磺酰胺衍生物的合成研究

./題目：磺酰胺衍生物的合成研究學(xué)院：化學(xué)化工學(xué)院專業(yè)：____學(xué)生__導(dǎo)師__楊輝瓊完成日期：20xx6誠信聲明本人聲明：1、本人所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)〔論文〕是在老師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作與取得的研究成果；2、據(jù)查證,除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外,畢業(yè)設(shè)計(jì)〔論文〕中不包含其他人已經(jīng)公開發(fā)表過的研究成果,也不包含為獲得其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位而使用過的材料；3、我承諾,本人提交的畢業(yè)設(shè)計(jì)〔論文〕中的所有內(nèi)容均真實(shí)、可信。作者簽名：日期：年月日題目：磺酰胺衍生物的合成研究XX學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院專業(yè)化學(xué)工程與工藝班級學(xué)號指導(dǎo)老師楊輝瓊職稱副教授教研室主任陳立新一、基本任務(wù)與要求：1．根據(jù)課題內(nèi)容查閱資料,設(shè)計(jì)可行的實(shí)驗(yàn)方案。撰寫一篇5000字以上的開題報(bào)告?！埠墨I(xiàn)綜述2500字〕2.用對甲苯亞磺酸鈉與苯胺的反應(yīng)作為模版反應(yīng),通過改變反應(yīng)氧化劑、原料摩爾比、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溶劑來確定最佳反應(yīng)條件。3.改變胺底物和芳磺酸鈉鹽的結(jié)構(gòu),探討底物結(jié)構(gòu)對反應(yīng)的反應(yīng)的影響。4.合成相應(yīng)的磺酰胺衍生物,最后檢測其結(jié)構(gòu)。5．撰寫論文一篇,11000字~13000字。二、進(jìn)度安排與完成時(shí)間：1、2.25~3.7查閱文獻(xiàn)資料2、3.8~3.25撰寫文獻(xiàn)綜述和開題報(bào)告3、3.25~4.1實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備,檢查開題報(bào)告撰寫情況,上交開題報(bào)告<含文獻(xiàn)綜述>4、4.2~5.24進(jìn)實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)5、5.25~5.31撰寫畢業(yè)論文,補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)6、6.1~6.8檢查畢業(yè)論文,學(xué)生離開實(shí)驗(yàn)室,歸還儀器7、6.9~6.10提交畢業(yè)論文、工作手冊,原始記錄等相關(guān)資料,修改畢業(yè)論文,準(zhǔn)備答辯8、6.11~6.13畢業(yè)論文答辯,修改畢業(yè)論文,評定成績,提交成績單目錄摘要IAbstractII1前言11.1磺酰胺類化合物的發(fā)展11.1.1殺菌活性的磺酰胺11.1.2抗癌活性的磺酰胺1除草活性的磺酰胺2抗糖尿病的磺酰胺2其他類磺酰胺21.2磺酰胺類衍生物的合成進(jìn)展3甲基磺酰胺的合成31.2.2N-取代磺酰胺類化合物的合成4氮雜環(huán)二茂鐵磺酰胺的合成61.2.4N-芳基二茂鐵磺酰胺的合成61.3磺酰胺發(fā)展前景61.4課題的研究內(nèi)容72實(shí)驗(yàn)部分82.1實(shí)驗(yàn)材料8實(shí)驗(yàn)藥品8實(shí)驗(yàn)儀器92.2磺酰胺衍生物的合成92.3分離與分析112.3.1TLC分析11柱色譜法122.4產(chǎn)品紅外光譜〔IR〕的測定123結(jié)果與討論133.1反應(yīng)條件的優(yōu)化13氧化劑對反應(yīng)的影響13反應(yīng)物的摩爾比對反應(yīng)的影響14反應(yīng)溫度對反應(yīng)的影響14溶劑對反應(yīng)的影響14反應(yīng)時(shí)間對反應(yīng)的影響153.2反應(yīng)底物結(jié)構(gòu)對反應(yīng)的影響154結(jié)論18參考文獻(xiàn)19致謝22附錄23.磺酰胺衍生物的合成研究摘要磺酰胺類化合物在醫(yī)藥和農(nóng)藥上具有廣泛的生物活性,如：殺菌、除草、殺蟲、抗癌、抗糖尿病等。本文采用磺酸鈉鹽與相應(yīng)的胺類衍生物為主要原料,用一鍋合成方法合成了磺酰胺衍生物3<3a~3j>?？疾炝朔磻?yīng)氧化劑、原料摩爾比,反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溶劑和反應(yīng)物結(jié)構(gòu)對反應(yīng)的影響。結(jié)果表明：在n<胺底物>:n<芳磺酸鈉鹽>=1.5:1,100℃下回流反應(yīng)24h,以0.48molCuCl2為氧化劑,2mL1,4-二氧六環(huán)為溶劑,產(chǎn)率中等。產(chǎn)物結(jié)構(gòu)經(jīng)紅外表征。