[发明专利]一种超声辅助合成N-芳基磺酰胺的方法

说明书

本发明公开了一种超声辅助合成N‑芳基磺酰胺的方法。在超声搅拌条件下，以芳香硝基化合物、磺酰氯，铁粉为原料，通过硝基还原/磺酰氯还原/磺酰胺化串联反应，得到N‑芳基磺酰胺化合物。反应中水同时作为反应介质和氢源。该方法原料廉价易得，反应条件简便、温和、绿色节能，反应选择性及产率高，底物官能团兼容性优异，具有较高的应用价值。

技术领域

本发明涉及一种N-芳基磺酰胺的合成方法，特别涉及一种超声搅拌条件下合成N-芳基磺酰胺的方法，属于有机中间体合成技术领域。

背景技术

磺酰胺类化合物是一类非常重要的杂原子化合物，不仅具有广泛的药理活性，也是有机合成中重要的合成中间体。芳香胺化合物和磺酰氯的亲核反应是合成N-芳基磺酰胺化合物最主要的方法，但是大部分芳香胺化合物是通过芳香硝基化合物加氢还原制得，官能团耐受性受一定影响，同时导致产物成本增加。

2015，四川罗美明教授报道了唯一一例硝基芳香化合物与芳基磺酰氯反应直接制备N-芳基芳磺酰胺。氯化铁和反式-N，N′-二甲基-1，2-己二胺(DMDACH)协同催化硝基苯与磺酰氯反应，亚硫酸氢钠作为还原剂，DMSO作为反应机制，氩气保护下，60℃搅拌反应12小时制备N-芳基磺酰胺化合物的工作(J.Org.Chem.2015，80，3504-3511，反应式1)。

该方法反应条件复杂，使用有毒易爆的二甲基亚砜作为有机溶剂，且不能制备N-芳基脂肪磺酰胺，严重限制了其产业化应用。

发明内容

为了克服传统技术中存在的不足，本发明的目的是旨在提供一种不仅可以提高反应效率，降低生产成本，还可以减少反应三废排放的环境友好的N-芳基磺酰胺的制备方法。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种超声辅助合成N-芳基磺酰胺的方法，将具有式1所述结构的芳香硝基化合物、式2所述结构的磺酰氯和铁粉的混合水溶液在超声以及搅拌的双重辅助下进行一锅串联反应(硝基还原/磺酰氯还原/磺酰胺化一锅串联反应)，制得式3所示的N-芳基磺酰胺化合物；

Ar-NO₂

式1

R-SO₂Cl

式2

Ar为芳基，优选为C5～C25的芳基；进一步优选为苯、五元或六元的杂环芳基、或者由苯环、五元杂环、六元杂环中的至少两个芳香环并合形成的稠环基团；所述的苯、杂环芳基、稠环基团的环结构上允许含有取代基(取代基A)；

R为C1～C30的烃基或者取代烃基。

直接芳香硝基化合物和磺酰氯合成N-芳基磺酰胺存在反应效率低，原料转化率不高等技术不足。为解决该问题，本发明以芳香硝基化合物和磺酰氯为反应底物，创新地以铁粉为还原剂以及催化剂，水为溶剂以及氢源，并创新地在超声以及搅拌的双重辅助下进行硝基还原/磺酰氯还原/磺酰胺化的串联反应，得到N-芳基磺酰胺化合物。本发明创新的采用铁作为催化还原剂，并创新的辅助于超声以及机械搅拌，如此可明显提升反应效率，可将反应时间缩短至1h内，不仅如此，还可明显提升原料的转化率，提升产物收率。

本发明中，所述芳香硝基化合物，取代基A为H、C₁～C₁₀的烃基、C₁～C₁₀的烃基氧基、C₆～C₂₀的芳基、C₅～C₂₀的杂环芳基、羟基、巯基、甲硫基、三氟甲硫基、氰基、酰基、C₂～C₃₀的酯基、三氟甲基、卤素或氰基。

较优选的方案，所述芳香硝基化合物为具有式1-A所述结构化合物中的至少一种：