阅读说明：本技术 N-硫芳基苯磺酰亚胺及其制备方法和应用 (N-thioaryl benzenesulfonylimine and preparation method and application thereof ) 是由 陈志敏 张晔 罗会云 丁同梅 于 2019-04-24 设计创作，主要内容包括：本发明涉及N-硫芳基苯磺酰亚胺及其制备方法和应用,以双苯磺酰亚胺为原料,与氢化钠反应得到双苯磺酰亚胺的钠盐,制备得到的双苯磺酰亚胺的钠盐与苯(包括取代的苯基)次磺酰氯反应,得到N-硫芳基苯磺酰亚胺,可以在硫芳基化反应中应用。与现有技术相比,本发明反应条件温和,化学产率高,合成一类新的对水和空气都不敏感、稳定性较高的硫芳基试剂,制得的N-硫芳基苯磺酰亚胺可以用做活性较高的亲电性的硫芳基化试剂,具有很好的应用前景。(The invention relates to N-sulfoaryl benzenesulfonimide and a preparation method and application thereof. Compared with the prior art, the method has the advantages of mild reaction conditions, high chemical yield, synthesis of a new sulfur aryl reagent which is insensitive to water and air and has high stability, and application of the prepared N-sulfur aryl benzenesulfonimide as a sulfur arylating reagent with high activity and electrophilicity.)

N-硫芳基苯磺酰亚胺及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于有机化学技术领域，尤其是涉及N-硫芳基苯磺酰亚胺及其制备方法和应用。

背景技术

有机硫化合物是一类非常重要的有机物。这类化合物不仅广泛存在于活性天然产物及药物分子中，而且也是一类非常重要的中间体，它能够快速转化为其他的有机化合物及其他氧化态的硫化物。目前，活性的亲电性硫芳基试剂有限且有些对水和空气敏感，随着中国新药开发行业的发展，发展新的稳定性好的亲电性的硫芳基试剂是非常有必要的，而且亲电的硫芳基试剂在有机合成领域的应用会越来越广泛。

发明内容

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条件温和、可控性好、稳定性好及重复性好的N-硫芳基苯磺酰亚胺的制备方法及由该方法制备得到的N-硫芳基苯磺酰亚胺，可以在硫芳基化反应中应用。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

N-硫芳基苯磺酰亚胺，其化学结构式为式(I)：

上述N-硫芳基苯磺酰亚胺是一类新的硫芳基化试剂，制得的N-硫芳基苯磺酰亚胺可以用做活性较高的亲电性的硫芳基化试剂。同时，由于该试剂是线性的硫芳基试剂与之前都是环系的硫芳基试剂相比，N-硫芳基苯磺酰亚胺作为试剂时由于空间位阻的不同，在反应的区域选择性方面，会有所不同，某些反应中选择性要由于之前的硫芳基试剂。

N-硫芳基苯磺酰亚胺采用以下方法制备得到：以双苯磺酰亚胺为原料，与氢化钠反应得到双苯磺酰亚胺的钠盐，制备得到的双苯磺酰亚胺的钠盐与苯次磺酰氯反应，即可制得所述N-硫芳基苯磺酰亚胺，具体来说可以采用以下步骤：

(1)将干燥的正己烷与氢化钠混合均匀并静置，吸走上清液，重复数次后用氩气吹干剩余的正己烷，在氩气保护下加入干燥的四氢呋喃，将双苯磺酰亚胺溶于干燥的四氢呋喃中并缓慢滴加入上述氢化钠中，反应结束后进行浓缩并真空抽干，得到双苯磺酰亚胺的钠盐；

(2)将双苯磺酰亚胺的钠盐溶于干燥的二氯甲烷中，惰性气氛缓慢加入苯次磺酰氯的二氯甲烷溶液反应，再经过浓缩、柱层析、浓缩并在油泵下抽干，制备得到N-硫芳基苯磺酰亚胺。