關(guān)鍵詞磺酰胺；芳磺酸鈉鹽；胺底物StudyonsynthesisofsulfonamidederivativesAbstract：Sulfonamidecompoundshaveextensivebiologicalactivityinmedicineandpesticide,suchas:sterilization,weeding,insecticide,anticancer,antidiabetes.Sulfonamidederivatives3<3a~3j>weresynthesizedinmoderateyieldsbyone-potreactionofsulfonicacidsodiumsaltandanilinederivatives.Theeffectoftheamountofoxidizingagent,Themolarratioofrawmaterials,reactiontemperature,reactiontime,thestructureofthereactants,solventsontheyieldofsulfonamideswereinvestigated.Theoptimumconditionsofsulfonamideswereasfollows:Themolarratioofaminesubstrateandarylsulfonatesaltwas1.5:1,refluxed24handreactiontemperaturewas100℃;andTheop-timumconditionsofsulfonamideswereasfollows:0.48molCuCl3wasoxida-ntand2ml1,4-dioxanewassolvent,theyieldofSulfonamidecouldreachmediuminoptimumconditions.ThestructureofproductwerecharacterizedbyIRspectrometry.Keyword：Sulfonamide;Aromaticsulfonicacidsodiumsalt;Aminesubstrate.1前言磺酰胺類化合物在醫(yī)藥和農(nóng)藥上具有廣泛的生物活性,如：殺菌、除草[1]、殺蟲、抗癌、抗糖尿病等。中近年來對磺酰胺類化合物的研究比較多,先后開發(fā)出了磺菌胺、甲磺菌胺等高效低毒的殺菌劑；大量具有抗腫瘤活性的磺酰胺類化合物被報(bào)道,其中一些化合物已進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段；還有大量報(bào)道具有抗糖尿病活性的磺酰胺類化合物的文獻(xiàn),手性磺酰胺有機(jī)小分子還能做催化劑[2]?；酋０返暮铣裳芯坑兄种匾默F(xiàn)實(shí)意義。1.1磺酰胺類化合物的發(fā)展磺酰胺類化合物具有很多應(yīng)用,如：殺菌、抗癌、除草、抗糖尿病、殺蟲等。中外很多學(xué)者通過改變?nèi)〈铣闪嘶酋ｎ惢衔镌谶@些方面的具有廣泛的生物活性,磺酰胺類化合物的應(yīng)用如下：1.1.1殺菌活性的磺酰胺殺菌類的磺酰胺類化合物比較多,有很多的學(xué)者對此進(jìn)行了研究。如：曾東強(qiáng)等[3]合成的N-取代苯磺?；?α-三唑基片吶酮腙,小麥銹病菌生長具有較好的抑制活性。李興海等[4]合成的具有殺菌活性的苯甲?；谆酋０奉惢衔飳鸦颐共【?、小麥赤霉菌、黃瓜枯萎菌有較好的抑制活性。Iraj等[5]合成了具有殺菌活性的1,2,4-三唑磺酰胺類化合物對大腸桿菌和沙門螺旋桿菌、黃曲霉菌、綠色木霉菌均有很好的抑制作用。梁曉梅等[6]合成了N-<芳基磺酰氨基乙基>-1,6-己內(nèi)酰胺對棉花立枯絲核菌、棉花枯萎病菌、稻瘟病菌、油菜菌核病菌、番茄葉霉病菌、小麥全蝕病菌都具有一定的抗菌活性?？梢姎⒕惖幕酋０穼τ诤芏噢r(nóng)作物的菌類均有抑制作用,說明此類的研究比較成熟。1.1.2抗癌活性的磺酰胺癌癥對于人的傷害比較大,而抗癌的藥物有比較多,磺酰胺類化合物也具有抗癌活性。一些學(xué)者做了如下工作：Wimum等[7]合成了一類含有肼的苯磺酰胺類化合物對CAIX的抑制。Kawai等[8]設(shè)計(jì)合成了含有鄰氨基苯甲酸的苯磺酰胺類化合物對MetAP2有較強(qiáng)的抑制作用,對人微管內(nèi)皮細(xì)胞<HMVECcellline>增殖也具有較強(qiáng)的抑制效果。Sheppard等[9]以Kawai設(shè)計(jì)的化合物為先導(dǎo)化合物,通過改變苯環(huán)上的取代基設(shè)計(jì)合成了化合物。這些化合物對MetAP2有強(qiáng)抑制活性。日本Eisai公司[10]研制的一種微管蛋白抑制劑對多種移植腫瘤包括結(jié)腸癌、非小細(xì)胞肺癌、乳腺癌、胰腺癌等顯示出抗腫瘤活性。與其他藥物聯(lián)合化療,對急性白血病有治療效果。Wang等[11]設(shè)計(jì)合成了一系列5,6-二取代的苯磺酰胺類化合物對MetAP2顯示了強(qiáng)抑制作用,對HT1080細(xì)胞也顯示了較強(qiáng)的抑制作用,Hend等[12]設(shè)計(jì)并合成了3-甲基[1,2,4]三唑[4,3a-]吡啶磺酰氯合成了取代的[1,2,4]三唑[4,3a-]吡啶磺酰胺類化合物,大部分化合物對MetAP2顯示了強(qiáng)抑制作用。由這些應(yīng)用可見在抗癌方面的研究同樣成熟。1.1.3除草活性的磺酰胺磺胺類化合物在除草方面研究是最近比較的熱的,以下學(xué)者在這方面有比較杰出的貢獻(xiàn)：石德清等[13]合成的4-芳氧乙<丙>酰氨基苯磺酰胺目標(biāo)化合物,具有較好的除草活性。孫國香等[14]合成的1,2,4-三唑[1,5-a]嘧啶磺酰胺類化合物對闊葉雜草、禾本科雜草均有很好的芽前和芽后防效。姜林等[15]合成的5個(gè)N-<6-氯吡啶-3-基>羰基-2-取代芳基磺酰胺化合物,對雙子葉植物的有抑制作用。李長城等[16]合成的N-<2-氯吡啶-3-基>羰基-2′-取代芳基酰胺化合物。對根、莖的生長均有一定的抑制作用。1.1.4抗糖尿病的磺酰胺抗糖尿病的研究也是最近比較熱的。如：X映霞等[17]合成的4-<3-<4-溴苯基>-3-氧代-1-芳基丙氨基>-N-<5-甲基異噁唑-3-基>苯磺酰胺顯示強(qiáng)度不等的抗糖尿病活性。宋小禮等[18]生成的β-氨基酮,部分化合物能夠顯著激活過氧化物酶體增殖物激活受體<PPAR>反應(yīng)元件,顯示出在糖尿病治療中的潛在應(yīng)用價(jià)值。