叔丁基磺酰胺的合成

2010年第39卷第6期

石 油 化 工

PETROCHE M ICA L TECHN OLOG Y

∀661∀

叔丁基磺酰胺的合成

桂厚瑛, 赵 冲, 董留玉

(武汉理工大学理学院, 湖北武汉430070)

[摘要]以叔丁基亚磺酰胺为原料, 以次氯酸钠为氧化剂合成了叔丁基磺酰胺; 利用NM R 和GC 技术对产物进行了表征和分析, 测定了产物的熔点; 考察了反应温度、反应时间和n (叔丁基亚磺酰胺) n (次氯酸钠) 对叔丁基磺酰胺收率的影响。实验结果表明, 叔丁基亚磺酰胺与次氯酸钠反应得到的产物为白色晶状固体, 熔点为165~167! ; NM R 表征结果表明, 合成的产物为叔丁基磺酰胺; 合成反应的适宜条件为:反应温度100~110! 、反应时间2. 0h 、n (叔丁基亚磺酰胺) n (次氯酸钠) =1. 00 1. 25; 在此条件下, 叔丁基磺酰胺的收率为98. 7%, 产品纯度达到99. 86%。[关键词]叔丁基磺酰胺; 次氯酸钠; 叔丁基亚磺酰胺; 氧化

[文章编号]1000-8144(2010) 06-0661-03 [中图分类号]TQ 032. 4 [文献标识码]A

Synthesis of tert Butyls ulfona m ide

G ui Houying, Zhao Chong, D ong L i u yu

(Wuhan Un i versit y of Techno l ogy C o ll ege of Science , W uhan H ub ei430070, C h i na)

[A bstract ]tert B uty lsulfona m ide w as synthesized from tert buty l su lfi n y l a m ine and sodiu m

hypo chlo rite t h rough ox idation , coo li n g to room te m perature and then cry sta llization . The obta i n ed pr oduct w a s characterized and ana lyzed by m eans of NM R and GC. The infl u ences o f reaction te m pera ture , reaction ti m e and m o le ratio o f tert buty l su lfi n y l a m ine to sod i u m hypoch l o rite on y ield o f the tert buty lsu lfona m i d e w ere stud i e d . The obta i n ed pr oduct w as pure ly w hite cry sta lline so lid and its m e lti n g po i n t w as 165-167! . Structure o f the product w as confir m ed by its NMR spectru m. U nder the appropriate reaction conditi o n s o f reac ti o n te m pera ture 100-110! , reacti o n ti m e 2. 0h and n (tert buty l sulfi n y l a m i n e) n (sod iu m hypo chlo rite ) 1. 00 1. 25, the y ie l d and purity of the pr oduct tert buty l sulfona m i d e could reached 98. 7%and 99. 86%, respecti v ely . [K eywords]

tert buty lsu lfona m i d e ; sod iu m hypoch l o rite ; tert buty l su lfi n y l a m ine ; ox ida ti o n

叔丁基磺酰胺是近年来发展起来的一种新型医药中间体类似物

[4]

[1, 2]

, 可用于合成高价值的药物, 如合成

[3]

再被氧化成烷基磺酰胺。但该方法所需要的自由

[9]

基不稳定, 且难以处理。M aric ic h 等用烷基亚硫酰氯和N a N 3在一定条件下反应合成烷基叠氮亚砜(RSON 3), RSON 3再经水解得到烷基磺酰胺。然而, 加热RSON 3易发生爆炸, 且RSON 3水解得到烷基磺酰胺的收率很低(仅有20%) 。

本工作以叔丁基亚磺酰胺为原料、次氯酸钠为氧化剂合成了叔丁基磺酰胺。考察了反应温度、反应时间和n (叔丁基亚磺酰胺) n (次氯酸钠) 对合成反应的影响; 并用NM R 和GC 技术对产物进行了表征和分析, 测定了产物的熔点。

[收稿日期]2009-11-12; [修改稿日期]2010-03-25。[作者简介]桂厚瑛(1963 ), 男, 湖北省武汉市人, 硕士, 高级工程师, 电话[1**********], 邮箱y i ng0520@163. com 。

手性的抗帕金森新药雷莎吉兰、紫杉醇侧链及其

、手性配体及酶抑制剂等。随着不对称化

合物合成研究的不断深入和应用的不断扩大, 叔丁基磺酰胺的重要性日趋显著, 它的大规模应用亟待开发。

传统合成烷基磺酰胺的方法是氨和烷基磺酰氯在一定条件下反应得到, 其中烷基磺酰氯通常由相应的磺酸制得, 但烷基磺酰氯不稳定, 且不容易发生亲核反应的方法

[6~8]

[5]

