一种亚磺酰亚胺取代喹喔啉酮类化合物的合成方法

本发明属于有机合成化学领域，具体涉及一种亚磺酰亚胺取代喹喔啉酮类化合物的合成方法。

背景技术：

1、有机小分子的结构修饰能极大的促进先导化合物的发现，但生物活性分子中往往存在诸多c-h键，如何选择性的活化高键能的c-h键实现功能分子的结构修饰具有较大的挑战。近几十年来，随着金属有机化学的发展，利用c-h键官能团化反应实现功能分子结构修饰取得了长足的发展，但该类反应往往需要添加金属催化剂或当量氧化还原剂，在经济性和环境友好性方面存在一定的缺陷（s. k. sinha, p. ghosh, s. jain, s. maiti, s.a. al-thabati, a. a. alshehri, m. mokhtar, d. maiti. chem. soc. rev., 2023,52, 7461-7503; r. bisht, c. haldar, m. m. m. hassan, m. e. hoque, j.chaturedi, b. chattopadhyay. chem. soc. rev., 2022, 51, 5042-5100）。电有机合成化学为解决此类问题提供了有效方法，利用电极代替传统的氧化还原剂，不仅增强了反应的环境友好性，而且一定条件下能实现金属催化剂的催化循环（y. yuan, a. lei. acc.chem. res. 2019, 52, 3309-3324; p. r. d. murray, j. h. cox, n. d. chiappini,c. b. roos, e. a. mcloughlin, b. g. hejna et al. chem. rev. 2022, 122, 2017-2291）。

2、喹喔啉酮类化合物在于天然产物及药物活性分子中广泛存在，但此类化合物的合成方法非常有限，为了丰富喹喔啉酮类化合物的分子库，通过c-h键的官能团化反应实现喹喔啉酮的结构修饰是行之有效的方法。其中，电化学促进喹喔啉酮的c-h官能团化反应由于其突出的环境友好性受到了有机科研工作者更多的关注，例如，2021年，wang课题组实现了电化学条件下喹喔啉酮c3-h的胺化反应，合成了一系列高度官能团化的含氮化合物（k.niu, l. ding, p. zhou, y. hao, y. liu, h. song, q. wang. green chem., 2021,23, 32463249）；2023年，sun课题组利用间接氧化的方式实现了喹喔啉酮与醚类化合物的高效偶联，制备了不同种类的烷基化产物（h. li, c. qiang, y. liao, q. chu, p. liu,p. sun. adv. synth. catal., 2023, 365, 1-7）。值得一提的是，电化学条件下喹喔啉酮与亚磺酰亚胺类化合物的偶联反应一直没有被研究。

3、基于上述研究背景，在此，我们实现了电化学促进喹喔啉酮与亚磺酰亚胺的放氢偶联反应，高效制备了一系列亚磺酰亚胺取代喹喔啉酮类化合物，为喹喔啉酮的结构修饰提供了新方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对现有技术的缺点和不足，提供一种亚磺酰亚胺取代喹喔啉酮类化合物的合成方法。

2、本发明思路：以喹喔啉酮衍生物和亚磺酰亚胺衍生物为原料，四丁基六氟磷酸铵为电解质，乙腈为溶剂，于室温下通电搅拌反应5小时即可完成转化。该反应避免了有毒氧化还原剂和金属催化剂的使，同时具备优良的原子经济性。此外，该反应具有良好的底物普适性，给电子基和吸电子基取代的底物均能兼容反应体系。值得一提的是，操作简便、空气氛围反应及易于放大等特点为该转化的工业化运用打下了坚实的基础。

3、本发明的目的通过如下技术方案实现。

4、一种亚磺酰亚胺取代喹喔啉酮类化合物的合成方法，包含如下制备过程：

5、在三口玻璃烧瓶中，依次加入喹喔啉酮衍生物、亚磺酰亚胺衍生物、电解质和溶剂，插入工作电极，于室温下通电搅拌反应5小时即可完成转化。减压旋蒸得粗产物，利用柱层析法分离纯化可得亚磺酰亚胺取代喹喔啉酮类化合物；

6、进一步地，亚磺酰亚胺取代喹喔啉酮类化合物的制备方程式如下所示：

7、

8、式中，r1选自氢、6,7-二氯、7-硝基、6,7-二甲基中的一种；r2选自氢、甲基、乙基和烯丙基中的一种；r3选自4-甲基苯基、4-氯苯基、苯基、4-甲氧基苯基和苄基中的一种；r4选自苯基、甲基、乙基和环丙基中的一种。