楊大成等[19]合成的含有磺胺的β-氨基酮化合物具有不同程度的抗糖尿病活性。楊大成等[20]合成的β-氨基酮化合物有一定的α-葡萄糖苷酶抑制活性和PPRE激動活性,由此發(fā)現(xiàn)某些含有磺胺結(jié)構(gòu)的β-氨基酮具有抗糖尿病活性。1.1.5其他類磺酰胺磺酰胺類化合物在其他方面也有應(yīng)用,如抗病蟲,艾滋病。Maloy等[21]合成的一系列異喹啉磺酰胺類化合物,生物活性試驗(yàn)顯示,其中目標(biāo)化合物對惡性瘧原蟲有抑制作用。曾程初等[22]合成的一系列苯乙烯基喹啉磺酰胺衍生物對HIV-1整合酶有抑制作用。1.2磺酰胺類衍生物的合成進(jìn)展磺酰胺類衍生物的合成方法多種多樣,但磺酰胺類化合物的合成方法主要還是酰氯和胺反應(yīng),以下以一些具體的磺酰胺類化合物來分析的合成方法。1.2.1甲基磺酰胺的合成首先討論甲基磺酰胺的合成[23],這類磺酰胺化合物的結(jié)構(gòu)比較簡單,但是合成方法文獻(xiàn)報(bào)道還是比較多的,甲基磺酰胺的合成多采用磺酰氯作為原料經(jīng)氨化最終生成目的產(chǎn)物,一般合成的方法有以下幾種：〔1〕二甲基二硫法這種方法一般采用二甲基二硫?yàn)橹饕?經(jīng)氯化、氨化兩步法合成。這種路線操作簡單,成本較低,產(chǎn)品穩(wěn)定性較強(qiáng)、純度較高,總收率也比較可觀[24]?！?〕甲基異硫脲法這種路線收率比上種方法低?！?〕甲硫醇法此路線比較陳舊,且原料較貴,不適用于工業(yè)生產(chǎn)?！?〕硫酸二甲酯法用硫酸二甲酯為主要原料經(jīng)氯化、氨化合成甲基磺酰胺,產(chǎn)品收率達(dá)66.8%,純度在98%以上[25-26]。但這條路線操作較煩瑣,收率低,成本較高。〔5〕〔6〕〔5〕〔6〕兩種方法,副產(chǎn)物多,產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定?！?〕電解法<8>紫外光照射法CH4、SO2、Cl2在200-600nm的光線照射下,可得到甲基磺酰氯,再與NH3反應(yīng)可得到甲基磺酰胺。<7>、<8>兩種方法不易工業(yè)化,只是處于實(shí)驗(yàn)階段。綜上所述,甲基磺酰胺的合成還是以合成酰氯為前提,但是這種方法也有弊端,如遇水敏感以與有毒,因此不適合長期保存。1.2.2N-取代磺酰胺類化合物的合成有關(guān)N-取代磺酰胺類化合物的制備方法[27]報(bào)道較多,以下以起始原料來分類介紹目前的一些合成方法〔1〕以酰氯為原料合成N-取代磺酰胺類化合物的常用方法是磺酰氯與胺在堿性條件下反應(yīng)。Meshram等人[28]在20xx報(bào)道了用10%氧化銅為催化劑可以催化反應(yīng)。采用金屬催化反應(yīng)時(shí)容易得到二磺酰基化合物并有較好的收率,但是很難用于工業(yè)化生產(chǎn)?！?〕以磺酸為原料Oraphin等人[29]在20xx報(bào)道了以磺酸為原料,利用Cl3CCN/PPh3體系做為氯化試劑轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的磺酰氯,然后直接加入溶于4-甲基吡啶的胺得到N—取代磺酰胺類化合物。反應(yīng)對簡單的胺類化合物適用性較好,反應(yīng)中用到的氯化試劑三氯乙腈和三苯基膦的毒性都比較大?！?〕以磺酸鹽為原料Tadashi等人[30]在1998年報(bào)道了磺酸鈉鹽與三苯基二溴或二氯化物反應(yīng)發(fā)生磺酰鹵化,再在三乙胺存在下與胺反應(yīng)得到N—取代磺酰胺類化合物?；酋Ｂ然磻?yīng)中,使用三苯基二氯化物反應(yīng)比較慢。反應(yīng)過程中三苯基二溴或二氯化物都得新鮮制備毒性較大?！?〕以磺酰胺為原料HuanHe等人[31]在20xx報(bào)道了銅催化磺酰胺與鹵代芳烴反應(yīng)得到N—芳基磺酰胺類化合物。反應(yīng)需要加熱到195℃,文獻(xiàn)中采用了微波加熱,因?yàn)橐话愕挠驮〖訜?收率只有50%而用微波加熱可以使收率達(dá)到90%以上。同時(shí)反應(yīng)只對溴代芳烴和碘代芳烴適用,氯代芳烴幾乎不參與反應(yīng)?！?〕以硫醇為原料Stephen等人[32]在20xx報(bào)道了在-25℃下用次氯酸鈉與硫醇反應(yīng)得到酰氯,再快速與胺反應(yīng)得到產(chǎn)物。次氯酸鈉做為氧化劑,除了可以避免使用氯氣還可以很好的控制反應(yīng)中氧化劑的用量,同時(shí)可以避免體系過酸導(dǎo)致酰氯水解。但反應(yīng)對鹽酸的量和溫度要求非常嚴(yán)格,而且反應(yīng)極易產(chǎn)生副產(chǎn)物使得產(chǎn)物純化難度變大?！?〕以磺酸酯為原料StephenCaddick等人[33]在20xx報(bào)道了以磺酸五氟苯酯為原料,在微波的輔助下與胺反應(yīng)得到相應(yīng)的N—取代磺酰胺類化合物。通過微波,加入堿三乙胺或者DBU,或是升高溫度以與延長反應(yīng)時(shí)間,使得不同的原料反應(yīng)都取得了較好的收率,反應(yīng)的適用性也很好。但是該反反應(yīng)的原料磺酸五氟苯酯的制備比較復(fù)雜。1.2.3氮雜環(huán)二茂鐵磺酰胺的合成楊秉勤等人[34]通過自己設(shè)計(jì)生成了四種氮雜環(huán)取代的二茂鐵磺酰胺,未有具體的實(shí)驗(yàn),但反映還是以酰氯為原料。1.2.4N-芳基二茂鐵磺酰胺的合成李明等人[1]通過在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下用二茂鐵磺酰氯在干燥的乙醚條件下,與鄰苯甲胺反應(yīng)。反應(yīng)需要在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下,工業(yè)生產(chǎn)要求比較高。