。因此, 用该方法生产烷基磺酰胺

在工艺上存在一定困难。另一种合成烷基磺酰胺

是烷基亚硫酰氯与氨在一定条件下反应

制得烷基亚硫酰胺, 在催化剂存在下烷基亚硫酰胺

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石 油 化 工

PETRO CHEM I CAL T ECHNO LOGY

2010年第39卷

1 实验部分

1. 1 试剂

叔丁基亚磺酰胺:分析纯, 大连联化化学有限公司; 次氯酸钠:分析纯, 国药集团化学试剂有限公

司; 纯净水:自制。1. 2 实验方法

叔丁基磺酰胺的合成路线如下。

合成的叔丁基磺酰胺的GC 谱图与标准谱图吻合很

好, 同时杂质峰很少, 表明产品纯度很高。由GC 分析结果可知, 叔丁基磺酰胺产品的纯度为99. 86%

。

图1 产物的1H NM R 谱图

取100g 叔丁基亚磺酰胺溶于100mL 纯净水中, 将溶液转移至500m L 三口瓶中, 加热升温至80! , 缓慢滴加122g 质量分数为10%的次氯酸钠

水溶液, 滴毕后控制温度为100~110! , 反应2. 0h 。反应结束后将反应体系冷却至室温, 结晶, 抽滤得到白色晶状固体即叔丁基磺酰胺, 收率为98. 7%。1. 3 产物分析与表征

采用瓦里安公司的400M 型核磁共振仪测定产物的H NM R 谱图和C NM R 谱图, 分析条件:用重水溶解试样; 采用天津市仪器分析厂的RY -1型熔点测定仪测定产物的熔点; 采用上海精密科学仪器有限公司的GC 112A 型气相色谱仪分析产物的纯度, 分析条件:用乙醇溶解试样, 色谱柱为OV -17毛细管色谱柱(30m #0. 32mm #0. 5 m ), 柱温220! , 气化室温度250! , FI D 检测, 检测器温度280! , 进样量0. 2 L, 采用面积归一化法定量。

1

13

Fig . 1

1

H NM R spectrum of produc.

t

图2 产物的13C NM R 谱图Fig . 2

13

C NM R s pectrum of produc.

t

2 结果与讨论

2. 1 产物表征结果

叔丁基亚磺酰胺和次氯酸钠反应合成的产物为白色晶状固体, 测得产物的熔点为165~167! (叔丁基磺酰胺标准试样的熔点为163~167! ) 。产物的H NM R 谱图见图1,

1

13

图3 产物的GC 谱图

F i g . 3 G as chrom atogra m o f produc. t

a E t hano ; l b Product

C NM R 谱图见图2。

由图1可见, 化学位移 =1. 213处的吸收峰归属于试样中叔丁基的 CH 3上的H 。由图2可见, =22. 991处的吸收峰归属于试样中叔丁基的 CH 3上的C, =59. 090处的吸收峰归属于试样中的叔

碳原子。由此可见, 合成的产物为叔丁基磺酰胺, 且产物纯度高。

产物的GC 谱图见图3。由图3可知, 用此方法

2. 2 反应温度的影响

反应温度对叔丁基磺酰胺收率的影响见表1。

由表1可见, 随反应温度的升高, 叔丁基磺酰胺的收率先增大后减小; 当反应温度为100~110! 时, 叔丁基磺酰胺的收率最大。这是因为反应温度过低, 反应速率较慢; 反应温度过高, 反应过于剧烈, 并有副反应

第6期桂厚瑛等 叔丁基磺酰胺的合成

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发生。因此, 选择反应温度为100~110! 较适宜。

表1 反应温度对叔丁基磺酰胺收率的影响

Tab l e 1 Effect of reacti on t e m perat ure on yiel d of tert but y ls u l fona m i de

Reaction te m perat u re/!

20-3040-5060-7080-90

Y iel d , % 46. 561. 086. 4

R eacti on te m perature /! 100-110110-120120-130140-150

Y i el d, %98. 797. 592. 384. 3

n (叔丁基亚磺酰胺) n (次氯酸钠) =1. 00 1. 25

较适宜。

3 结论

(1) 以叔丁基亚磺酰胺为原料, 以次氯酸钠为氧化剂合成了叔丁基磺酰胺。NM R 表征结果表明, 合成的产物为叔丁基磺酰胺, 产品纯度达到99. 86%。(2) 合成叔丁基磺酰胺的适宜条件为:反应温度100~110! 、反应时间2. 0h 、n (叔丁基亚磺酰胺) n (次氯酸钠) =1. 00 1. 25。在此条件件下, 叔丁基磺酰胺的收率为98. 7%。