9、进一步地，所述喹喔啉酮衍生物与亚磺酰亚胺的投料摩尔比为1：0.5~4，优选为1:3。

10、进一步地，所述喹喔啉酮衍生物与电解质的投料比为1: 0.2~3。优选为1:2。

11、进一步地，所述电流为1~10 ma，优选为4 ma。

12、进一步地，所述所述电解质为四丁基六氟磷酸铵、四丁基溴化铵、四丁基醋酸铵和六氟磷酸钾和四乙基三氟甲磺酸铵中的一种，优选为四丁基六氟磷酸铵。

13、进一步地，所述溶剂为1,2-二氯乙烷、乙腈、二氯甲烷、丙酮和甲醇中的一种，优选溶剂为乙腈。

14、进一步地，所述阳极为玻璃碳、碳棒、石墨毡、碳板和铂片中的一种，优选为碳板。

15、进一步地，所述阴极为不锈钢片、碳棒、镍片、碳板和铂片中的一种，优选为不锈钢片。

16、更进一步地，所述粗产物的分离方法为柱层析，以石油醚与乙酸乙酯的混合溶剂为洗脱剂，混合比例为：石油醚：乙酸乙酯 = 1~50：1。优选为6:1至2:1梯度洗脱。

17、本发明的原理为：首先喹喔啉酮在阳极氧化，失去一个电子和一个质子氢，形成自由基中间体，随后该自由基中间体攫取亚磺酰亚胺n-h键上的氢，形成活性中间体亚磺酰亚胺氮自由基，氮自由基与喹喔啉酮发生自由基加成反应后转化为自由基正离子，最后经过连续的氧化和质子氢的脱除形成最终的目标产物亚磺酰亚胺取代喹喔啉酮类化合物，与此同时阴极发生析氢反应。

18、与现有技术相比，本发明具有如下优点及有益效果：

19、（1）本发明成功实现了在电化学条件下喹喔啉酮与亚磺酰亚胺的偶联反应，制备了一系列亚磺酰亚胺取代喹喔啉酮类化合物。该反应避免了有毒氧化还原剂和金属催化剂的使，同时具备优良的原子经济性。此外，该反应具有良好的底物普适性，给电子基和吸电子基取代的底物均能兼容反应体系。值得一提的是，操作简便、空气氛围反应及易于放大等特点为该转化的工业化运用打下了坚实的基础。

技术特征：

1.一种亚磺酰亚胺取代喹喔啉酮类化合物的合成方法，其特征在于，包含如下步骤：

2.根据权利要求1所述一种亚磺酰亚胺取代喹喔啉酮类化合物的合成方法，其特征在于，所述喹喔啉酮衍生物与亚磺酰亚胺衍生物的投料摩尔比为1：0.5~4。

3.根据权利要求1所述一种亚磺酰亚胺取代喹喔啉酮类化合物的合成方法，其特征在于，喹喔啉酮衍生物与电解质的投料比为1: 0.2~3。

4.根据权利要求1所述一种亚磺酰亚胺取代喹喔啉酮类化合物的合成方法，其特征在于，所述电流为1~10 ma。

5.根据权利要求1所述一种亚磺酰亚胺取代喹喔啉酮类化合物的合成方法，其特征在于，以柱层析法分离纯化粗产物，以石油醚与乙酸乙酯的混合溶剂为洗脱剂，混合比例为：石油醚：乙酸乙酯 = 1~50：1。

技术总结本发明公开了一种亚磺酰亚胺取代喹喔啉酮类化合物的合成方法，该方法的制备流程为：在三口烧瓶中，依次加入喹喔啉酮衍生物、亚磺酰亚胺衍生物、电解质和溶剂，插入工作电极，于室温下通电搅拌反应5小时即可完成转化。该反应避免了有毒氧化还原剂和金属催化剂的使用，同时具备优良的原子经济性。此外，该反应具有良好的底物普适性，给电子基和吸电子基取代的底物均能兼容反应体系。值得一提的是，操作简便、空气氛围反应及易于放大等特点为该转化的工业化运用打下了坚实的基础。技术研发人员：蒋光彬,秦昌盛,高放,王静芳,沈永鹏受保护的技术使用者：桂林理工大学技术研发日：技术公布日：2024/7/18