1.3磺酰胺發(fā)展前景在甲基磺酰胺的合成多采用與氯氣反應(yīng),氯氣是有毒氣體,操作時(shí)需要防止氯氣的外泄,其中甲硫醇法雖未采用氯氣,但是原料較貴導(dǎo)致難以工業(yè)化的使用。在氮雜環(huán)二茂鐵磺酰胺的合成的合成中也需要氯氣才能合成原料。N-取代磺酰胺類化合物的合成中有部分方法為采用氯氣,以磺酸為原料,但也要生成磺酸氯,以磺酸鹽和磺酸酯為原料的反應(yīng)就比較好,尤其是以磺酸鹽為原料,但是文獻(xiàn)中的合成還是要發(fā)生鹵化反應(yīng)。其他磺酰胺的反應(yīng)都是用酰氯反應(yīng)。從文獻(xiàn)上看,現(xiàn)在磺酰胺衍生物的合成大多以酰氯開始,但是酰氯的合成與保存要求都比較高。綜上所述目前磺酰胺類化合物的合成方法主要還是酰氯和胺反應(yīng)該方法比較簡單而磺酰氯由于其本身的的一些特性如遇水敏感以與有毒,因此不適合長期保存。因此可以采用別的原料如磺酸、磺酸鹽、硫醇、鹵苯等經(jīng)酰氯化來合成取代磺酰胺類化合物不僅可以避免酰氯化不穩(wěn)定的問題,還可以采用一鍋法等,使反應(yīng)更加經(jīng)濟(jì)環(huán)保而以磺酰胺類化合物與鹵代烴烯烴醇等反應(yīng)制備磺酰胺類化合物,可以有效避免使用親核性差的胺類導(dǎo)致反應(yīng)收率低的問題但是以磺酰胺類化合物為原料存在反應(yīng)條件苛刻,催化劑不易得到,適用性差等問題。因此尋找更為經(jīng)濟(jì),環(huán)保的原料或者改進(jìn)現(xiàn)有的反應(yīng)將是目前研究的重點(diǎn)。1.4課題的研究內(nèi)容〔1〕用對甲苯亞磺酸鈉與苯胺的反應(yīng)作為模版反應(yīng),通過改變反應(yīng)氧化劑、原料摩爾比,反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溶劑來確定最佳反應(yīng)條件。其合成為：先確定模板反應(yīng),以芳亞磺酰酸鈉和胺為原料,改變?nèi)軇⒀趸瘎?、摩爾比等條件,進(jìn)行模板反應(yīng)條件的優(yōu)化。〔2〕改變胺底物和芳磺酸鈉鹽的結(jié)構(gòu),探討底物結(jié)構(gòu)對反應(yīng)的反應(yīng)的影響?！?〕合成相應(yīng)的磺酰胺衍生物,最后檢測其結(jié)構(gòu)。2實(shí)驗(yàn)部分2.1實(shí)驗(yàn)材料2.1.1實(shí)驗(yàn)藥品表1實(shí)驗(yàn)藥品藥品名稱規(guī)格生產(chǎn)廠家對甲基苯亞磺酸鈉分析純XX晶純試劑XX苯亞磺酸鈉分析純XX研拓生物科技XX對氯苯亞磺酸鈉分析純XX瑞碩化工XX對甲氧基苯亞磺酸鈉分析純XX偉伯化工XX二芐胺分析純XX海曲化工XX苯胺分析純XX和田海茂實(shí)業(yè)XX鄰甲苯胺分析純XX是萬海化工對甲苯胺分析純京澤旺化工XX對氯苯胺分析純XX鑫三角科技發(fā)展XX二正丁胺分析純XX晶純試劑XX二苯胺分析純XX市裕華化工XX1,4-二氧六環(huán)分析純XX市科蜜歐化學(xué)試劑XX甲苯分析純亞泰〔XX〕化工貿(mào)易XXDMSO分析純XX太古化工廠DMF分析純XX聚豐化工XXCuCl2·2H2O分析純XX舒壇環(huán)?？萍糥X無水FeCl3分析純XX邁頓精細(xì)化工XX乙酸乙酯分析純XX市光復(fù)科技發(fā)展XX二氯甲烷分析純XX市西隴化工廠XX石油醚〔沸程60-90℃〕分析純XX市科蜜歐化學(xué)試劑XX石英砂〔20-50目〕分析純國藥集團(tuán)化工試劑XX薄層層析硅膠GF254分析純XX海浪硅膠干燥劑廠2.1.2實(shí)驗(yàn)儀器表2實(shí)驗(yàn)儀器儀器型號生產(chǎn)廠家集熱式恒溫加熱磁力攪拌器F-101S鞏義市予華儀器責(zé)任XX循環(huán)真空水泵SHZ-D〔Ⅲ〕鞏義市予華儀器有責(zé)任限公司電熱鼓風(fēng)干燥箱101-2ABXX泰斯特儀器XX旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀RE-52A鞏義市英峪予華儀器廠傅里葉紅外光譜儀AVATAR美國Nicolet公司真空干燥箱DFZ-6050鞏義市予華儀器有責(zé)任限公司三用紫外分析儀ZF2鞏義市予華儀器有責(zé)任限公司電子天平AL204梅特勒-托利多儀器〔XX〕XX2.2磺酰胺衍生物的合成在50mL圓底燒瓶中依次加入苯磺酸鈉鹽〔0.4mmol〕,胺類衍生物〔0.6mmol〕氧化劑CuCl2〔0.48mmol〕,溶劑1,4-二氧六環(huán)〔2mL〕后,將圓底燒瓶置于100℃油浴中攪拌反應(yīng)24h后取出,冷卻至室溫,通過薄層色譜分析產(chǎn)物,抽濾,并用乙酸乙酯清洗,在通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)將低沸點(diǎn)物質(zhì)通過真空抽濾旋干,再用適量的二氯甲烷將剩下的固體溶解,將溶液通過層析〔乙酸乙酯：石油醚=1:3〕分析,最后通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)得到純的磺酰胺衍生物。對甲苯磺酰對甲苯胺〔3a〕：產(chǎn)率71.2%,白色線狀晶體。IR〔KBr壓片〕v〔附圖1〕：3257,3063,2919,1592,1500,1400,1331,1288,1154,1092,954,898,812,783,697,659,566〔cm-1〕?！苍?257cm-1,1592cm-1,1500cm-1處有吸收峰說明化合物中有苯環(huán)結(jié)構(gòu),結(jié)合898cm-1,812cm-1,783cm-1,697cm-1,659cm-1有5個(gè)吸收峰可以認(rèn)為為雙取代,812cm-1有吸收峰說明苯環(huán)上有兩個(gè)相鄰的吸收峰。