(3) 该反应体系为无有机溶剂反应, 后处理相对简单。本工艺具有反应条件温和、易于控制、收率高、成本低等特点, 可用于工业化生产。

参 考 文 献

1 W an Y i q i an, W u X i ongyu, K annan M A, et a. l B oron T rich l ori de

as an E ffici en t and S el ecti ve A gen t fo r D epro t ecti on of tert B utyl A ry l Su lfona m i des . Tetrah edron Lett , 2003, 44(24):4523~45252 Shu jiH irano, Y as uh iro Fukudom e , R yo ich iTanak a , et a. l Practi cal

Preparati on o f N (1 A l k yny l) Su l fona m ides and T hei r Syntheti c U tilit y i n T itan i um A l kox i de M ed iat ed C oup li ng R eacti ons . Tetra hedron, 2006, 62(16):3896~3916

3 郑马庆. 抗帕金森病药Ras agili ne M es il ate . 药学进展, 2003, 27

(5):316~317

4 卞晓霞. 叔丁基亚磺酰胺诱导的A za-M ann i ch 反应的研究:∃硕士论文%. 四川:四川大学, 2007

5 R oberts J T , R ittberg B R , Kovacic P . Pyro l y sis of N, N D i ha l o D erivati ves o f Am i des and Su lfona m i des . J O rg Ch e m, 1981, 46(20):3988~3991

6 O ppo l zer W, W ills M, S t arke m ann C, et a. l Ch iral To l uene 2,

Su lta m A ux ili ari es :Preparati on and S truct u re of Enan ti om ericall y Pu re (2R ) and (S ) E t hy l 2, 1& Su lt a m. Tetrahed ron Lett , 1990, 31(29):4117~4120

7 M arti nez M eri no V, G ilM J , Z aba l za J M , et a. l M o l ecu l arM od el

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8 K i ng J F , La m J Y L, Dave V. ter t Bu t y l C ati on For m ati on i n t he H yd ro l ys is of 2 M ethyl 2 Propanes u lfony l C h l o ri de , Terti ary A lkanes u lfon yl Ch lori de . 2831~2834

9 M ari cich T J , H off m an V L. (ltf , 2S ) E phedri n iu m (S) i B uty ls u l

finylacetate . J A m Che m Soc, 1974, 96(25):7770~7781

the S i m p l est

J Org C he m, 1995, 60(9):

Reaction cond ition s :n (tert butyl sulfi ny l a m i n e) n (s od i um

hypoch l orite) =1. 00 1. 25, 2. 0h.

2. 3 反应时间的影响

反应时间对叔丁基磺酰胺收率的影响见表2。由表2可见, 随反应时间的延长, 叔丁基磺酰胺的收

率先增大后有小幅减小; 当反应时间为2. 0h 时, 叔丁基磺酰胺的收率最大。因此, 选择反应时间为2. 0h 较适宜。

表2 反应时间对叔丁基磺酰胺收率的影响

T ab l e 2 Effect of reacti on ti m e on yiel d of tert bu t y ls u lfon a m i de Reaction ti m e/hY iel d, %

0. 553. 3

1. 085. 5

2. 098. 7

3. 097. 8

4. 097. 3

Reaction cond ition s :n (tert butyl sulfi ny l a m i n e) n (s od i um

hypoch l orite) =1. 00 1. 25, 100-110! .

2. 4 n (叔丁基亚磺酰胺) n (次氯酸钠) 的影响

n (叔丁基亚磺酰胺) n (次氯酸钠) 对叔丁基磺酰胺收率的影响见表3。

表3 n (叔丁基亚磺酰胺) n (次氯酸钠) 对叔丁基磺酰胺收率的影响

Tab le 3 E ffect o fn (t ert bu tyl s u lfi ny l a m i ne) n (s od i um

hypo ch l orite ) on yiel d of tert bu t y ls u lfona m i de

n (tert B u t y l su l fi ny l a m i n e) n (Sodiu m hypoch l o rit e)

1. 00 1. 001. 00 1. 101. 00 1. 201. 00 1. 251. 00 1. 40

Reaction cond ition s :100-110! , 2. 0h.

Y i el d, %86. 390. 597. 498. 797. 5

由表3可见, 随n (叔丁基亚磺酰胺) n (次氯酸钠) 的减小, 叔丁基磺酰胺的收率先增大后减小; 当n (叔丁基亚磺酰胺) n (次氯酸钠) =1. 00 1. 25时, 叔丁基磺酰胺的收率最大。因此, 选择

(编辑 李明辉)

最新∋石油化工(期刊指标

据中国科技信息研究所∋中国科技期刊引证报告(最新数据, 2008年∋石油化工(期刊的总被引频次为1524, 影响因子为0. 827; 总分在能源类期刊中排第4名, 在统计源期刊中的总排名为220名。