步骤(1)中，双苯磺酰亚胺与氢化钠的摩尔比为10:10-12，优选可以采用10:10.5。

双苯磺酰亚胺与氢化钠反应时控制反应温度为室温，反应压力为常压，反应时间为5-25h，浓缩时控制温度为5-25℃，抽干时控制真空度为5-30mmHg。

步骤(2)中，双苯磺酰亚胺的钠盐与苯次磺酰氯的摩尔比为10:10-13，优选可以采用10:10。

所述苯次磺酰氯包括没有取代的苯次磺酰氯，邻位甲基取代的苯次磺酰氯，间位甲基取代的苯次磺酰氯，对位甲氧基取代的苯次磺酰氯，对位氟代的苯次磺酰氯，2,6-二甲基取代的苯次磺酰氯或苄基次磺酰氯。

在氩气及-10-10℃缓慢加入苯次磺酰氯的二氯甲烷溶液并在该温度下反应0.5-3h，再于室温条件下反应1-5h。浓缩时控制温度为10-35℃，用硅胶进行柱层析，洗脱剂为石油醚与乙酸乙酯，体积比例是30:1，抽干时控制真空度为5-25mmHg。

整个制备工艺过程可以采用反应进程表示：

制备得到的N-硫芳基苯磺酰亚胺可以在硫芳基化反应，包括但不限于硫芳基化/内酯化、硫芳基化/醚化或硫芳基化/重排反应等反应中进行应用。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1)反应条件温和，稳定性好，对空气，水及温度都不敏感，一类新的硫芳基化试剂。由于选用的原料苯次磺酰氯的活性较高，所以反应的条件温和，另外相比于S-Cl键，新生成的N-S键要稳定很多，新生成的N-硫芳基苯磺酰亚胺的稳定性好且已经没有大部分硫化物的臭味了。

2)N-硫芳基苯磺酰亚胺可以用做活性较高的亲电性的硫芳基化试剂应用于硫芳基化反应中，具有很好的应用前景。目前合成有机硫芳基化合物主要通过亲核性硫芳基基捕获阳离子中间体，得到相应的目标产物。而很多反应需要用到亲电性的硫芳基基来引发反应的。但目前为止，活性的亲电性的硫芳基试剂有限，而且有些试剂对水及空气敏感不易操作及保存，因此亲电性硫芳基化反应发展缓慢，该试剂的合成能够实现很多亲电的硫芳基化反应。在早期的报道中，大部分会直接使用苯次磺酰氯，但由于硫的价态较多，及S-Cl键的不稳定，而N-S键要稳定很多，所以新生成的N-硫芳基苯磺酰亚胺的稳定性好。但同时为了保证反应活性，本发明在氮上的其他基团是苯磺酰基，这样一个结构既保证了反应活性，同时对水及空气又不敏感。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

N-硫芳基苯磺酰亚胺，其化学结构式为式(I)：

上述N-硫芳基苯磺酰亚胺是一类新的硫芳基化试剂，制得的N-硫芳基苯磺酰亚胺可以用做活性较高的亲电性的硫芳基化试剂。

N-硫芳基苯磺酰亚胺可以采用条件温和的方法制备得到：

(1)将干燥的正己烷加入到装有氢化钠的圆底烧瓶中，摇晃并静置10-15分钟后，吸走上清液并重复三次，之后用氩气吹干剩余的正己烷。接下来将装有氢化钠的圆底烧瓶置于氩气下保护并加入干燥的四氢呋喃，同时于室温下将双苯磺酰亚胺溶于干燥的四氢呋喃中并缓慢滴加入装有氢化钠的圆底烧瓶中，控制双苯磺酰亚胺与氢化钠的摩尔比为10:10-12，于室温下继续反应16小时后，将体系在15摄氏度下浓缩后，并将体系用油泵抽干，真空度为20mmHg左右，即可制备得到双苯磺酰亚胺的钠盐。

(2)所述双苯磺酰亚胺的钠盐溶于干燥的二氯甲烷中，惰性气氛及0摄氏度下缓慢加入苯(包括取代的苯基)次磺酰氯的二氯甲烷溶液并于该温度下反应1小时，之后于室温下进行反应2小时，再经过低温浓缩，柱层析并进一步浓缩、用油泵抽干，真空度为10mmHg左右，制备得到N-硫芳基苯磺酰亚胺，为浅棕色液体。

