阅读说明：本技术 一种炔基砜类化合物及其制备方法和应用 (Alkynyl sulfone compound and preparation method and application thereof ) 是由 孟祥太 徐鹤华 傅元媛 王亚铭 张颖茵 陈登峰 黄申林 于 2020-07-30 设计创作，主要内容包括：本发明涉及化学合成技术领域,具体公开了一种炔基砜类化合物及其制备方法和应用,所述炔基砜类化合物包括以下的原料炔烃类化合物、亚磺酸钠类化合物、碘化钾、水以及有机溶剂。本发明提供的炔基砜类化合物以炔烃类化合物、亚磺酸钠类化合物、碘化钾、水以及有机溶剂作为原料,通过电解即可制备炔基砜类化合物,可以在温和无金属催化剂的条件下实现合成炔基砜类化合物,无需高温、富氧、恒压等条件,反应条件不苛刻,而且步骤简单,无需多步反应,简化了合成步骤,解决了现有炔基砜类化合物在制备中存在条件苛刻,而且步骤繁琐的问题；而提供的所述炔基砜类化合物的制备方法操作简单,产率高,具有较高的经济适用性。(The invention relates to the technical field of chemical synthesis, and particularly discloses an alkynyl sulfone compound and a preparation method and application thereof. The alkynyl sulfone compound provided by the invention takes an alkyne compound, a sodium sulfinate compound, potassium iodide, water and an organic solvent as raw materials, the alkynyl sulfone compound can be prepared by electrolysis, the alkynyl sulfone compound can be synthesized under the mild condition without a metal catalyst, the conditions of high temperature, oxygen enrichment, constant pressure and the like are not required, the reaction condition is not harsh, the steps are simple, the multi-step reaction is not required, the synthesis steps are simplified, and the problems that the existing alkynyl sulfone compound has harsh conditions and complicated steps in the preparation are solved; the preparation method of the alkynyl sulfone compound is simple to operate, high in yield and high in economic applicability.)

一种炔基砜类化合物及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及化学合成技术领域，具体是一种炔基砜类化合物及其制备方法和应用。

背景技术

炔基砜类化合物(炔基砜)是由含不饱和C-C键的砜修饰得到的化合物，而且可以转化为其他杂环化合物的关键中间体，具有多种生物活性和光电导性，在生命科学、有机合成及药物合成等领域中都有着广泛的应用。

目前，关于炔基砜的合成已有许多报道，涉及末端炔烃的有效氧化交叉偶联反应仍然具有挑战性。然而，现有技术中的炔基砜类化合物的制备方法通常需要使用卤代烷或炔烃作为底物，并使用过量的氧化剂和金属裂解剂。部分是用过氧化物氧化炔基硫化物，用氧化除硒法或用脱氢卤化法合成。还有的采用磺酰肼和炔烃进行电化学合成。

但是，以上炔基砜类化合物的合成方法在实际使用时存在以下不足：现有炔基砜类化合物在制备中需要高温、富氧、恒压等条件，导致条件比较苛刻，而且步骤繁琐。因此，迫切需要开发一种更有效的合成方法，在温和无金属催化剂的条件下实现合成，而且简化合成步骤。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种炔基砜类化合物，以解决上述背景技术中提出的现有炔基砜类化合物在制备中存在条件苛刻，而且步骤繁琐的问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种炔基砜类化合物，包括以下的原料：炔烃类化合物、亚磺酸钠类化合物、碘化钾(KI)、水(H₂O)以及有机溶剂，且所述炔烃类化合物与所述亚磺酸钠类化合物的摩尔比为1∶1-6。

