[发明专利]水相中催化分子氧氧化生成苯并异噻唑啉酮类化合物的方法

说明书

本发明提供了一种水相中催化分子氧氧化合成苯并异噻唑啉酮类化合物的方法，以水溶性过渡金属酞菁化合物为催化剂，在氧气环境中，使硫代水杨酸酰胺化合物在水相中于温度80‑100 ℃的条件下反应2‑24小时，生成苯并异噻唑啉酮类化合物。反应在水相中进行，无需添加其它有机溶剂；催化剂催化活性高，反应效率高；合成工艺简捷，产物选择性高，副产物少；废物少，环境友好，具有较强的工业应用前景。

技术领域

本发明涉及有机硫-氮键合成技术领域，具体涉及一种水相中催化分子氧氧化合成苯并异噻唑啉酮类化合物的方法。

背景技术

苯并异噻唑啉酮类衍生物是一类非常重要的有机杂环化合物，在药物，农业，食品科学和工业生产方面发挥着重要作用[Craine,L.；Raban,M.Chem.Rev.1989,89,689-712]。自从1923年Mckibben和McClelland首次合成苯并异噻唑啉酮以来[McKibben,M.；McClelland,E.W. J.Chem.Soc.,Trans.1923,123,170-173]，研究者们发现苯并异噻唑啉酮类衍生物具有广谱的生物活性，比如抗菌性，抗精神病，抗病毒，抗血栓，镇痛等[Jorgensen,W.L.；Trofimov,A.；Du, X.；et al.Biorg.Med.Chem.Lett.2011,21,4545-4549]。现在它又作为防腐剂的主要成分而广泛存在于我们日常的生活用品中，比如颜料，清洁剂，制革工艺，杀虫剂等。2014年的一项研究指出来自五个欧洲国家96％的颜料中均含有苯并异噻唑啉酮类物质[Schwensen,J.F.； Lundov,M.D.；Bossi,R.；et al.ContactDermatitis 2015,72,127-138]。此外，还有研究报道了一些苯并异噻唑啉酮类衍生物具有抗艾滋病的生物活性[Rice,W.G.；Supko,J,G.；Malspeis,L.；et al.Science 1995,270,1194-1197]。通常合成苯并异噻唑啉酮类化合物的方法有两种，一种是分子内关环，使用的底物包括N-取代的次磺酰胺类，2,2-二巯基苯甲酰胺类，N-取代的硫代水杨酰胺类和亚磺酰基取代的苯甲酰胺类化合物，使用的氧化剂有双氧水，高价碘试剂，三氯过氧乙酸酐或者氧气等。另外一种是分子间关环，方法有在2-卤化苯甲酰胺上引入S源或者在邻巯基苯甲酸等底物上引入N源(见图5)。

但是，这些方法具有很显而易见的缺点：产生有毒废料，过多的添加剂，冗长的步骤或者较长的反应时间等。更重要的是，以上提到的金属催化的方法除了使用金属铜以外，还没有涉及到其他金属催化的方法。大部分氧化剂也都是使用具有强氧化性的有机和无机氧化剂。并且已有的报道中使用的多为有机溶剂。从环境友好和工业成本的角度考虑，开发一种绿色通用的催化方法用来合成苯并异噻唑啉酮类衍生物仍然极具挑战和应用价值。

本发明在实验过程中选择了易溶于水的金属配合物做催化剂，氧化剂则使用天然存在的氧气，在非均相条件下能够高效的得到目标产物。反应中仅需向反应容器中冲入一大气压的氧气，无需高压反应容器，反应即可发生并完成。

此外，本发明方法以水作溶剂，由于目标有机产物在水中溶解性极差，反应后处理过程中可以简单的过滤即可得到目标产物。反应经氧化脱氢偶联得到目标产物，副产物主要是水，实现了绿色合成的目标。

发明内容

本发明提出了一种水相中催化分子氧氧化合成苯并异噻唑啉酮类化合物的方法，该方法是在水相中反应，无需另外添加有机溶剂，就能实现硫代水杨酸酰胺化合物分子内成环，且后续处理简单。

实现本发明的技术方案是：一种水相中催化分子氧氧化生成苯并异噻唑啉酮类化合物的方法，以水溶性过渡金属酞菁化合物为催化剂，氧气环境下，使硫代水杨酸酰胺化合物在水相中发生分子内成环反应生成苯并异噻唑啉酮类化合物，反应温度为80-100℃、反应时间为 2-24h。