1331cm-1處有吸收峰說明有磺酸基,3500~3300cm-1有一個(gè)吸收帶且1500cm-1處有吸收峰說明有面內(nèi)的仲胺?！硨妆交酋１桨贰?b〕：產(chǎn)率65.4%,白色線狀晶體。IR〔KBr壓片〕v〔附圖2〕：3259,3052,2923,1598,1491,1411,1339,1220,1158,1091,921,814,755,700,655,562,502〔cm-1〕?！苍?052cm-1,1598cm-1,1491cm-1處有吸收峰說明化合物中有苯環(huán)結(jié)構(gòu),900-650cm-1處只有4個(gè)吸收峰可以認(rèn)為為有一個(gè)單取代,一個(gè)雙取代,814cm-1處有吸收峰說明苯環(huán)有4個(gè)相鄰接氫,1339cm-1處有吸收峰說明有磺酸基,3500~3300cm-1有一個(gè)吸收帶且1598cm-1有一個(gè)吸收峰說明有面內(nèi)的仲胺?！硨谆酋｀徏妆桨贰?c〕：產(chǎn)率70.6%,白色線狀晶體。IR〔KBr壓片〕v〔附圖3〕：3458,3270,3064,2922,2866,1598,1495,1393,1330,1165,1091,909,815,755,684,572,535,451〔cm-1〕?！苍?064cm-1,1598cm-1,1495cm-1處有吸收峰說明化合物中有苯環(huán)結(jié)構(gòu)900-650cm-1處只有3個(gè)吸收峰可以認(rèn)為為有雙取代,755cm-1處有吸收峰說明苯環(huán)有4個(gè)相鄰接氫,3500~3300cm-1有一個(gè)吸收帶,1330cm-1吸收峰說明只有碳氮鍵且1598cm-1有一個(gè)吸收峰說明有面內(nèi)的仲胺?！硨妆交酋β缺桨贰?d〕：產(chǎn)率44.6%,淺黃色線狀晶體。IR〔KBr壓片〕v〔附圖4〕：3458,3322,3240,2958,1595,1459,1486,1369,1332,1159,1068,1013,913,813,732,682,577,495?！苍?595cm-1,1486cm-1處有吸收峰說明化合物中有苯環(huán)結(jié)構(gòu)900-650cm-1處只有3個(gè)吸收峰可以認(rèn)為為有雙取代,813cm-1處有吸收峰說明苯環(huán)有2個(gè)相鄰接氫,3500~3300cm-1有一個(gè)吸收帶,1332cm-1吸收峰說明有碳氮鍵且1595cm-1有一個(gè)吸收峰說明有面內(nèi)的仲胺。800cm-1-600cm-1有吸收峰說明有碳氯鍵?！硨妆交酋６桨贰?e〕：產(chǎn)率太少,沒檢測。對甲苯磺酰二芐胺〔3f〕：產(chǎn)率38.4%,白色線狀晶體。IR〔KBr壓片〕v〔附圖5〕：3032,2923,2853,1600,1493,1457,1379,1317,1150,1097,926,813,735,693,656,548,527?！苍?032cm-1,1600cm-1,1493cm-1,1457cm-1處有吸收峰說明化合物中有苯環(huán)結(jié)構(gòu)900-650cm-1處只有4個(gè)吸收峰可以認(rèn)為為有一個(gè)單取代,一個(gè)雙取代,,813cm-1處有吸收峰說明苯環(huán)有2個(gè)相鄰接氫,3500~3300cm-1有一個(gè)吸收帶,3500~3300cm-1有無吸收帶且1317cm-1吸收峰說明只有碳氮鍵,為叔胺?！硨妆交酋６“贰?g〕：產(chǎn)率73.5%,無色透明狀晶體。IR〔KBr壓片〕v〔附圖6〕：2958,2930,2870,1599,1493,1462,1375,1340,1157,1092,1026,983,920,874,815,753,724,653,551?！苍?599cm-1,1493cm-1,1462cm-1處有吸收峰說明化合物中有苯環(huán)結(jié)構(gòu)900-650cm-1處只有5個(gè)吸收峰可以認(rèn)為為有雙取代,815cm-1處有吸收峰說明苯環(huán)有2個(gè)相鄰接氫,3500~3300cm-1有無吸收帶且1340cm-1吸收峰說明只有碳氮鍵,為叔胺。〕對甲氧基苯磺酰二丁胺<3h>：產(chǎn)率65.4%,無色透明狀晶體。IR〔KBr壓片〕v〔附圖7〕：2959,2923,2870,1597,1497,1463,1337,1304,1258,1153,1093,1027,920,874,835,805,755,729,657,563?！苍?597cm-1,1497cm-1,1463cm-1處有吸收峰說明化合物中有苯環(huán)結(jié)構(gòu)900-650cm-1處只有6個(gè)吸收峰可以認(rèn)為為有雙取代,835cm-1處有吸收峰說明苯環(huán)有2個(gè)相鄰接氫,3500~3300cm-1有無吸收帶且1337cm-1吸收峰說明只有碳氮鍵,為叔胺?！潮交酋６“?lt;3i>：產(chǎn)率59.5%,無色透明狀晶體。IR〔KBr壓片〕v〔附圖8〕：3065,2959,2931,2871,1463,1449,1374,1339,1158,1092,1027,994,921,875,751,731,693,583?！苍?065cm-1,1463cm-1處有吸收峰說明化合物中有苯環(huán)結(jié)構(gòu)900-650cm-1處只有4個(gè)吸收峰可以認(rèn)為為有雙取代,835cm-1處有吸收峰說明苯環(huán)有2個(gè)相鄰接氫,3500~3300cm-1有無吸收帶且1337cm-1吸收峰說明只有碳氮鍵,為叔胺?！硨β缺交酋６“?lt;3j>：產(chǎn)率50.1%,無色透明狀晶體。IR〔KBr壓片〕v〔附圖9〕：2960,2934,2871,1583,1472,1342,1276,1159,1092,1026,921,829,767,720,613,563,481?！