作为本发明进一步的方案：所述炔烃类化合物与所述亚磺酸钠类化合物的摩尔比为1∶2-4。

优选的，所述炔烃类化合物与所述亚磺酸钠类化合物的摩尔比为1∶3。

作为本发明再进一步的方案：所述炔基砜类化合物是将炔烃类化合物、亚磺酸钠类化合物、碘化钾、水以及有机溶剂混合并进行电解制备。

作为本发明再进一步的方案：所述电解的条件是在室温下以5-15mA恒流进行搅拌电解1-24h。

作为本发明再进一步的方案：所述有机溶剂是乙腈(CH₃CN)、乙酸乙酯或丙酮。

作为本发明再进一步的方案：在所述原料中，所述炔烃类化合物与所述有机溶剂的加入量为每毫摩尔炔烃类化合物对应加入3-4mL有机溶剂。

优选的，在所述原料中，所述炔烃类化合物与所述有机溶剂的加入量为每毫摩尔炔烃类化合物对应加入3.3mL的乙腈。

作为本发明再进一步的方案：在所述原料中，所述炔烃类化合物与所述碘化钾的摩尔比为1∶0.5-1.5。

作为本发明再进一步的方案：在所述原料中，所述炔烃类化合物与所述水的加入量为每毫摩尔炔烃类化合物对应加入0.03-0.06mL水。

优选的，在所述原料中，所述炔烃类化合物与所述水的加入量为每毫摩尔炔烃类化合物对应加入0.033mL水。

作为本发明再进一步的方案：所述炔烃类化合物是含苯基和/或取代苯基的炔烃类化合物。具体的，所述炔烃类化合物包括苯基炔烃化合物或取代苯基炔烃化合物中的任意一种或几种。

作为本发明再进一步的方案：所述亚磺酸钠类化合物是含苯基和/或取代苯基的亚磺酸钠类化合物。具体的，所述亚磺酸钠类化合物包括苯亚磺酸钠或对甲基苯亚磺酸钠中的任意一种或几种。

本发明实施例的另一目的在于提供一种炔基砜类化合物的制备方法，具体是一种通过以亚磺酸钠与炔烃为原料进行无隔膜电化学合成制备炔基砜类化合物的方法，所述的炔基砜类化合物的制备方法包括以下步骤：将炔烃类化合物、亚磺酸钠类化合物、碘化钾、水以及有机溶剂混合后进行电解，分离，得到目标产品，即为所述炔基砜类化合物。

作为本发明再进一步的方案：所述电解的条件是在室温下以5-15mA恒流进行搅拌电解1-24h。

优选的，所述的炔基砜类化合物的制备方法是将预先在烘箱干燥的装有搅拌棒的不分开的三颈烧瓶(25mL)中加入炔烃类化合物、亚磺酸钠类化合物、碘化钾、水以及乙腈进行混合得到混合物，三颈烧瓶配有铂电极作为阳极和阴极，将混合物在室温下以10mA恒流搅拌电解7h，反应结束后用旋转蒸发器旋蒸除去溶剂，以石油醚和乙酸乙酯为洗脱剂，在硅胶上用快速色谱法层析得到纯产物。

作为本发明再进一步的方案：所述旋蒸，其转速为100-200rpm，温度为25-30℃，真空度为0.08-0.12Mpa，处理时间为3-5min。

作为本发明再进一步的方案：在所述的炔基砜类化合物的制备方法中，所述层析，是采用100-300目柱层析硅胶进行柱层析，所述柱层析的展开剂为石油醚与乙酸乙酯，且石油醚：乙酸乙酯的体积比是15-30∶1。

本发明实施例的另一目的在于提供一种采用上述的炔基砜类化合物的制备方法制备得到的炔基砜类化合物。

作为本发明再进一步的方案：上述炔基砜类化合物，其结构如式I所示：

其中

式I中的R²与R¹为各自独立的基团，且碳数为1-12。

进一步的，R²与R¹为各自独立的取代基团，具体的，R²与R¹可以是各自独立地选自醛基、羰基、酯基、硝基、羧基、取代或未取代的C1-C12的烷基、取代或未取代的C1-C12的芳基、取代或未取代的C1-C12的环烷基、取代或未取代的C1-C12的烷氧基、取代或未取代的C1-C12的烷胺基、取代或未取代的C1-C12的烯烃基、取代或未取代的C1-C12的炔烃基、取代或未取代的C1-C12的杂环基、取代或未取代的C1-C12的稠环基、或者取代或未取代的C1-C12的螺环基。