本发明反应条件温和，化学产率高，合成一类新的硫芳基化试剂，制得的N-硫芳基苯磺酰亚胺可以在硫芳基化反应，包括但不限于硫芳基化/内酯化、硫氰化/醚化或硫芳基化/1,2-重排反应等反应中进行应用。

以下是更进一步以及更加详细的实施案例。

实施例1：

N-硫芳基苯磺酰亚胺，其化学结构式为式(I)：

上述N-硫芳基苯磺酰亚胺是一类新的硫芳基化试剂，制得的N-硫芳基苯磺酰亚胺可以用做活性较高的亲电性的硫芳基化试剂。同时，由于该试剂是线性的硫芳基试剂与之前都是环系的硫芳基试剂相比，N-硫芳基苯磺酰亚胺作为试剂时由于空间位阻的不同，在反应的区域选择性方面，会有所不同，某些反应中选择性要由于之前的硫芳基试剂。

N-硫芳基苯磺酰亚胺采用以下方法制备得到：以双苯磺酰亚胺为原料，与氢化钠反应得到双苯磺酰亚胺的钠盐，制备得到的双苯磺酰亚胺的钠盐与苯次磺酰氯反应，即可制得所述N-硫芳基苯磺酰亚胺，具体来说可以采用以下步骤：

(1)将干燥的正己烷与氢化钠混合均匀并静置，吸走上清液，重复数次后用氩气吹干剩余的正己烷，在氩气保护下加入干燥的四氢呋喃，将双苯磺酰亚胺溶于干燥的四氢呋喃中并缓慢滴加入上述氢化钠中，双苯磺酰亚胺与氢化钠的摩尔比为1:1，在室温及常压条件下反应5h，反应结束后进行浓缩并真空抽干，浓缩时控制温度为5℃，抽干时控制真空度为5mmHg，得到双苯磺酰亚胺的钠盐；

(2)将双苯磺酰亚胺的钠盐溶于干燥的二氯甲烷中，氩气气氛下，控制温度为-10℃缓慢加入邻位甲基取代的苯次磺酰氯的二氯甲烷溶液反应0.5h，再于室温条件下反应5h，双苯磺酰亚胺的钠盐与邻位甲基取代的苯次磺酰氯的摩尔比为1:1，再经过浓缩、柱层析、浓缩并在油泵下抽干，浓缩时控制温度为10℃，用硅胶进行柱层析，洗脱剂为体积比30:1的石油醚与乙酸乙酯，抽干时控制真空度为5mmHg，制备得到N-硫芳基苯磺酰亚胺。

实施例2：

N-硫芳基苯磺酰亚胺采用以下方法制备得到：

(1)将干燥的正己烷与氢化钠混合均匀并静置，吸走上清液，重复数次后用氩气吹干剩余的正己烷，在氩气保护下加入干燥的四氢呋喃，将双苯磺酰亚胺溶于干燥的四氢呋喃中并缓慢滴加入上述氢化钠中，双苯磺酰亚胺与氢化钠的摩尔比为10:10.5，在室温及常压条件下反应12h，反应结束后进行浓缩并真空抽干，浓缩时控制温度为15℃，抽干时控制真空度为20mmHg，得到双苯磺酰亚胺的钠盐；

(2)将双苯磺酰亚胺的钠盐溶于干燥的二氯甲烷中，氩气气氛下，控制温度为0℃缓慢加入苄基次磺酰氯的二氯甲烷溶液反应1h，再于室温条件下反应2h，双苯磺酰亚胺的钠盐与苄基次磺酰氯的摩尔比为10:11，再经过浓缩、柱层析、浓缩并在油泵下抽干，浓缩时控制温度为25℃，用硅胶进行柱层析，洗脱剂为体积比30:1的石油醚与乙酸乙酯，抽干时控制真空度为20mmHg，制备得到N-硫芳基苯磺酰亚胺。