苍?583cm-1,1472cm-1處有吸收峰說明化合物中有苯環(huán)結(jié)構(gòu)900-650cm-1處只有3個(gè)吸收峰可以認(rèn)為為有雙取代,835cm-1處有吸收峰說明苯環(huán)有2個(gè)相鄰接氫,3500~3300cm-1有無吸收帶且1337cm-1吸收峰說明只有碳氮鍵,為叔胺,800cm-1-600cm-1有吸收峰說明有碳氯鍵?！?.3分離與分析2.3.1TLC分析TLC板的制備：用表面光潔、平整,厚薄1~2mm的優(yōu)質(zhì)平板玻璃,將玻璃板洗凈至不掛水,晾干,貯存于干燥潔凈處備用。在200mL的燒杯中加入10g硅膠GF254邊攪拌邊加入0.5%的羧甲基纖維素鈉〔CMC〕水溶液至均勻粘稠的膠漿,立即倒在玻璃板上,用玻璃棒均勻地向前推進(jìn)涂布在玻璃板上,輕敲玻璃片,使表面平整光滑。涂布好的薄層板于室溫下在水平臺上晾干,再在放入烘箱內(nèi),緩慢升溫至105℃~110℃下恒溫烘約30分鐘活化,取出貯于干燥器中備用。薄層板的厚度一般為0.25~0.5mm.。點(diǎn)樣：將樣品溶于乙醇中,取出TLC板,用鉛筆在薄層板上距離一端1cm處輕輕劃一橫線作為起始線,然后用毛細(xì)管吸取樣品在起始線上小心點(diǎn)樣,樣點(diǎn)間的間距為1cm。點(diǎn)樣結(jié)束帶樣點(diǎn)干燥后,方可進(jìn)行展開。點(diǎn)樣要輕,不能刺破薄層。展開：將點(diǎn)好樣的TLC板小心放入帶蓋的廣口瓶中。當(dāng)溶液上升到距TLC板頂端0.5cm處時(shí),取出TLC板,用鉛筆標(biāo)記溶液前端的位置,待層析樣板風(fēng)干后,將板放置于紫外分析儀下觀察,并標(biāo)記觀察到的斑點(diǎn)。2.3.2柱色譜法取酸式滴定管一只,洗凈烘干,將滴定管垂直固定在鐵架上,用100mL的燒杯在下面接受洗脫劑。取少量脫脂棉放入滴定管中,再鋪約0.5cm厚的石英砂,然后進(jìn)行裝柱,在柱內(nèi)加入3/4石油醚,打開活塞,讓石油醚慢慢地滴入燒杯中,把調(diào)好的糊狀層析硅膠經(jīng)漏斗邊敲打邊加入柱中,使吸附劑均勻緊密的裝入柱子底部。填充完成后,用滴管吸取少量溶劑吧粘附在柱壁上的層析硅膠顆粒沖洗下去,繼續(xù)敲打柱子,再在上面鋪一層石英砂。取少量用二氯甲烷溶解的粗產(chǎn)物,然后用乙酸乙酯與石油醚作為洗脫劑進(jìn)行柱層析,通過點(diǎn)板,跑板,將相同組分的洗脫劑收集。2.4產(chǎn)品紅外光譜〔IR〕的測定本產(chǎn)品為固體,將干燥的溴化鉀用瑪瑙研體研磨成細(xì)粉。去2毫克干燥的產(chǎn)品,加入100倍質(zhì)量的溴化鉀粉末一起研磨并混合均勻,將上述混合物加入到壓片機(jī)中壓片,降壓好的片進(jìn)行紅外測定。3結(jié)果與討論3.1反應(yīng)條件的優(yōu)化我們首先援用對甲苯亞磺酸鈉與苯胺為反應(yīng)模板,進(jìn)行氧化劑、溶劑和原料摩爾比、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間等條件優(yōu)化。3.1.1氧化劑對反應(yīng)的影響表3氧化劑對反應(yīng)的影響氧化劑FeCl3CuCl2FeCl2CuSO4產(chǎn)率〔%〕59.6%64.3%52.2%44.5%本文選用了四種氧化劑進(jìn)行反應(yīng),分別是FeCl3,CuCl2,FeCl2,CuSO4。產(chǎn)率分別是59.6%,64.3%,52.2%,44.5%。從數(shù)據(jù)中可以看出CuCl2產(chǎn)率是最高的,其次的是FeCl3,FeCl3的氧化性比CuCl2的氧化性高,但是CuCl2的產(chǎn)率高于FeCl3,可見氧化劑的氧化性過高可能導(dǎo)致此反應(yīng)部分中間體分解,而導(dǎo)致反應(yīng)產(chǎn)率的下降。而后兩種氧化劑的產(chǎn)率低于前兩種,其可能FeCl2是氧化性比較低,但CuCl2,CuSO4的產(chǎn)率相較比較大,可能是陰離子導(dǎo)致反應(yīng)的產(chǎn)率變化比較大。可見,同種陽離子的情況下,可能有氯離子存在更適合此反應(yīng)的發(fā)生。綜合考慮,此反應(yīng)選用CuCl2作為氧化劑最為合適。表4氧化劑的用量對反應(yīng)影響氧化劑用量〔mmol〕80.6產(chǎn)率〔%〕36.4%56.3%64.3%67.7%選取此氧化劑,通過改變氧化劑的用量,查看對反應(yīng)產(chǎn)率的影響。此次選用的量分別0.2mmol,0.4mmol,0.48mmol,0.6mmol。反應(yīng)產(chǎn)率為36.4%,56.3%,64.3%,67.7%,從氧化劑用量的變化可以看出從0.2mmol到0.4mmol,產(chǎn)率變化很大,但從0.48mmol到0.6mmol的變化只有1.2%,可見氧化劑達(dá)到一定量的時(shí)候,氧化劑的量的增加對反應(yīng)的產(chǎn)率的影響變化不大,甚至當(dāng)氧化劑的量達(dá)到一定量時(shí),產(chǎn)率不再變化,而考慮到經(jīng)濟(jì)因素,為了不造成浪費(fèi),故選用量選擇0.48mmol。3.1.2反應(yīng)物的摩爾比對反應(yīng)的影響表5原料摩爾比對方應(yīng)的影響摩爾比1.5:11:11:1.51:21:2.5產(chǎn)率〔%〕66.4%54.7%64.3%65.2%66.3%在2.2的基礎(chǔ)上只改變反應(yīng)物的摩爾比,觀察反應(yīng)的產(chǎn)率的改變。選用的對甲苯亞磺酸鈉與苯胺的摩爾比分別為1.5:1,1:1,1:1.5,1:2,1:2.5等5個(gè)摩爾比,來觀察實(shí)驗(yàn)的變化。產(chǎn)率分別是66.4%,54.7%,64.3%,65.2%,66.3%?？梢姰?dāng)一種反應(yīng)原料過量時(shí),反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行,可能是可逆反應(yīng)。