当然，需要说明的是，上述炔基砜类化合物并不仅限于如式I所示的结构，R²与R¹还可以各自独立的是其他的碳数为1-12取代基团，这里并不作限定。

本发明实施例的另一目的在于提供一种上述的炔基砜类化合物在医药中间体制备和/或药物的基础骨架的制备中的应用。

本发明实施例的另一目的在于提供一种上述的炔基砜类化合物的制备方法在有机合成中的应用。

作为本发明再进一步的方案：所述应用可以是所述炔基砜类化合物及其衍生物在有机合成或药物合成中的应用，所述应用也可以是所述炔基砜类化合物作为原料用于制备药物或有机材料，还可以是炔基砜类化合物经过后续衍生成为药物等多种天然产物的基础骨架。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明所提供的炔基砜类化合物以炔烃类化合物、亚磺酸钠类化合物、碘化钾、水以及有机溶剂作为原料，通过电解即可制备炔基砜类化合物，可以在温和无金属催化剂的条件下实现合成炔基砜类化合物，无需高温、富氧、恒压等条件，反应条件不苛刻，而且步骤简单，无需多步反应，简化了合成步骤，解决了现有炔基砜类化合物在制备中存在条件苛刻，而且步骤繁琐的问题；而提供的所述炔基砜类化合物的制备方法操作简单，是一种无隔膜电化学合成炔基砜类化合物的方法，整个反应在有机溶剂体系中进行，特别适用于一些药物类的合成，从根本上消除了金属残留等问题，产率高，具有较高的经济适用性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明实施例1中制备的炔基砜类化合物的核磁谱图的H谱图。

图2为本发明实施例2中制备的炔基砜类化合物的核磁谱图的H谱图。

图3为本发明实施例3中制备的炔基砜类化合物的核磁谱图的H谱图。

图4为本发明实施例4中制备的炔基砜类化合物的核磁谱图的H谱图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细地说明。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，可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。这些都属于本发明的保护范围。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

实施例1

一种炔基砜类化合物，具体的结构式为：

在本实施例中，以上结构的所述炔基砜类化合物的具体的合成步骤如下：

将预先在烘箱干燥的装有搅拌棒的不分开的三颈烧瓶(25mL)中加入苯乙炔(0.3mmol)、对甲基苯亚磺酸钠(0.9mmol)，KI(1.0当量)、H₂O(0.1mL)和CH₃CN(10.0mL)进行混合得到混合物，三颈烧瓶配有铂电极(1.0cm×1.0cm×0.2mm)作为阳极和阴极，将混合物在室温下以10mA恒流搅拌电解7h，反应结束后将反应体系转移到25mL茄形瓶内，使用Heidolph旋转蒸发仪(转速为80-100rpm，温度为38℃，真空度为0.1Mpa)旋蒸处理3min，将残留物再使用200目柱层析硅胶进行柱层析(柱层析的展开剂为石油醚与乙酸乙酯，且石油醚：乙酸乙酯的体积比是20：1)，分离得目标化合物(70.7mg，产率为92％，经HPLC分析纯度为98％)，即以上结构的所述炔基砜类化合物。

在本实施例中，对分离得到的目标化合物进行核磁检测分析，具体的核磁谱图请参阅图1所示，图1为实施例1中制备的炔基砜类化合物的核磁谱图H谱，具体的核磁谱图分析结果如下：

¹H NMR(600MHz，CDCl₃)δ7.95(d，J＝8.4Hz，2H)，7.51(d，J＝7.1Hz，2H)，7.46(t，J＝7.5Hz，1H)，7.41-7.33(m，4H)，2.46(s，3H)。

