[发明专利]一种有机砜化合物的铜催化合成方法及应用

说明书

本发明公开了一种有机砜化合物的铜催化合成方法及应用，涉及有机合成领域，以咪唑[1,2‑a]并吡啶类化合物、卤代芳烃化合物和DABSO为原料，DMF为溶剂，一价铜为催化剂，反应温度为110℃～150℃，高效合成出C‑3位含砜咪唑[1,2‑a]并吡啶类化合物。该方法与传统的合成方法相比，具有反应条件温和、成本低、环境污染小、产率高、官能团兼容性好及分离纯化方便等优势。

技术领域

本发明涉及有机合成领域，具体涉及一种有机砜化合物的铜催化合成方法及应用。

背景技术

有机砜是一种具有代表性的含硫化合物，其在生物活性化合物、药物和农用化学品中广泛存在。此外，在合成有机化学中砜基还能够作为多用途中间体，用以化学转化。因此，在医药和合成有机化学领域，亟需开发一种有效、环保的将砜基引入有机骨架的方法。

二氧化硫(简称SO₂)常作为一种工业废气大量排放入空气中。显然，直接将二氧化硫固定在小分子中的方法具有重要前景。然而，二氧化硫气体具有强腐蚀性，不耐存储等缺点，限制了该类方法的应用。

近年来，英国的Willis课题组将1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷双(二氧化硫)(简称DABSO)的加合物作为一种稳定的二氧化硫固体替代物。2010年，Willis的研究小组率先公开了一种钯催化高效磺酰氨化的合成方法，其利用固体DABSO作为二氧化硫的一种替代物进行反应。芳烷基砜尽管可以由(有机金属试剂/有机卤化物)、DABSO和亲电试剂等原料来进行反应构建；但现有公开文献表明，使用DABSO为磺酰源来构建芳基砜的方法具有很大的局限性，仅适用少量反应。2017年，该课题组又报道了一种铜催化的高效铃木-宫浦(Suzuki-Miyaura)交叉偶联反应，该反应同样以DABSO作为SO₂的替代试剂。

尽管这些反应能够部分替代SO₂，但仍存在苛刻的反应条件、底物的适应性窄和反应步骤繁琐等诸多缺点。因此，开发一种利用性质稳定的DABSO作为二氧化硫的替代品进行有机砜合成的方法仍然是一个艰巨的挑战。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种有机砜化合物的铜催化合成方法，不仅采用固态磺酰源进行合成，且反应条件温和，无须额外加入碱或配体，产率高，官能团兼容性好。

一种有机砜化合物的铜催化合成方法，该方法以一价铜为催化剂，咪唑[1,2-a]并吡啶、1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷双(二氧化硫)(简称DABSO)和卤代芳烃化合物为原料，通过铜催化活化C-H和C-X键，反应制得C-3位砜基取代咪唑[1,2-a]并吡啶类化合物，其中，X指卤素原子中的至少一种。

在上述合成方法中，温度优选110℃～150℃，时间优选18～30h，并优选在氮气气氛中进行。

优选的，所述铜催化剂用量为咪唑[1,2-a]并吡啶物质的量的(5～15)％。

优选的，DABSO用量为咪唑[1,2-a]并吡啶物质的量的(1-3)倍。

优选的，所述卤代芳烃化合物用量为咪唑[1,2-a]并吡啶物质的量的(1.5-2.5)倍。

所述的催化剂优选为氧化铜、碘化铜、溴化铜、氯化铜、醋酸铜、氧化亚铜、碘化亚铜、溴化亚铜和氯化亚铜中的至少一种，反应溶剂优选DMF。

除所述原料、反应中间体、副产物和产物外，所述的反应不额外加入其他碱性物质，所述的反应不加入配体。

一种采用上述合成方法制备的C-3位含砜咪唑[1,2-a]并吡啶化合物，所述化合物优选为含有至少一个咪唑[1,2-a]并吡啶结构，并在该咪唑[1,2-a]并吡啶结构的C-3位链接有机砜基团取代基的化合物。

更优选的，所述的C-3位含砜咪唑[1,2-a]并吡啶化合物通式如式(Ⅰ)所示：