但是考慮的經(jīng)濟(jì)因素,苯胺價(jià)格相較于對甲苯亞磺酸鈉低,所以選用苯胺過量比較合適,而從反應(yīng)產(chǎn)率來看,后三組摩爾比的變化對反應(yīng)影響很小。從經(jīng)濟(jì)角度考慮,選用1:1.5最為合適。3.1.3反應(yīng)溫度對反應(yīng)的影響表6反應(yīng)溫度對反應(yīng)的影響反應(yīng)溫度20℃50℃80℃100℃產(chǎn)率〔%〕20.6%44.6%57.1%64.3%在2.2的基礎(chǔ)上改變反應(yīng)溫度,分別設(shè)定為20℃,50℃,80℃,100℃等四個(gè)溫度,產(chǎn)率變化為20.6%,44.6%,57.1%,64.3%。從數(shù)值變化可以看出,反應(yīng)的產(chǎn)率是隨著溫度的上升而增加的,但是考慮到1,4-二氧六環(huán)的沸點(diǎn)只有101℃,故不能再增加溫度。所以選擇100℃為反應(yīng)溫度。3.1.4溶劑對反應(yīng)的影響表7溶劑對反應(yīng)的影響溶劑1,4-二氧六環(huán)DMFDMSO甲苯產(chǎn)率〔%〕64.3%55.8%52.6%58.2%以2.2為基礎(chǔ),選用1,4-二氧六環(huán),DMF,DMSO,甲苯四種溶劑為反應(yīng)的溶劑,加入四種溶劑的反應(yīng)的反應(yīng)產(chǎn)率為64.3%,55.8%,52.6%,58.2%,從產(chǎn)率來看,1,4-二氧六環(huán)的產(chǎn)率最高,其次是甲苯。其中1,4-二氧六環(huán)的沸點(diǎn)為101.1℃,DMF的沸點(diǎn)為152.8℃,DMSO的沸點(diǎn)為189℃,甲苯的為110.6℃?？梢姰a(chǎn)率與所選溶劑的沸點(diǎn)有關(guān),沸點(diǎn)低的產(chǎn)率相較而言高,可能是沸點(diǎn)越低,越容易回流,對反應(yīng)越有利。其中1,4-二氧六環(huán)的價(jià)格比較低,從經(jīng)濟(jì)角度和產(chǎn)率來看,選用1,4-二氧六環(huán)最為合理。當(dāng)然溶劑的量對反應(yīng)也有影響,過少的話,不利于反應(yīng)的進(jìn)行。過多的話,不利于后面操作的進(jìn)行。3.1.5反應(yīng)時(shí)間對反應(yīng)的影響表8反應(yīng)時(shí)間對反應(yīng)的影響反應(yīng)時(shí)間8h16h24h32h產(chǎn)率〔%〕21.3%43.6%64.3%67.4%以2.2為基礎(chǔ),分別選用8h,16h,24h,32h。作為反應(yīng)時(shí)間。產(chǎn)率分別是21.3%,43.6%,64.3%,67.4%?？梢?隨著時(shí)間的增加,產(chǎn)率變的越來越高,前三組的變化最為明顯。從24h增加到32h,反應(yīng)產(chǎn)率增加不多,可能是因?yàn)楫a(chǎn)率達(dá)到最大值。反應(yīng)越久,副產(chǎn)物也會越多。故選24h作為反應(yīng)時(shí)間。3.2反應(yīng)底物結(jié)構(gòu)對反應(yīng)的影響為討論反應(yīng)底物結(jié)構(gòu)對反應(yīng)的影響,實(shí)驗(yàn)選取了帶不同取代基的鈉鹽和不同結(jié)構(gòu)的胺反應(yīng),所得結(jié)果見表9所示：從表9可以看出,胺類結(jié)構(gòu)中的芳胺苯環(huán)上的胺為給電子基團(tuán),當(dāng)鈉鹽結(jié)構(gòu)為對甲苯亞磺酸鈉時(shí),所以反應(yīng)的產(chǎn)率都比較高,苯胺上的甲基也為給電子基,所以當(dāng)有甲基取代時(shí),產(chǎn)率比沒有甲基取代的時(shí)候高,對位甲基與鄰位甲基的產(chǎn)率相差不大,是因?yàn)榧谆鶠猷弻ξ欢ㄎ换?反應(yīng)利于鄰對位取代。但是當(dāng)芳胺苯環(huán)上對位為氯取代時(shí),雖然氯也是鄰對位定位基,但是由于氯是吸電子基團(tuán),導(dǎo)致芳胺上的電子云密度下降,使其比甲基取代時(shí)的產(chǎn)率低。當(dāng)胺類結(jié)構(gòu)為二苯胺時(shí),反應(yīng)幾乎沒有產(chǎn)率,可能是二苯胺的位阻大,同時(shí)N原子與苯環(huán)產(chǎn)生共軛效應(yīng),使其不利于反應(yīng)的進(jìn)行,故產(chǎn)率很小。當(dāng)胺類結(jié)構(gòu)為二芐胺時(shí),共軛體系被打破,故能與對甲苯亞磺酸鈉反應(yīng),但是位阻同樣大,但苯環(huán)能提供少量的給電子效應(yīng),所以反應(yīng)的產(chǎn)率不太低。表9反應(yīng)底物結(jié)構(gòu)對反應(yīng)的影響序號鈉鹽結(jié)構(gòu)序號胺類結(jié)構(gòu)序號結(jié)構(gòu)產(chǎn)率1a2a3a71.2%1a2b3b64.3%1a2c3c70.6%1a2d3d44.6%1a2e3eTrace1a2f3f38.4%1a2g3g73.5%1b2g3h65.4%1c2g3i59.5%1d2g3j50.1%當(dāng)胺類結(jié)構(gòu)為二正丁胺時(shí),空間位阻效應(yīng)明顯降低,反應(yīng)比二芐胺為胺類結(jié)構(gòu)的時(shí)候高,當(dāng)銨鹽結(jié)構(gòu)中的苯環(huán)中有取代時(shí),反應(yīng)產(chǎn)率比沒有取代時(shí)高,同時(shí)甲基比甲氧基更利于反應(yīng)的進(jìn)行,是由于甲基具有給電子超共軛效應(yīng)。但是當(dāng)取代基為氯時(shí),氯為吸電子基使電子云密度下降。不利于反應(yīng)進(jìn)行,故產(chǎn)率低于給電子基取代的時(shí)候。