参阅图1以及具体的核磁谱图分析结果可以看出，从核磁图谱外形、信号、噪声等方面也可以反映出产品纯度极高。

实施例2

一种炔基砜类化合物，具体的结构式为：

在本实施例中，以上结构的所述炔基砜类化合物的具体的合成步骤如下：

将预先在烘箱干燥的装有搅拌棒的不分开的三颈烧瓶(25mL)中加入对甲氧基苯乙炔(0.3mmol)、对甲基苯亚磺酸钠(0.9mmol)，KI(1.0当量)、H₂O(0.1mL)和CH₃CN(10.0mL)进行混合得到混合物，三颈烧瓶配有铂电极(1.0cm×1.0cm×0.2mm)作为阳极和阴极，将混合物在室温下以10mA恒流搅拌电解7h，反应结束后将反应体系转移到25mL茄形瓶内，使用Heidolph旋转蒸发仪(转速为80-100rpm，温度为38℃，真空度为0.1Mpa)旋蒸处理3min，将残留物再使用200目柱层析硅胶进行柱层析(柱层析的展开剂为石油醚与乙酸乙酯，且石油醚：乙酸乙酯的体积比是20∶1)，分离得目标化合物(60.6mg，产率为80％，经HPLC分析纯度为98％)，即以上结构的所述炔基砜类化合物。

在本实施例中，对分离得到的目标化合物进行核磁检测分析，具体的核磁谱图请参阅图2所示，图2为实施例2中制备的炔基砜类化合物的核磁谱图H谱，具体的核磁谱图分析结果如下：

¹H NMR(600MHz，CDCl₃)δ7.94(d，J＝8.3Hz，2H)，7.44(d，J＝8.9Hz，2H)，7.37(d，J＝8.1Hz，2H)，6.85(d，J＝8.9Hz，2H)，3.81(s，3H)，2.45(s，3H)。

参阅图2以及具体的核磁谱图分析结果可以看出，从核磁图谱外形、信号、噪声等方面也可以反映出产品纯度极高。

实施例3

一种炔基砜类化合物，具体的结构式为：

在本实施例中，以上结构的所述炔基砜类化合物的具体的合成步骤如下：

将预先在烘箱干燥的装有搅拌棒的不分开的三颈烧瓶(25mL)中加入苯乙炔(0.3mmol)、对叔丁基苯亚磺酸钠(0.9mmol)，KI(1.0当量)、H₂O(0.1mL)和CH₃CN(10.0mL)进行混合得到混合物，三颈烧瓶配有铂电极(1.0cm×1.0cm×0.2mm)作为阳极和阴极，将混合物在室温下以10mA恒流搅拌电解7h，反应结束后将反应体系转移到25mL茄形瓶内，使用Heidolph旋转蒸发仪(转速为80-100rpm，温度为38℃，真空度为0.1Mpa)旋蒸处理3min，将残留物再使用200目柱层析硅胶进行柱层析(柱层析的展开剂为石油醚与乙酸乙酯，且石油醚：乙酸乙酯的体积比是20：1)，分离得目标化合物(52.7mg，产率为59％，经HPLC分析纯度为98％)，即以上结构的所述炔基砜类化合物。

在本实施例中，对分离得到的目标化合物进行核磁检测分析，具体的核磁谱图请参阅图3所示，图3为实施例3中制备的炔基砜类化合物的核磁谱图H谱，具体的核磁谱图分析结果如下：

¹H NMR(600MHz，CDCl₃)δ8.03(d，J＝8.7Hz，2H)，7.52(d，J＝8.6Hz，2H)，6.70(s，1H)，1.35(s，9H)。

参阅图3以及具体的核磁谱图分析结果可以看出，从核磁图谱外形、信号、噪声等方面也可以反映出产品纯度极高。

实施例4

一种炔基砜类化合物，具体的结构式为：

在本实施例中，以上结构的所述炔基砜类化合物的具体的合成步骤如下：

将预先在烘箱干燥的装有搅拌棒的不分开的三颈烧瓶(25mL)中加入苯乙炔(0.3mmol)、对溴苯亚磺酸钠(0.9mmol)，KI(1.0当量)、H₂O(0.1mL)和CH₃CN(10.0mL)进行混合得到混合物，三颈烧瓶配有铂电极(1.0cm×1.0cm×0.2mm)作为阳极和阴极，将混合物在室温下以10mA恒流搅拌电解7h，反应结束后将反应体系转移到25mL茄形瓶内，使用Heidolph旋转蒸发仪(转速为80-100rpm，温度为38℃，真空度为0.1Mpa)旋蒸处理3min，将残留物再使用200目柱层析硅胶进行柱层析(柱层析的展开剂为石油醚与乙酸乙酯，且石油醚：乙酸乙酯的体积比是20∶1)，分离得目标化合物(60.7mg，产率为63％，经HPLC分析纯度为98％)，即以上结构的所述炔基砜类化合物。

