[发明专利]一种邻位磺酰化芳胺化合物及其合成方法

说明书

本发明涉及一种邻位磺酰化芳胺化合物及其合成方法，该化合物具有式(Ⅲ)所示结构。在无过渡金属、无氧化剂的温和条件下,通过芳基羟胺化合物与亚磺酰氯参与的串联重排反应,实现芳基砜类化合物高效、高区域选择性的合成。本发明中突破地使用芳基羟胺作为底物，通过其[2,3]‑重排反应，在芳香环上引入磺酰基，从而合成了芳基砜类化合物。该方法中无需使用金属催化剂和复杂氧化剂，无需高温条件，温和高效。

技术领域

本发明属于有机化学合成技术领域，涉及邻位磺酰化芳胺类化合物及其合成方法。

背景技术

砜类化合物在现代有机化学中是非常有价值的化合物,是一类重要的有机硫化合物，应用广泛，可以合成聚合物、用作溶剂以及合成重要化工产品。砜具有多种生物活性，在医药和农药工业中具有重要意义，特别是芳基砜，具有多种药理性质，因其独特的抗肿瘤、抗精神分裂、抗炎和抗HIV活性而被用于治疗各种疾病。

芳基砜类化合物在医药、农药、工业材料等领域有着广泛而重要的应用，但芳基砜类化合物的主要官能团磺酰基的引入一直是一个比较棘手的问题。制备砜最常用的方法是硫化物氧化法，该方法通常需要使用有气味的硫醇和强氧化条件，官能团兼容性差；在芳香化合物上引入磺酰基一般是(杂)芳烃与磺酸或磺酰氯发生亲电取代反应，而这些方法通常采用十分苛刻的条件，如使用化学计量的Lewis酸或酸、高温，并且(杂)芳烃通常需要大量过量。因此，许多有机化学家对此进行了多方面的研究，致力于开发简便、温和、高效的方法实现该类化合物的合成。几十年来，科研工作者们拓宽思维方式，提出了许多具有创造性的合成路线。接下来将对目前的已知的一些合成芳基砜类化合物的制备策略进行概述。

硫化物的氧化可能仍然是合成砜最常用的方法。虽然多种氧化剂可用于该转化，但最常用的是过氧酸或过氧化氢与乙酸的结合。(如式1)。

虽然这些方法很有效,但它们存在一些局限性:(1)通常需要过量氧化剂、较高的反应温度及过长的反应时间；(2)会产生一些不良副产物,例如亚砜转化不完全导致难以与砜分离。

在芳香化合物上引入磺酰基的方法一般是(杂)芳烃与磺酸或磺酰氯发生亲电取代反应，这种方法通常需要过渡金属催化。

2009年，Dong课题组以芳基磺酰氯作为钯催化的C-H功能化试剂，实现了芳基吡啶的邻位苯基磺酰化，形成了一种新型的钯催化碳氢键官能团化的反应机制(如式2)。

2011年，Frost课题组开发了一种钌催化的苯基吡啶磺酰化反应，首先通过螯合作用形成钌金属环来辅助C-H键的断裂，从而促进随后的间位C-S键的形成。该方法实现了芳香化合物的间位磺酰化，打破了此类反应机制下普遍的邻位官能团化的反应模式，而区域选择性的显著改变意味着机械途径的改变，为螯合辅助环金属化反应提供了新的设计原则。(如式3)。

美中不足的是,芳香化合物中直接引入磺酰基的反应通常需要设计一个合适的导向基团，底物范围受限，官能团耐受性差，并且该类碳氢键活化反应需要过渡金属催化，有时还需要高温加热，反应条件苛刻。

最近,光催化、电催化反应被成功地应用于芳基化合物的磺化反应中,这是一种比金属催化剂体系更环保的途径。2018年，Willis课题组提出了一种光催化的过程，芳香化合物在氧化还原反应过程中被氧化为阳离子自由基，反应过程中结合磺酰基自由基完成反应。该方法中以苯胺作为底物，成功实现了苯胺类分子的邻位磺酰化，反应过程中无需对底物进行预官能团化，条件温和，官能团兼容性好。而该反应也成为了光催化芳基C-H磺酰化反应的第一个实例，具有非常重要的研究意义(如式4)。

然而,这些策略经常受到特定催化剂和狭窄底物范围的影响。因此开发温和、有效和区域选择性的芳胺磺化反应策略仍然是非常需要的。

发明内容