实施例3：

N-硫芳基苯磺酰亚胺采用以下方法制备得到：

(1)将干燥的正己烷与氢化钠混合均匀并静置，吸走上清液，重复数次后用氩气吹干剩余的正己烷，在氩气保护下加入干燥的四氢呋喃，将双苯磺酰亚胺溶于干燥的四氢呋喃中并缓慢滴加入上述氢化钠中，双苯磺酰亚胺与氢化钠的摩尔比为10:12，在室温及常压条件下反应25h，反应结束后进行浓缩并真空抽干，浓缩时控制温度为25℃，抽干时控制真空度为30mmHg，得到双苯磺酰亚胺的钠盐；

(2)将双苯磺酰亚胺的钠盐溶于干燥的二氯甲烷中，氩气气氛下，控制温度为10℃缓慢加入对位甲氧基取代的苯次磺酰氯的二氯甲烷溶液反应3h，再于室温条件下反应1h，双苯磺酰亚胺的钠盐与对位甲氧基取代的苯次磺酰氯的摩尔比为10:13，再经过浓缩、柱层析、浓缩并在油泵下抽干，浓缩时控制温度为35℃，用硅胶进行柱层析，洗脱剂为体积比30:1的石油醚与乙酸乙酯，抽干时控制真空度为25mmHg，制备得到N-硫芳基苯磺酰亚胺。

实施例4：

将干燥的10mL正己烷加入到装有氢化钠(31.5mmol)的圆底烧瓶中，摇晃并静置10-15分钟后，吸走上清液并重复三次，之后用氩气吹干剩余的正己烷。接下来将装有氢化钠的圆底烧瓶置于氩气下保护并加入干燥的四氢呋喃(72mL)，同时于室温下将双苯磺酰亚胺(30mmol)溶于干燥的四氢呋喃(48mL)中并缓慢滴加入装有氢化钠的圆底烧瓶中，于室温下继续反应16小时后，将体系在15摄氏度下浓缩后，并将体系用油泵抽干，真空度为20mmHg左右，即可制备得到双苯磺酰亚胺的钠盐，为白色固体。

将双苯磺酰亚胺的钠盐溶于干燥的二氯甲烷(64mL)中，惰性气氛及0摄氏度下缓慢加入苯(包括取代的苯基)次磺酰氯(30mmol)的二氯甲烷溶液(32mL)并在该温度下反应1小时，之后于室温下进行反应2小时，再经过低温浓缩，柱层析并进一步浓缩、用油泵抽干，真空度为10mmHg左右，制备得到N-硫芳基苯磺酰亚胺，为淡黄色液体，两步总产率为40％。

N-硫芳基苯磺酰亚胺的化学结构式为：

表征数据为：

¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ7.59-7.55(m,4H),7.49-7.40(m,5H),7.37-7.31(m,6H)

¹³C NMR(100MHz,CDCl₃)δ142.85,136.56,133.61,131.39,129.41,128.77,127.76,127.52.

实施例2：

将实施例1所得N-硫芳基苯磺酰亚胺应用于硫芳基化/内酯化反应，反应式如下所示：

Ar气氛下，称取0.2mmol 4-苯基4-戊烯酸溶于2.0mL二氯甲烷中，加入0.24mmolN-硫芳基苯磺酰亚胺，室温下加入0.2mmol三氟乙酸后，继续反应12小时后，TLC检测反应完全，经柱层析分离得内脂化产物。产率为92％。

实施例5：

将实施例4所得N-硫芳基苯磺酰亚胺应用于硫芳基化/5-exo-内脂化反应，反应式如下所示：

Ar气氛下，称取0.2mmol 5-苯基4-戊烯酸溶于2.0mL二氯甲烷中，加入0.24mmolN-硫芳基苯磺酰亚胺，室温下加入0.2mmol三氟乙酸后，继续反应16小时后，TLC检测反应完全，经柱层析分离得5-exo酯化产物。产率为63％。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。