在本实施例中，对分离得到的目标化合物进行核磁检测分析，具体的核磁谱图请参阅图4所示，图4为实施例4中制备的炔基砜类化合物的核磁谱图H谱，具体的核磁谱图分析结果如下：

¹H NMR(600MHz，CDCl₃)δ8.07(d，J＝9.0Hz，2H)，6.97(d，J＝9.0Hz，2H)，6.67(s，1H)，3.89(s，3H)。

参阅图4以及具体的核磁谱图分析结果可以看出，从核磁图谱外形、信号、噪声等方面也可以反映出产品纯度极高。

实施例5

与实施例2相比，除了将所述乙腈替换为乙酸乙酯外，其他与实施例2相同。

实施例6

与实施例2相比，除了将所述乙腈替换为丙酮外，其他与实施例2相同。

实施例7

在一个实施例中，在室温条件下，将预先在烘箱干燥的装有搅拌棒的不分开的三颈烧瓶(25mL)中加入苯乙炔(0.3mmol)、对甲基苯亚磺酸钠(0.9mmol)，KI(1.0当量)、H₂O(0.1mL)和有机溶剂(10.0mL)进行混合得到混合物，其中，所述有机溶剂是使用乙腈，三颈烧瓶配有铂电极(1.0cm×1.0cm×0.2mm)作为阳极和阴极，将混合物在室温下以10mA恒流搅拌电解7h，反应结束后将反应体系转移到25mL茄形瓶内，使用Heidolph旋转蒸发仪(转速为80-100rpm，温度为38℃，真空度为0.1Mpa)旋蒸处理3min，将残留物再使用200目柱层析硅胶进行柱层析(柱层析的展开剂为石油醚与乙酸乙酯，且石油醚：乙酸乙酯的体积比是20∶1)，分离得目标化合物，即得到炔基砜类化合物，测量制备得到的炔基砜类化合物的质量来计算产率。

实施例8

与实施例7相比，除了将所述乙腈替换为乙酸乙酯外，其他与实施例7相同。

实施例9

与实施例7相比，除了将所述乙腈替换为三氯甲烷外，其他与实施例7相同。

实施例10

与实施例7相比，除了将所述乙腈替换为丙酮外，其他与实施例7相同。

实施例11

与实施例7相比，除了将所述乙腈替换为二甲基亚砜外，其他与实施例7相同。

实施例12

将实施例7-11中对应得到的炔基砜类化合物分别进行测量质量来计算产率，进而可以探讨不同溶剂对产率的影响，具体的不同溶剂对产率的影响结果见表1所示。

表1不同溶剂对产率的影响结果表

序号	采用的溶剂	产率(％)
			1	乙腈	92
2	乙酸乙酯	8
			3	三氯甲烷	0
4	丙酮	36
			5	二甲基亚砜	0

在本实施例中，从表1中可以看出，不同溶剂对于炔基砜类化合物的制备方法中的产率的影响不同，其中，采用乙腈对应的产率为92％，为最佳反应溶剂，以上溶剂均为市售产品。

实施例13

与实施例3相比，除了将所述乙腈替换为乙酸乙酯外，其他与实施例3相同。

实施例14

与实施例3相比，除了将所述乙腈替换为丙酮外，其他与实施例3相同。

实施例1 5

在一个实施例中，参照实施例7中的炔基砜类化合物的制备方法进行探讨不同电流大小对产率的影响，具体的，将实施例7中的炔基砜类化合物的制备方法中的以10mA恒流搅拌电解7h分别替换为以5mA恒流搅拌电解10h、以15mA恒流搅拌电解4h，测量制备得到的对应炔基砜类化合物的质量来计算产率，具体的不同反应温度对产率的影响结果表见表2所示。

