[发明专利]一种铜粉催化烯烃与磺酰氯反应合成β-氯代烷基砜的方法

说明书

本发明属于有机合成技术领域，涉及一种铜粉催化烯烃与磺酰氯反应合成β‑氯代烷基砜的方法。所述方法包括：在反应器中，加入烯烃、磺酰氯和铜粉催化剂溶于有机溶剂中，反应器在100℃下搅拌反应6小时，待反应结束后，将反应液冷却至室温，随后分离纯化得到β‑氯代烷基砜。本发明的方法中催化剂简单易得、催化活性高、无需额外的有机配体和添加剂，极大的改善了催化剂合成困难的难点，在实际生产和研究中有一定的应用前景。

技术领域

本发明属于有机合成技术领域，涉及一种铜粉催化烯烃与磺酰氯反应合成β-氯代烷基砜的方法。

背景技术

砜基(-SO₂-)是一种重要的结构单元，广泛存在于药物分子中，而且是有机合成中的一种关键中间体。因此，如何高效、绿色和原子经济性的合成烷基砜化合物对化学和医药领域的发展具有重要的研究价值和科学意义。

迄今为止，化学工作者们已报道了多种方法合成烷基砜，其中以催化烯烃与磺酰氯发生原子转移自由基加成反应更受青睐。因为该反应具有100％的原子经济性，同时构建C-Cl键，且C-Cl键可进行后续的官能团转换。已报道的光催化或金属配合物催化反应体系中，催化剂包括铱配合物(fac-[Ir(ppy)₃])、钌配合物([Ru(bpy)₃]Cl₂)和铜配合物([Cu(dap)]Cl₂)等。因此，这些研究进展为烷基砜的合成提供了原子经济性和高效性的优势。

目前，虽然用光催化或金属配合物为催化剂，然后催化烯烃与磺酰氯发生原子转移自由基加成反应可以高效和原子经济性的合成烷基砜，但是这些金属配合物存在配体合成步骤繁琐的缺点，如需要合成含特殊官能团的吡啶配体并预合成金属配合物催化剂等。因此，这缺点大大限制了其在工业化生产中的应用。

基于此，我们开发了一种新的催化剂体系，极大的改善了催化剂合成困难的难点，该催化体系有望在催化烯烃与磺酰氯反应合成烷基砜的工业化生产中得到广泛应用。

发明内容

有鉴于此，本发明开发了铜粉催化烯烃与磺酰氯反应合成β-氯代烷基砜的反应体系。该体系催化剂简单易得、催化活性高、无需额外的有机配体和添加剂，极大的改善了催化剂合成困难的难点，在实际生产和研究中有一定的应用前景。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种铜粉催化烯烃与磺酰氯反应合成β-氯代烷基砜的方法，化学反应方程式如下所示：

其中，R¹和R²均选自芳香基、脂肪基中的一种。

具体地，所述铜粉催化烯烃与磺酰氯反应合成β-氯代烷基砜的方法，包括如下步骤：

在反应器中，加入烯烃、磺酰氯和铜粉催化剂溶于有机溶剂中，然后进行搅拌反应，待反应结束后，将反应液冷却至室温，随后分离纯化得到β-氯代烷基砜。

需要说明的是，该反应体系的反应机理如下：

a)

b)

c)

首先磺酰氯与铜粉反应，生成氯化亚铜和砜自由基，然后砜自由基跟烯烃发生自由基加成生成烷基砜碳自由基，接着跟氯化亚铜和乙腈反应生成二价铜中间体配合物，最后经还原消除反应生成β-氯代烷基砜和铜粉催化剂，而铜粉则进入下一次催化循环。

可选地，所述铜粉催化剂的加入量占烯烃用量的摩尔百分比为0.5-3mol％。

可选地，所述烯烃为苯乙烯或丙烯酸甲酯，所述磺酰氯为对甲基苯磺酰氯或乙基磺酰氯；且所述烯烃的加入量与磺酰氯的摩尔比为1:1.05-1.1。