加成反应为在温室下反应10-20小时。

24、优选地，式1所示的磺酰亚胺基四氟硼酸盐和式2所示的β,γ-不饱和羧酸的摩尔比为1-2:1.5-3，所述β,γ-不饱和羧酸在反应溶剂中的摩尔浓度为0.1-0.3mol/l，所述光催化剂的使用量为磺酰亚胺基四氟硼酸盐摩尔量的1-2mol％。

25、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

26、本发明公开了一种光催化制备烯丙基亚砜亚胺类化合物的方法，以磺酰亚胺基四氟硼酸盐和β,γ-不饱和羧酸等为原料，在光催化条件下将磺酰亚胺基四氟硼酸盐形成的亚砜亚胺自由基加成到β,γ-不饱和羧酸上，再经脱羧获得烯丙基亚砜亚胺化合物，并且释放二氧化碳。本发明首次实现了光催化制备烯丙基亚砜亚胺类化合物，填补了现有技术的空白(目前尚未有利用光催化使β,γ-不饱和羧酸脱羧形成烯丙基与亚砜亚胺自由基进行加成后得到烯丙基亚砜亚胺类化合物)。同时，本发明方法工艺条件温和，流程短，原料容易得到，步骤简单，环境友好，底物适用性广，有利于工业生产。此外，本发明由β,γ-不饱和羧酸脱羧进行烯丙基亚砜亚胺化制得烯丙基亚砜亚胺类化合物，产物收率高，产物收率可高达75％，为从稳定易得的羧酸中获得易于官能化的含烯丙基骨架的提供了一种便捷且强有力的策略，具有重要应用价值。且生成的烯丙基亚砜亚胺化合物在药物中应用广泛，具有重要的应用价值。

技术特征：

1.一种光催化制备烯丙基亚砜亚胺类化合物的方法，其特征在于，将式1所示的磺酰亚胺基四氟硼酸盐和式2所示的β,γ-不饱和羧酸溶解在反应溶剂中，再加入光催化剂和无机碱，然后在光照条件下进行自由基加成反应，合成得到式3所示的烯丙基亚砜亚胺化合物：

2.根据权利要求1所述的一种光催化制备烯丙基亚砜亚胺类化合物的方法，其特征在于，所述磺酰亚胺基四氟硼酸盐选自下列结构中的任意一种：

3.根据权利要求1所述的一种光催化制备烯丙基亚砜亚胺类化合物的方法，其特征在于，所述β,γ-不饱和羧酸选自下列结构中的任意一种：

4.根据权利要求1所述的一种光催化制备烯丙基亚砜亚胺类化合物的方法，其特征在于，所述烯丙基亚砜亚胺类化合物选自下列结构式中的任意一种：

5.根据权利要求1所述的一种光催化制备烯丙基亚砜亚胺类化合物的方法，其特征在于，所述光催化剂选自[ir(dfppy)2(dtbbpy)]pf6、[ir(dtbbpy)2(ppy)2]pf6、ir[(df(cf3)ppy)]2(dtbbpy)pf6和ru(bpy)cl2、ir(ppy)3中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的一种光催化制备烯丙基亚砜亚胺类化合物的方法，其特征在于，所述无机碱选自k2co3、koac、nah2po4、khco3和nahco3中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的一种光催化制备烯丙基亚砜亚胺类化合物的方法，其特征在于，所述光照的光源为蓝色led灯产生的光源，和/或绿色led灯产生的光源。

8.根据权利要求1所述的一种光催化制备烯丙基亚砜亚胺类化合物的方法，其特征在于，所述反应溶剂选自二甲基亚砜、n,n-二甲基甲酰胺、乙腈、二氯甲烷和n,n-二甲基乙酰胺中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的一种光催化制备烯丙基亚砜亚胺类化合物的方法，其特征在于，所述加成反应为在温室下反应10-20小时。

10.根据权利要求1所述的一种光催化制备烯丙基亚砜亚胺类化合物的方法，其特征在于，式1所示的磺酰亚胺基四氟硼酸盐和式2所示的β,γ-不饱和羧酸的摩尔比为1-2:1.5-3，所述β,γ-不饱和羧酸在反应溶剂中的摩尔浓度为0.1-0.3mol/l，所述光催化剂的使用量为磺酰亚胺基四氟硼酸盐摩尔量的1-2mol％。

技术总结
本发明属于有机化学合成技术领域，具体涉及一种光催化制备烯丙基亚砜亚胺类化合物的方法。本发明以磺酰亚胺基四氟硼酸盐和β,γ‑不饱和羧酸等为原料，在光催化条件下首次利用磺酰亚胺基四氟硼酸盐和β,γ‑不饱和羧酸之间的自由基加成反应合成得到烯丙基亚砜亚胺类化合物，填补了现有技术的空白。同时，本发明方法工艺条件温和，流程短，步骤简单，底物适用性广，满足工业生产要求。此外，利用本发明方法合成烯丙基亚砜亚胺类化合物，产物收率较高，产物收率最高可达75％，且生成的烯丙基亚砜亚胺类化合物在药物中应用广泛，具有重要的应用价值。

技术研发人员：林渭龙,郑小兰,张怡秋
受保护的技术使用者：中山大学
技术研发日：
技术公布日：2024/7/4