表2不同电流大小对产率的影响结果表

序号	电流(mA)	产率(％)
			1	5	60
2	10	93
			3	15	73

在本实施例中，从表2中可以看出，不同电流大小对于炔基砜类化合物的制备方法中的产率的影响不同，其中，采用10mA恒流搅拌电解7h对应的产率为93％。

实施例16

与实施例7相比，除了将以10mA恒流搅拌电解7h替换为以5mA恒流搅拌电解1h外，其他与实施例7相同。

实施例17

与实施例7相比，除了将以10mA恒流搅拌电解7h替换为以5mA恒流搅拌电解24h外，其他与实施例7相同。

实施例18

与实施例7相比，除了将以10mA恒流搅拌电解7h替换为以12mA恒流搅拌电解12h外，其他与实施例7相同。

实施例19

与实施例7相比，除了所述对甲基苯亚磺酸钠的加入量替换为0.3mmol外，其他与实施例7相同。

实施例20

与实施例7相比，除了所述对甲基苯亚磺酸钠的加入量替换为0.6mmol外，其他与实施例7相同。

实施例21

与实施例7相比，除了所述对甲基苯亚磺酸钠的加入量替换为1.2mmol外，其他与实施例7相同。

实施例22

与实施例7相比，除了所述对甲基苯亚磺酸钠的加入量替换为1.8mmol外，其他与实施例7相同。

实施例23

与实施例7相比，除了所述苯乙炔的加入量替换为0.3mmol，对甲基苯亚磺酸钠的加入量替换为0.6mmol，KI的加入量替换为0.15mmol，H₂O的加入量替换为0.09mL，乙腈的加入量替换为9mL外，其他与实施例7相同。

实施例24

与实施例7相比，除了所述苯乙炔的加入量替换为0.3mmol，对甲基苯亚磺酸钠的加入量替换为1.2mmol，KI的加入量替换为0.45mmol，H₂O的加入量替换为0.2mL，乙腈的加入量替换为12mL外，其他与实施例7相同。

实施例25

与实施例7相比，除了所述旋蒸处理是使用Heidolph旋转蒸发仪(转速为80rpm，温度为25℃，真空度为0.08Mpa)旋蒸处理3min外，其他与实施例7相同。

实施例26

与实施例7相比，除了所述旋蒸处理是使用Heidolph旋转蒸发仪(转速为200rpm，温度为30℃，真空度为0.12Mpa)旋蒸处理5min外，其他与实施例7相同。

从以上结果中可以看出，本发明所提供的炔基砜类化合物以炔烃类化合物、亚磺酸钠类化合物、碘化钾、水以及有机溶剂作为原料，通过电解即可制备炔基砜类化合物，可以在温和无金属催化剂的条件下实现合成炔基砜类化合物，无需高温、富氧、恒压等条件，反应条件不苛刻，而且步骤简单，无需多步反应，简化了合成步骤，解决了现有炔基砜类化合物在制备中存在条件苛刻，而且步骤繁琐的问题；本发明所提供的炔基砜类化合物的制备方法是一种亚硫酸钠与炔烃无隔膜电化学合成炔基砜类化合物的制备方法，主要生成C-S及其C-H键的活化，整个反应无需金属催化，在有机溶剂体系中进行，特别适用于一些药物类的合成，从根本上消除了金属残留等问题，具有较高的经济适用性，操作简单，产率高，纯度在98％以上，条件温和，底物范围广，不但简单底物可以适用，复杂的天然产物亦可以以此方法进行改性。

需要说明的是，与传统合成方法相比，由于本发明以上方法条件温和，底物范围广，不但简单底物可以适用，复杂的天然产物亦可以以此方法进行改性，研发制得的这类炔基砜类化合物既是受欢迎的中间体，也可以经过后续衍生成为药物等多种天然产物的基础骨架，特别是在制药工业中，将具有广阔的市场前景。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。