4結(jié)論本論文采用一鍋法制備磺酰胺類化合物,不僅所采用的原料價(jià)廉,反應(yīng)條件溫和。在磺酰胺類化合物合成反應(yīng)中,考察了反應(yīng)氧化劑、原料摩爾比,反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溶劑和反應(yīng)物結(jié)構(gòu)對反應(yīng)的影響。結(jié)果表明：在n<胺底物>:n<芳磺酸鈉鹽>=1.5:1,100℃下回流反應(yīng)24h,以0.48molCuCl2為氧化劑,2mL1,4-二氧六環(huán)為溶劑,產(chǎn)率中等。經(jīng)過紅外檢測并分析,結(jié)構(gòu)正確。參考文獻(xiàn)[1]李明,XX娟,路軍.N-芳基二茂鐵磺酰胺的合成與表征[J].西北大學(xué)學(xué)報(bào)〔自然科版〕.2000,30<6>.[2]班樹榮,解鴻宇,李青山.手性磺酰胺有機(jī)小分子催化劑在不對稱催化反應(yīng)中的應(yīng)用進(jìn)展[J].有機(jī)化學(xué).2011,31<9>:1350-1356.[3]曾東強(qiáng),X耀謀,陳君.N-取代苯磺酰基-α-三唑基片吶酮腙的合成與殺菌活性[J].XX農(nóng)業(yè)生物科學(xué),2004,23<4>:313-315．[4]李興海,祁之秋,鐘昌繼,等.苯甲?；谆酋０返暮铣膳c殺菌活性[J].農(nóng)藥學(xué)學(xué)報(bào),2008,10<2>:136-140．[5]IrajRE,CharalabosC,PanagiotisZ,etal.Sulfonamide-1,2,4-triazolederivativesasantifungalandantibacterialagents:Synthesis,biologicalevaluation,lipophilicity,andconformationalstudies[J].BioorgMedChem,2008,16:1150-1161.[6]梁曉梅,方學(xué)琴,董燕紅等.N-<芳基磺酰氨基乙基>-1,6-己內(nèi)酰胺的合成與殺菌活性[J].農(nóng)藥學(xué)學(xué)報(bào),2008,10<2>:156-160.[7]WimumJY,DognJM,CasinIA,etal.Carbonicanhyd-raseinhibitors:synthesisandinhibitionofcytosolic/membrane-associatedcarbonicanhydraseisozymesI,II,andIXwithsulfonamidesincorporatinghydrazineomoieties[J].JMedChem,2005,48〔6〕:2121-2125.[8]KawaIM,BamaungNY,FidanzeSD,etal.DevelopmentofulfonamidecompoundsaspotentmethionineaminopeptidasetypeIIinhibitorswithantiproliferativeproper-ties[J].BioorgMedChemLett,2006,16〔13〕:3574-3577.[9]SheppardGS,WangJY,KawaIM,etal.Discoveryandoptimizationofanthranilicacidsulfonamidesasinhibitorsofmethionineaminopeptidase-2:astructuralbasisforthereductionofalbuminbinding[J].JMedChem,2006,49<13>:3832-3849．[10]Chosy,FE,MccllyC.Plasmaandcerebrospinalfluidpharmacokineticsofintraven-ouslyadministeredABT2751innonhumanprimates[J].Can.J.Chem,2007,60<4>:563-567.[11]WangGT,ManteiRA,KawaIM,etal.Leadoptimizationofmethionineamino-peptidase-2<MetAP2>inhibitorscontainingsulfonamidesof5,62disubstitutedant-hranilicacids[J].BioorgMedChemLett,2007,17<10>:2817-2822.[12]HendNH,Abdel-RahmanB.A.El-Gazzar.Synthesisandantitumoractivityofsub-stitutedtriazolo[4,3-a]pyrimidin-6-sulfonamidewithanincorporatedhiazolidinonemoiety[J]．BioorgMedChemLett,2009,19:4143-4147.[13]石德清,X軍安,X小鵬等.4-芳氧乙<丙>酰氨基苯磺酰胺的合成與除草活性[J].應(yīng)用化學(xué),2003,20<2>:130-133.[14]孫國香,蔣旭亮,王煜華等.三唑并嘧啶磺酰胺類化合物的合成與除草活性[J].現(xiàn)代農(nóng)藥,2005,4<1>:14-16.[15]姜林,李長城,賈立生等.N-<6-氯吡啶-3-基>羰基-2-取代芳基磺酰胺的合成、結(jié)構(gòu)與除草活性研究[J].有機(jī)化學(xué),2006,26<2>:203-206.[16]李長城,姜林,王立增等.N-<2-氯吡啶-3-基>羰基-2-取代芳基磺酰胺的合成與除草活性[J]．化學(xué)試劑,2006,28<4>:225-226.[17]X映霞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